La escasez global de chips fue desencadenada a principios de 2020 debido a la pandemia de COVID-19. Los problemas de suministro continuaron por más de tres años, afectando a industrias como la electrónica de consumo y la inteligencia artificial.
Casi todos los dispositivos electrónicos digitales de hoy funcionan con semiconductores, que contienen silicio y son fundamentales para crear circuitos integrados, también conocidos como microchips. Y cualquier cosa que necesite computar o procesar información, como teléfonos inteligentes, computadoras e incluso electrodomésticos cotidianos, contiene un chip.
Desafortunadamente, los chips no son tan fáciles de fabricar: algunos expertos estiman que los chips tardan hasta seis meses en producirse. Como resultado, los fabricantes de chips dijeron que poner fin a la escasez era difícil “porque lleva años poner en marcha nuevas fábricas”, según el WSJ.
Para julio de 2023, los fabricantes habían aumentado la producción y sus clientes se habían adaptado a un suministro de chips más predecible. Las mejoras en la capacidad de producción y la disminución de la demanda de electrónica de consumo han permitido a industrias como la automotriz adaptarse y recuperarse.
Sin embargo, las restricciones a la exportación de materiales semiconductores clave de China, como el galio y el germanio, han avivado temores de que una segunda escasez de chips esté en el horizonte.
¿Qué causó la escasez global de chips?
Como muchas cosas, la escasez de chips fue el resultado de una mayor demanda de circuitos integrados.
Incluso antes de la pandemia, la cadena de suministro de semiconductores estaba en terreno inestable debido a una serie de eventos, incluidas las guerras comerciales entre EE. UU. y China y Japón y Corea, que afectaron los precios y la distribución de materias primas. Además, desastres naturales, como una sequía en Taiwán y tres incendios en plantas en Japón entre 2019 y 2021, contribuyeron a la escasez de materias primas, según Electronic Products & Technology.
Una vez que la industria automotriz, un importante comprador de semiconductores, comenzó a reducir los pedidos de chips en 2020, la industria de semiconductores comenzó a desplazar la producción para satisfacer la demanda de otras aplicaciones de consumo. Sin embargo, la demanda de automóviles se recuperó nuevamente en la segunda mitad de 2020 a medida que las personas comenzaron a evitar el transporte público. Esto exacerbó aún más los desafíos de oferta y demanda.
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La aceleración rápida de Internet de las cosas fue otro factor, y todas estas variables combinadas “… mueven para siempre a los semiconductores por delante del petróleo como la materia prima clave del mundo para el crecimiento”, según la firma de inversión económica TS Lombard.
Algunos clientes acapararon suministros y compraron más componentes de los que necesitaban en caso de que se agotara el suministro. Por ejemplo, empresas como Huawei acumularon suministros antes de las prohibiciones tecnológicas de EE. UU. a China en 2023. Estas acciones exacerbaron aún más los desafíos de suministro con los semiconductores.
¿Cuál es el tamaño del mercado de semiconductores?
La industria de semiconductores crece de manera constante y sigue siendo lucrativa. En 2021, McKinsey estimó que las ventas crecerían más del 20% a aproximadamente $600 mil millones, con la industria automotriz, de almacenamiento de datos e inalámbrica liderando el mercado (Figura A). La firma también predice que el crecimiento anual agregado puede promediar entre el 6% y el 8% al año hasta 2030.
Figura A
Valor del mercado global de semiconductores por sector, según McKinsey. Imagen: McKinsey
Esto resultaría en “una industria de $1 billón para finales de la década, asumiendo aumentos de precios promedio de alrededor del 2% al año y un retorno a un equilibrio entre oferta y demanda después de la volatilidad actual”, dijo McKinsey.
El mercado global de semiconductores creció un 6.8% en 2020 en comparación con 2019. Se proyectaba que crecería de $573.44 mil millones en 2022 a $1,380.79 mil millones para 2029, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 12.2% en el período de pronóstico, 2022-2029, según Fortune Business Insights.
¿Cómo fueron impactadas las industrias por la escasez global de chips?
Además de la industria automotriz, duramente golpeada, los sectores de electrónica de consumo, industrial, teléfonos inteligentes, comunicaciones por cable, servidores y PC se vieron afectados por la escasez de chips.
Electrónica de consumo
La electrónica de consumo se benefició cuando la industria automotriz comenzó a reducir la producción de vehículos a principios de la pandemia. Los fabricantes de computadoras portátiles, televisores, teléfonos inteligentes, cámaras y consolas de juegos ordenaron más chips porque sus productos dependen en gran medida de semiconductores simples:
Los electrodomésticos como refrigeradores, lavavajillas, lavadoras y microondas necesitan semiconductores para controlar y regular el flujo de electricidad y hacer que los electrodomésticos funcionen de manera más eficiente.
Las computadoras personales tienen CPU que actúan como su cerebro al ejecutar instrucciones y cálculos.
Los dispositivos móviles y teléfonos inteligentes utilizan chips para la comunicación, el procesamiento, la memoria y la pantalla: por ejemplo, los teléfonos inteligentes tienen un chip para conectarse a una red celular, un chip para habilitar la entrada táctil y un chip que almacena los datos de un usuario.
La industria de electrónica de consumo tuvo que aumentar los precios ante las escaseces ya que la demanda superaba la oferta y más personas comenzaron a trabajar y estudiar de forma remota, lo que requería más computadoras portátiles, computadoras de escritorio y otros sistemas. Sin embargo, debido a que la demanda tiende a ser cíclica, la alta demanda de electrónica de consumo se ha desacelerado.
Inteligencia artificial
La inteligencia artificial y las GPU requieren un tipo especial de chip para entrenar y desplegar modelos de IA a medida que crece la demanda de potencia informática de IA, Chris Miller, profesor de historia en la Universidad de Tufts y autor de “Chip War: The Fight for the World’s Most Critical Technology”, dijo a Marketplace. Estas GPU especializadas y costosas son fabricadas principalmente por NVIDIA en una planta de fabricación en Taiwán, según Miller.
NVIDIA y otros proveedores de GPU lucharon para satisfacer la demanda creciente de chips utilizados en aplicaciones de IA, computación en la nube y aprendizaje automático debido a las interrupciones en la cadena de suministro durante la escasez global de chips. Esta restricción retrasó el desarrollo y despliegue de tecnologías de IA.
“Con la desaceleración de la economía, las personas están comprando menos teléfonos inteligentes, las empresas están gastando menos dinero en actualizar sus centros de datos”, explicó Miller en el artículo de Marketplace. “Pero para los tipos específicos de chips que se utilizan para la IA, en realidad hay un auge y algunas escaseces que ya son visibles. Y parece que la demanda de estos tipos de chips solo está creciendo”.
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¿Por qué la recuperación de la escasez de chips tardó tanto?
Los suministros de chips comenzaron a mejorar en 2022, en parte debido a la capacidad adicional con la desaceleración de las ventas de PC, teléfonos inteligentes y electrónica de consumo. Las fundiciones en Taiwán reasignaron parte de esta capacidad a los mercados automotriz e industrial, según JP Morgan.
Sin embargo, los fabricantes de automóviles requieren cada vez más chips con mayor potencia de computación, especialmente a medida que la industria se traslada a vehículos eléctricos y autónomos, que son significativamente diferentes de los utilizados en PC y teléfonos inteligentes.
Otros obstáculos incluyeron tensiones entre EE. UU. y China, que siguen afectando la cadena de suministro global. Esto está “…dando lugar a nuevos controles gubernamentales sobre las ventas de chips a China”, señaló la Asociación de la Industria de Semiconductores en su informe sobre el estado de la industria de semiconductores de EE. UU.
También hubo otros desafíos políticos significativos, como la necesidad de fortalecer la fuerza laboral de semiconductores de EE. UU. reformando los sistemas de inmigración altamente calificados y educación STEM del país. Esto habría aumentado el número de trabajadores y ayudado a contener la escasez de talento, según la SIA.
La SIA agregó que los vientos macroeconómicos y la ciclicidad del mercado “causaron una disminución a corto plazo en las ventas”.
La demanda sigue siendo impredecible
Hay algunas predicciones de que veremos otra escasez de chips debido a un “…desajuste entre la oferta y la demanda que no puede ser abordado rápidamente ni por los fabricantes de chips…escalando la producción o por los mercados adaptándose al perfil de producción de chips”, escribió Rakesh Kumar en Fortune. “El desafío de resolver los dos no desaparece, y puede incluso crecer en tamaño”.
La demanda de semiconductores es impredecible, explicó Kumar. La IA, los vehículos eléctricos y autónomos, Internet de las cosas y 5G y 6G impulsarán la demanda futura de chips.
“Sin embargo, la naturaleza exacta, la velocidad y la magnitud de ese aumento en la demanda aún son desconocidas”, escribió Kumar.
La industria de semiconductores enfrenta una falta de ingenieros capacitados
Hay otro problema: incluso cuando se realizan esfuerzos para abrir nuevas fábricas de semiconductores, la falta de ingenieros capacitados puede significar que muchos de los puestos de trabajo creados no se llenarán. Según nuevos datos de la SIA, se proyecta que la industria crecerá en más de 115,000 puestos de trabajo para 2030, con 67,000 puestos de trabajo en riesgo de quedar vacantes (Figura B).
Figura B
Según la SIA, 67,000, o el 58% de los nuevos puestos de trabajo en fabricación y diseño corren el riesgo de quedar sin cubrir para 2030. Imagen: SIA
Expandir el suministro de diseñadores capacitados y otros profesionales de semiconductores requerirá un esfuerzo sostenido durante muchos años o incluso décadas, dijo Tony Chan Carusone, CTO de Alphawave Semi y profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Toronto.
“Esta escasez de talento no es única de la industria de semiconductores, sino que afectará a todo el ecosistema tecnológico”, dijo Chan Carusone a TechRepublic. “Para las empresas que ocupan roles de semiconductores, crear un canal de talento más sólido debería ser una prioridad principal”.
La industria está “… enfrentando un obstáculo desafiante debido al hecho de que la tecnología de chips no es fácilmente visible o manejable, a diferencia del software”, agregó Chan Carusone. “Esto crea dificultades para atraer a jóvenes profesionales de la tecnología a seguir carreras en hardware y semiconductores”.
Chan Carusone expresó la esperanza de que, como una de las subindustrias más importantes dentro de la tecnología, las personas consideren una carrera en semiconductores, lo que “… es rápido, está en constante evolución y puede ser mucho menos volátil que una carrera en software”.
¿Qué esfuerzos se están haciendo para poner fin a la escasez de chips?
A pesar de los desafíos, la SIA dice que la perspectiva a largo plazo para la industria de semiconductores sigue siendo sólida, con iniciativas y políticas para aumentar la investigación y producción de semiconductores a nivel mundial.
Políticas globales impulsan la investigación y desarrollo de semiconductores
En 2022, EE. UU. aprobó la Ley CHIPS, que “… ha comenzado en serio en 2023”, según el informe de la SIA. La Ley CHIPS fue promulgada por el gobierno de EE. UU. para proporcionar inversiones necesarias en investigación de semiconductores e incentivos para la fabricación y para reforzar la economía, la seguridad nacional y las cadenas de suministro de América.
El objetivo del gasto de $280 mil millones es evitar que las industrias de EE. UU. caigan presa de un caos similar en la cadena de suministro de semiconductores en el futuro.
Desde 2022, “…empresas de todo el mundo han respondido entusiastamente, anunciando decenas de nuevos proyectos de ecosistemas de semiconductores en EE. UU. que totalizan más de $200 mil millones en inversiones privadas”, dijo la SIA. “Estos proyectos crearán decenas de miles de empleos directos en el ecosistema de semiconductores y respaldarán cientos de miles de empleos adicionales en toda la economía de EE. UU.”.
En un esfuerzo por impulsar la producción nacional de semiconductores en el extranjero, la Unión Europea aprobó la Ley de Chips de la UE, con el objetivo de producir el 20% de los semiconductores del mundo para 2030, según Bloomberg. Sin embargo, en septiembre de 2024, la Asociación de la Industria Europea de Semiconductores pidió una “Ley de Chips 2.0”, que incluye menos restricciones a la exportación y aceleraría la distribución de ayuda para ayudar al bloque a alcanzar su objetivo.
La industria de semiconductores hace un esfuerzo por construir nuevas plantas
Ya se han anunciado nuevas plantas en sitios de Europa por fabricantes de chips, incluidos Intel y STMicroelectronics. Intel reveló que convertirá su unidad de fabricación y fundición de chips en un negocio independiente pero seguirá bajo su paraguas corporativo.
A partir de principios de 2024, Altera de IBM competirá por negocios como otros proveedores externos.
“Se espera que este cambio ahorre hasta $3 mil millones este año y continúe generando ahorros para la línea de fondo de Intel en el futuro”, escribió el analista de la industria Jack Gold en una publicación de LinkedIn. “Este es un cambio importante en la forma en que Intel construye chips y creemos que es un movimiento importante que se ha retrasado”.
Intel dijo que el cambio ayudará a alcanzar su objetivo declarado de ahorros de costos de más de $8 mil millones a $10 mil millones para fines de 2025.
El mercado de semiconductores se lanza para aliviar los puntos de dolor del suministro de chips
A fines de septiembre de 2023, se lanzó el Partstack Marketplace como una plataforma de búsqueda de chips de semiconductores para ingenieros, diseñadores y fabricantes de equipos. Partstack tiene como objetivo reunir a compradores y vendedores globales de semiconductores para localizar, comprar o vender rápidamente millones de piezas de semiconductores difíciles de encontrar de más de 2,500 fabricantes únicos, según su fabricante, la empresa de soluciones de semiconductores y electrónica Partstack Corporation.
Partstack ofrece hojas de datos, guías de mejores prácticas para la prueba de chips y funciones de informes de componentes falsificados. Proporciona un catálogo de datos de precios y disponibilidad de componentes de proveedores globales, dijo la empresa.
¿Habrá otra escasez global de chips?
La perspectiva inicial después de que la escasez de chips se aliviara fue positiva. IEEE predijo que la oferta crecería “…a partir de fábricas y fundiciones de chips antiguas que funcionan lejos del filo de corte y en obleas de silicio comparativamente pequeñas”.
Además, IEEE estimó que más de 40 empresas aumentarían la capacidad en más de 750,000 obleas por mes para fines de 2022. Intel, TSMC, Texas Instruments y Samsung, el mayor fabricante de chips de memoria del mundo, anunciaron planes para construir fábricas en EE. UU.
A pesar de este crecimiento, la investigación de Omdia encontró que los ingresos del mercado de semiconductores disminuyeron un 9% en 2023 con respecto al año anterior. Esto se debió a que la demanda de dispositivos de consumo se suavizó en una economía debilitada, pero el suministro de chips continuó aumentando.
Hay “…varias cartas comodín que podrían causar
