El auge de las fábricas de obleas: cómo la industria de los semiconductores se prepara para el futuro
La industria de los semiconductores es una de las más dinámicas y competitivas del mundo, ya que impulsa la innovación y el desarrollo de la tecnología electrónica. Los semiconductores son el componente básico de los dispositivos electrónicos, como los ordenadores, los teléfonos móviles, las cámaras, los coches, los robots y muchos más. La demanda de semiconductores ha crecido enormemente en los últimos años, debido al auge de las aplicaciones de inteligencia artificial (IA) y computación de alto rendimiento (HPC), que requieren chips más potentes, eficientes y pequeños.
Para satisfacer esta demanda, la industria de los semiconductores necesita aumentar su capacidad de producción, es decir, la cantidad de obleas que puede fabricar por mes. Una oblea es un disco delgado de material semiconductor, como el silicio, sobre el que se graban miles de circuitos integrados. El tamaño y la calidad de las obleas determinan el rendimiento y el coste de los chips.
Según el nuevo informe “SEMI World Fab Forecast” publicado por la Asociación Internacional de la Industria de Semiconductores (SEMI), una asociación industrial que representa la cadena de suministro mundial de diseño y fabricación de productos electrónicos, la capacidad de producción de las fábricas de obleas a nivel mundial aumentará en un 6,4% en 2024, superando la marca de 30 millones de obleas por mes (WPM) y estableciendo un récord. Incluso si a la industria de los semiconductores no le está yendo bien, la capacidad de producción global de fábricas seguirá aumentando un 5,5% en 2023, hasta 29,6 millones de obleas por mes, y la tasa de crecimiento no se ha desacelerado.
Los líderes de la expansión de la capacidad de producción
El informe de SEMI predice que entre 2022 y 2024 se pondrán en producción hasta 82 nuevas fábricas de obleas, incluidos 29 proyectos en 2022, 11 proyectos en 2023 y 42 proyectos en 2024, que abarcarán tamaños de 100 mm a 300 mm. Estas nuevas fábricas utilizarán tanto tecnologías de procesos de semiconductores líderes como maduras, lo que demuestra que esta expansión de capacidad está diversificada.
China continental lidera esta expansión, con una capacidad de producción que aumentará un 12% en 2023, alcanzando los 7,6 millones de obleas al mes. Se espera que en 2024 se pongan en funcionamiento 18 nuevas fábricas de obleas, con una tasa de crecimiento que aumentará al 13% y la capacidad de producción a 8,6 millones de obleas por mes. China continental se ha convertido en el mayor mercado de semiconductores del mundo, y está invirtiendo fuertemente en el desarrollo de su propia industria de fabricación de chips, para reducir su dependencia de las importaciones y mejorar su competitividad.
Taiwán, China, tiene la segunda mayor capacidad de producción de semiconductores, con una capacidad de producción de 5,4 millones de obleas por mes en 2023 y se espera que aumente a 5,7 millones de obleas por mes en 2024. Taiwán es el hogar de la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), el mayor fabricante de chips del mundo y el líder en tecnología de procesos de semiconductores. TSMC suministra chips a muchos de los gigantes tecnológicos del mundo, como Apple, Qualcomm, Nvidia, AMD y Huawei. TSMC está invirtiendo miles de millones de dólares en la construcción de nuevas fábricas de obleas y en la investigación y desarrollo de tecnologías de procesos avanzados, como el proceso de 3 nanómetros (nm), que se espera que entre en producción en 2022.
Le siguen Corea del Sur y Japón, que también son potencias en la industria de los semiconductores. Se espera que Corea del Sur produzca 5,1 millones de obleas por mes en 2024, mientras que Japón producirá 4,3 millones de obleas por mes. Corea del Sur es el hogar de Samsung, el segundo mayor fabricante de chips del mundo y el líder en el mercado de los chips de memoria. Samsung también está invirtiendo en la expansión de su capacidad de producción y en el desarrollo de tecnologías de procesos avanzados, como el proceso de 4 nm, que se espera que entre en producción en 2023. Japón es el hogar de muchos fabricantes de chips especializados, como Sony, Toshiba, Renesas y Kioxia, que se centran en los mercados de sensores de imagen, chips de potencia, chips automotrices y chips de memoria flash, respectivamente.
Los desafíos y las oportunidades de la industria de los semiconductores
La expansión de la capacidad de producción de las fábricas de obleas es una respuesta a la creciente demanda de semiconductores, pero también plantea algunos desafíos y oportunidades para la industria de los semiconductores.
Uno de los desafíos es la escasez de suministro de algunos materiales y equipos clave para la fabricación de chips, como el silicio, los fotolitográficos, los productos químicos, los gases y las máquinas de litografía ultravioleta extrema (EUV). Estos recursos son limitados y costosos, y requieren una alta inversión y una larga planificación. La pandemia de COVID-19 también ha afectado a la cadena de suministro global, causando retrasos e interrupciones en la entrega de algunos de estos recursos. La industria de los semiconductores necesita cooperar con sus proveedores y socios para garantizar la estabilidad y la eficiencia de la cadena de suministro, y buscar formas de optimizar el uso de los recursos y reducir el desperdicio.
Otro de los desafíos es la competencia y la rivalidad geopolítica entre los principales actores de la industria de los semiconductores, especialmente entre Estados Unidos y China. Estados Unidos ha impuesto restricciones a la exportación de tecnología de semiconductores a China, lo que ha afectado a algunos de los clientes y proveedores de TSMC y Samsung. China, por su parte, ha intensificado sus esfuerzos por desarrollar su propia industria de fabricación de chips, y ha atraído a algunos talentos y empresas de otros países. La industria de los semiconductores necesita equilibrar sus intereses comerciales y sus obligaciones legales, y adaptarse a las cambiantes condiciones del mercado y las políticas gubernamentales.
Una de las oportunidades es la innovación y la diversificación de las tecnologías y los productos de semiconductores, que pueden abrir nuevos mercados y aplicaciones. La industria de los semiconductores está explorando nuevas formas de mejorar el rendimiento, la eficiencia y la funcionalidad de los chips, como el empacado 3D, el diseño de chips basado en la inteligencia artificial, los chips neuromórficos, los chips cuánticos y los chips de grafeno. La industria de los semiconductores también está ampliando sus horizontes para abordar las necesidades de diferentes sectores y usuarios, como la computación en la nube, el internet de las cosas, la conducción autónoma, la realidad virtual y aumentada, la biotecnología y la medicina. La industria de los semiconductores necesita invertir en la investigación y el desarrollo de estas tecnologías y productos emergentes, y colaborar con otros actores de la industria electrónica para crear soluciones integradas y personalizadas.
Conclusión
La industria de los semiconductores necesita una mayor cooperación y coordinación entre sus actores, así como con los gobiernos, los reguladores, los clientes y los proveedores, para superar los obstáculos y aprovechar las oportunidades. La industria de los semiconductores tiene un gran potencial para impulsar el progreso y el bienestar de la humanidad, y debe hacerlo de forma responsable y sostenible.
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