Microchips: el liderazgo es de quien controla la tecnología

Las claves:

• El gobierno de los Estados Unidos comienza a dispensar decenas de miles de millones de dólares para lograr que los fabricantes de microchips trasladen la fabricación a los Estados Unidos
• Persisten los obstáculos, incluida una cadena de suministro global cada vez más diversificada que ningún país puede dominar
• Lo que probablemente incentive a los fabricantes de semiconductores más que los dólares del gobierno son los cambios geopolíticos

 

En los últimos dos años, la escasez de microchips puso de relieve la dependencia de Estados Unidos de los proveedores extranjeros y estimuló la aprobación de la Ley CHIPS, que destina decenas de miles de millones de dólares como incentivos para que los fabricantes de chips construyan nuevas plantas de fabricación en los Estados Unidos.

Pero rehacer cadenas de suministro de fabricación bien establecidas, especialmente en Asia, es una tarea hercúlea, y “las empresas detestan hacerlo”, según Yossi Sheffi, profesor de ingeniería del MIT y director del centro de transporte y logística de la escuela.

Sheffi cree que Estados Unidos probablemente no reducirá su dependencia de otros países para la fabricación de chips, particularmente China y Taiwán. “Los objetivos [de la Ley CHIPS] son loables, pero desde la perspectiva de la cadena de suministro, las posibilidades de persuadir a las empresas para que trasladen sus operaciones de fabricación a casa son muy bajas”, dijo.

Por un lado, los fabricantes de semiconductores tienen grandes inversiones en ubicaciones en alta mar, y relocalizar su fabricación a los Estados Unidos podría llevar décadas, dijo Sheffi, autor del nuevo libro The Magic Conveyor Belt: Supply Chains, A.I., and the Future of Work. Además, trasladar la producción a los Estados Unidos también podría cambiar el riesgo de interrupciones.

“Trasladar todo a Estados Unidos aumentará algunos riesgos, ya que todos los huevos estarán en una sola canasta”, dijo. “Reducirá los riesgos de dependencia de otros países, especialmente los hostiles. Por lo tanto, una combinación de relocalización y relocalización de amigos puede ser lo mejor”.

Estados Unidos, donde se inventaron los semiconductores, produjo el 37% del suministro mundial de chips en la década de 1990. Solo alrededor del 12% de todos los chips de computadora se producen en el país ahora.

En 2021, la disminución de la producción nacional de chips quedó expuesta por una crisis mundial de la cadena de suministro que llevó a llamadas para relocalizar la fabricación a los Estados Unidos. Con el gobierno de los Estados Unidos estimulándolos, empresas como Intel, Samsung, Micron y TSMC revelaron planes para una serie de nuevas plantas en los Estados Unidos. (Qualcomm, en asociación con GlobalFoundries, también dijo que invertiría $ 4.2 mil millones para duplicar la producción de chips en sus instalaciones de Malta, Nueva York).

En agosto pasado, el presidente Joseph R. Biden Jr. promulgó la Ley CHIPS y Ciencia; proporciona al Departamento de Comercio de los Estados Unidos $ 52.7 mil millones para un conjunto de programas para “revitalizar” la posición de los Estados Unidos en la investigación, el desarrollo y la fabricación de semiconductores. La primera ronda de incentivos por un total de $ 39 mil millones estuvo disponible en febrero.

Esencialmente, la Ley CHIPS es un intento de aumentar el porcentaje de microprocesadores producidos en los Estados Unidos cerrando el diferencial de costos con países como Taiwán, Corea del Sur y China. Los gobiernos de esta nación ya están subsidiando a los fabricantes de semiconductores.

Las cinco principales naciones productoras de semiconductores, China, Corea del Sur, Japón, Taiwán y Estados Unidos, también son los principales consumidores de la tecnología. (China fabrica principalmente tecnología de chips madura, no los microprocesadores más avanzados).

Los microchips se encuentran en todo, desde equipos industriales y centros de datos hasta automóviles, teléfonos inteligentes y sistemas de juegos. Durante la próxima década, las industrias más grandes para los ingresos de semiconductores serán servidores, centros de datos y almacenamiento de datos. Les siguen los teléfonos inteligentes, la electrónica industrial, la industria automotriz y la informática personal.

“El factor más desafiante es la necesidad de mover toda la cadena de suministro, no solo las etapas finales de fabricación, sino [también] las fuentes de materia prima, proveedores expertos, fabricantes líderes de equipos, etc.”, dijo Sheffi. “La fabricación de cualquier producto, a escala y con calidad y precios competitivos, requiere ecosistemas enteros, o clusters, de múltiples compañías y es un esfuerzo hercúleo a largo plazo para mover todo”.

 

Otro obstáculo: la escasez de mano de obra calificada

Otros desafíos incluyen los importantes costos iniciales de construir nuevas instalaciones y crear cadenas de suministro nacionales para competir con las instalaciones en alta mar. Además, hay una escasez mundial de mano de obra calificada para administrar las fábricas, incluso en los Estados Unidos.

Una forma de abordar esa escasez de habilidades sería renovar las leyes de inmigración para facilitar que la mano de obra calificada de otras naciones trabaje en los Estados Unidos, según Sheffi. “Las soluciones internas no han funcionado bien en los Estados Unidos, en parte, debido a la renuencia de las empresas a invertir significativamente en una fuerza laboral móvil”, dijo.

Una disposición importante en la Ley CHIPS que es prometedora es de $ 13.2 mil millones en investigación y desarrollo y desarrollo de la fuerza laboral, y $ 500 millones para proporcionar seguridad internacional de tecnología de comunicaciones de información y actividades de cadena de suministro de semiconductores, dijo, según Bob Johnson, vicepresidente de investigación de Gartner. “… Hay mucho dinero para entrenar y desarrollar mano de obra”, dijo.

Los fabricantes de microprocesadores han estado trabajando para alentar a los estudiantes a ingresar al campo. “Intel ha estado haciendo eso con colegios comunitarios en el área de Portland y en Arizona durante dos años”, dijo Johnson.

Y Micron y el estado de Nueva York dijeron que gastarán $ 500 millones en desarrollo comunitario y laboral con un enfoque en las poblaciones desfavorecidas durante la duración de la construcción de una nueva planta de fabricación, la más grande en la historia de Micron.

La otra disposición grande, pero a menudo pasada por alto de la Ley CHIPS, es de $ 1 mil millones reservados para la investigación de plantas de energía nuclear a pequeña escala para proporcionar electricidad a las fundiciones de fabricación de los Estados Unidos.

Si bien la Ley CHIPS reserva miles de millones en incentivos, las estimaciones sugieren que financiar una nueva generación de fabricación de chips en los Estados Unidos podría costar $ 110 mil millones en la próxima década, según el Instituto Brookings. Dos nuevas plantas construidas por Intel en Arizona cuestan alrededor de $ 30 mil millones solamente.

Una planta típica de fabricación de microchips de vanguardia cuesta alrededor de $ 15 mil millones de dólares para construir. Eso es más que el costo de $ 13.3 mil millones del portaaviones Gerald R. Ford, el barco más avanzado de su tipo actualmente en construcción. Se espera que tarde de tres a cuatro años en completarse. En comparación, fabricantes como Intel y Samsung pueden comenzar con un campo desnudo y tener una planta fabulosa en funcionamiento en aproximadamente dos años, dijo Johnson.

¿Está teniendo efecto la Ley CHIPS?

Entonces, ¿la Ley CHIPS jugó un papel en que los fabricantes de semiconductores se comprometieran con nuevas instalaciones en los Estados Unidos? La respuesta es probablemente no, dijo Johnson.

El anuncio de nuevas fábricas de semiconductores por parte de Intel, TSMC, Samsung, Texas Instruments y otros se produjo antes de que se aprobara la ley. La única excepción es Micron, que en octubre anunció planes para gastar $ 20 mil millones para construir una planta de fabricación en Nueva York, señaló Johnson. Micron dijo que también podría gastar hasta 100.20 millones de dólares en los próximos <> años en expansiones de la instalación.

En septiembre, Micron también inició la construcción de una instalación de fabricación de memoria cerca de su sede en Boise, ID. Esa planta fue la primera instalación nueva de Micron en los Estados Unidos en 20 años.

Los incentivos e inversiones gubernamentales en la fabricación estadounidense de chips semiconductores, como los de la Ley CHIPS, han sido parte de la industria de semiconductores durante años, según Johnson. “Hay muchos políticos por ahí hablando de querer traer la fabricación avanzada de semiconductores de vuelta a los Estados Unidos. Y creo que eso es genial, pero ya ha estado aquí por bastante tiempo”, dijo.

Lo que probablemente incentive a los fabricantes de semiconductores más que los dólares del gobierno son los cambios geopolíticos. Taiwán es potencialmente un punto de estrangulamiento importante en cualquier cadena de suministro de productos electrónicos. Cualquier parte electrónica, ya sea para un teléfono inteligente, un televisor, una computadora doméstica o un centro de datos, probablemente incluya componentes críticos que llegaron a través de Taiwán.

“Si miras a través del Estrecho de Taiwán, tienes a este gorila de 900 libras llamado China que dice ‘Taiwán nos pertenece, y si no nos lo das, lo tomaremos en algún momento'”, dijo Johnson. “¿Qué pasaría con la industria de semiconductores si las fábricas de TSMC fueran destruidas? Desastre”.

Antes de que el presidente chino, Xi Jinping, se convirtiera en presidente en 2012, las naciones occidentales tenían una relación comercial relativamente saludable con China. Desde entonces, se ha vuelto más polémico.

“Antes de que Xi llegara al poder, teníamos esta gran relación comercial. Y existía la creencia de que si tratabas a China como un socio adulto, comenzarían a actuar como tal; eso resultó ser una muy mala suposición”, dijo Johnson. “Así que sí, ¿la idea de traer toda la cadena de suministro de vuelta a los Estados Unidos? Probablemente no sea práctico.

“Pero quieres descubrir cómo diversificarte fuera de China tanto como puedas. Ya no considero a China un socio comercial confiable”.

Los semiconductores más avanzados provienen de tres compañías, Intel, Samsung y TSMC, que significa Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Pero la tecnología avanzada de microchips, incluidos los equipos y los conocimientos para fabricar nuevos microprocesadores, ha estado dominada por Estados Unidos, Europa y Japón en los últimos 30 años, dijo Johnson. En los Estados Unidos, Intel, Nvidia y Qualcomm dominan el diseño y la arquitectura de chips avanzados.

Si bien TSMC puede ser el mayor fabricante por contrato del mundo de los chips semiconductores, eso se debe a que es una fundición para la tecnología de otras compañías. En otras palabras, compañías como Intel, Qualcomm, Nvidia y AMD diseñan y prueban los últimos microprocesadores, y luego contratan a TSMC para fabricarlos.

“Intel promueve los chips. TSMC promueve la fabricación, porque eso es lo que venden, la fabricación”, dijo Johnson.

Estados Unidos siempre ha liderado el mundo en investigación y diseño de microchips, y eso es lo que más importa, según Johnson. Por ejemplo, Intel es el mayor empleador en Oregón, donde desarrolla procesos de microchips y los produce en bajos volúmenes para pruebas antes de enviarlos al extranjero para su fabricación. El año pasado, abrió una expansión de $ 3 mil millones a su planta de fabricación de desarrollo de tecnología global en Hillsboro, OR.

Si bien el gobierno está incentivando nuevas fábricas en los Estados Unidos, no tiene que hacerlo con instalaciones de investigación y diseño, que nunca salieron de los Estados Unidos.

En septiembre de 2022, Intel inició la construcción de un nuevo “megasitio” de semiconductores a las afueras de Columbus, OH, que se espera que acomode ocho fábricas de chips. Intel ha dicho que su inversión de 20.<> millones de dólares en el nuevo megasitio impulsará la producción para satisfacer la demanda de tecnología de semiconductores más nueva.

TSMC, que fabrica el 95% de los procesadores iPhone de Apple, anunció a fines del año pasado que, además de la primera fábrica de la compañía con sede en Arizona, programada para comenzar la producción de la tecnología de proceso N4 en 2024, comenzó la construcción de un segundo conjunto de fabricación para comenzar la producción de tecnología de proceso de 3nm en 2026.

La compañía está gastando aproximadamente $ 40 mil millones en las dos nuevas plantas, lo que representa la mayor inversión extranjera directa en la historia de Arizona y una de las mayores inversiones de este tipo en la historia de los Estados Unidos.

Se espera que las dos fábricas de TSMC Arizona creen 10,000 puestos adicionales de alta tecnología, incluidos 4,500 empleos directos de TSMC. Cuando se completen, las dos instalaciones de TSMC Arizona fabricarán más de 600,000 obleas por año, con un valor estimado del producto final de más de $ 40 mil millones.

“Entonces, en primer lugar, la industria de semiconductores nunca abandonó Estados Unidos”, dijo Johnson. “Camine por las [instalaciones] de GlobalFoundries en Malta, Nueva York, o las fábricas de Intel en Arizona, Nuevo México y Oregón, Micron en Utah, Samsung en Texas, TI en Texas y … y dicen que no hay fabricación aquí”, dijo Johnson.

“No se trata de traer toda la maldita cosa de vuelta. Es una cuestión de seguridad, realmente”, continuó. “El mundo es un lugar inestable y tener una parte de las cosas críticas aquí en Estados Unidos tiene mucho sentido. El liderazgo no es volumen. El liderazgo es quien controla la tecnología. ¿Quién controla la tecnología? Todas las principales compañías de chips tienen su sede en los Estados Unidos”.

 

Fuente: Lucas Mearian/ Mundo Informático

Foto:  umberto/ Unsplash