Semiconductores, chips y circuitos integrados
-La escasez de semiconductores no solo ha afectado a la industria automotriz, sino también a otras industrias, especialmente a aquellas que dependen de sensores, procesamiento de información y tecnologías relacionadas con la inteligencia artificial. Los semiconductores son esenciales para el funcionamiento de dispositivos electrónicos y sistemas tecnológicos.
Meses atrás se presentó una crisis en el abastecimiento de semiconductores que con los estragos de la pandemia de salud del Covid-19 se agravó y que sigue siendo un tema vigente por los retos que representa para diferentes sectores de la industria y para las naciones. Mucha gente se pregunta qué son los semiconductores –chips- para qué sirven, en dónde se utilizan y por qué no se producen en todo el mundo.
Durante la pandemia, se dejaron de producir aproximadamente 10 millones de automóviles a nivel mundial debido a la escasez de semiconductores. En el caso específico de México, la producción de 380,000 automóviles se vio afectada, lo que equivale a una pérdida de alrededor de 210 mil millones de dólares. Estas cifras impactaron negativamente en la generación de recursos y empleos en el país, señaló Mario Enrique López Medina, profesor del Decanato de Ingenierías y Director del Área de Matemáticas de la UPAEP.
En la región de Puebla, donde se encuentran plantas automotrices como Volkswagen y Audi, la falta de semiconductores provocó la suspensión de la producción durante 90 días en Volkswagen. Esto resultó en una pérdida de ingresos para los trabajadores y afectó significativamente la economía local. Sin embargo, no solo la planta de Volkswagen en Puebla se vio afectada, sino también otras plantas automotrices en diferentes partes del país, como General Motors en el Bajío y Nissan en Aguascalientes, refirió el académico.
Dijo que la escasez de semiconductores no solo ha afectado a la industria automotriz, sino también a otras industrias, especialmente a aquellas que dependen de sensores, procesamiento de información y tecnologías relacionadas con la inteligencia artificial. Los semiconductores son esenciales para el funcionamiento de dispositivos electrónicos y sistemas tecnológicos.
Durante la pandemia, se observó un aumento en la demanda de computadoras debido al trabajo desde casa (Home Office). Esto llevó a un incremento del 21% en la producción y venta de computadoras. Sin embargo, la baja producción de semiconductores ha tenido un impacto negativo en la disponibilidad y los precios de los automóviles, lo que se refleja en un aumento significativo en el costo de los vehículos. En los últimos diez años, el precio de un automóvil modesto ha casi duplicado su valor, pasando de alrededor de 220 mil pesos en 2013 a 400 mil pesos en 2022, enfatizó Mario Enrique López.
Explicó que la crisis de semiconductores se originó por una combinación de factores, incluyendo una disminución en la producción y problemas en las cadenas de suministro. Aunque se espera que la situación se estabilice en el futuro, es importante tomar medidas para evitar crisis similares. La participación de México en la producción de semiconductores juega un papel fundamental en este sentido.
Indicó que la escasez de semiconductores ha tenido un impacto significativo en la industria automotriz a nivel mundial, generando pérdidas millonarias en la producción de automóviles y afectando la economía y el empleo en varios países, incluido México.
Pablo Trejo García, profesor del Decanato de Ingenierías de la UPAEP, habló de tres factores clave que contribuyeron a esta situación durante el periodo de la pandemia. En primer lugar, debido a las previsiones de una disminución en la venta de semiconductores, muchas empresas redujeron su fabricación. Sin embargo, ocurrió lo contrario, ya que el aumento del trabajo desde casa, la educación remota y el entretenimiento en el hogar aumentaron la demanda de dispositivos electrónicos como televisores, tabletas y computadoras.
Además, el lanzamiento de las nuevas ediciones de las consolas de videojuegos PlayStation y Xbox también impactó en la disponibilidad de semiconductores, afectando aún más el suministro para la industria automotriz.
El segundo factor mencionado fue una afectación climática que tuvo lugar en Estados Unidos, específicamente en el estado de Texas. Durante una tormenta invernal, las dos principales fábricas de semiconductores, Samsung y NXC, se vieron obligadas a cerrar temporalmente, interrumpiendo la producción y agravando la escasez de semiconductores.
El tercer factor, comentó Trejo García, se desarrolló en Taiwán, donde se reportó una sequía sin precedentes en los últimos 50 años. La fabricación de obleas de semiconductores requiere agua ultra pura, y la sequía obligó a detener la producción en el país. Dado que Taiwán es responsable de aproximadamente el 50% de la producción mundial de obleas, esta interrupción tuvo un impacto significativo en la disponibilidad de semiconductores a nivel global.
Además, mencionó un incidente adicional relacionado con incendios en una fábrica japonesa que produce procesadores y otros componentes. Este incidente afectó aproximadamente el 30% de la industria de semiconductores, lo que contribuyó aún más a la crisis.
Dijo que estos tres factores principales que contribuyeron a la crisis de semiconductores fueron la falta de previsión ante el aumento de la demanda durante la pandemia, las interrupciones en la producción debido a la tormenta invernal en Texas y la sequía en Taiwán, y los incidentes de incendios en una fábrica japonesa. Estos eventos combinados resultaron en una escasez mundial de semiconductores, afectando a múltiples industrias, incluyendo la automotriz.
En su intervención, Izbeth Hernández López, profesora del Decanato de Ingenierías de la UPAEP, comentó que los semiconductores se clasifican en conductores, semiconductores y aislantes, dependiendo de su capacidad para conducir electricidad. A diferencia de los conductores y los aislantes, los semiconductores pueden conducir o no electricidad según diferentes factores como la humedad, la presión, la temperatura, el campo eléctrico, el campo magnético y la radiación.
Los materiales más comunes utilizados como semiconductores son el silicio y el germanio, los cuales pueden ser dopados con impurezas como boro y fósforo para controlar su conductividad. Estos semiconductores se utilizan ampliamente en la industria para fabricar chips y otros componentes electrónicos que son indispensables en sectores como las telecomunicaciones, la industria automotriz y la industria aeroespacial, asentó Izbeth Hernández.
Manifestó que es importante destacar que China es uno de los principales productores de semiconductores, ya que cuenta con minas de silicio. En general, la mayor producción de semiconductores se concentra en Asia, que representa aproximadamente el 75-77% de la producción mundial, seguida de Estados Unidos y Europa con alrededor del 10% cada uno, mientras que el resto de los países contribuye con el 5%. Se proyecta que para el año 2030, la producción de semiconductores deberá duplicarse debido a la creciente demanda de chips.
Asimismo, dijo que los semiconductores son fundamentales en la fabricación de vehículos, donde los automóviles de motor de combustión utilizan alrededor de 600 chips, mientras que los automóviles eléctricos requieren el doble de esa cantidad. Esta tendencia hacia la electrificación de los vehículos implica un mayor uso de semiconductores en la industria automotriz. Además, la industria de las telecomunicaciones también experimenta un crecimiento constante debido a la necesidad de chips en dispositivos como satélites, tabletas y teléfonos móviles.
Izbeth Hernández destaca la importancia de los semiconductores en diferentes industrias y la necesidad de aumentar su producción para satisfacer la creciente demanda. La física de los semiconductores es un campo en constante evolución, y se espera que desempeñe un papel crucial en el futuro de la tecnología y la innovación.
La industria de los semiconductores está experimentando un crecimiento significativo impulsado por leyes y medidas implementadas en Estados Unidos y Europa. En Europa, se ha asignado un presupuesto de aproximadamente 43 mil millones de dólares, tanto por parte del sector público como privado, para el crecimiento y desarrollo de la fabricación de semiconductores, subrayó María de Lourdes Moreno Hernández, profesora del Decanato de Ingenierías de la UPAEP.
Dijo que en el caso de Estados Unidos, la ley de eficiencia destina 52 mil millones de dólares del sector público y 38 mil millones de dólares del sector privado para impulsar esta industria.
Además, se busca establecer una colaboración con México, que también experimentará un desarrollo importante en la fabricación de semiconductores, chips y circuitos integrados. Esto se alinea con el crecimiento de la industria automotriz y la transición hacia la electromovilidad. Planes de desarrollo como el «Plan Sonora» están promoviendo la llegada de nuevas empresas al país, como Tesla y otras, que se dedicarán a la fabricación de dispositivos electrónicos, destacó Moreno Hernández.
México también participará en la cadena de suministro al proveer materia prima a América del Norte, así como en la investigación y desarrollo a través de universidades e institutos de investigación. También se espera un crecimiento en la realización de ensambles, pruebas y diseños de semiconductores.
María de Lourdes Moreno resalta que el futuro de la industria de semiconductores en México no se limita solo a la industria automotriz, sino que surgirán oportunidades en otros sectores relacionados con dispositivos electrónicos y el diseño y construcción de obleas para semiconductores. Además, se están explorando nuevas propiedades y el uso de tierras raras como el vanadio y el europio, lo que ampliará las posibilidades de investigación y crecimiento en esta área.