Los sueños de Biden con chips enfrentan la verificación de la realidad de la complejidad de la cadena de suministro

SAN FRANCISCO (Mundo Informático) - Para comprender el desafío del presidente Joe Biden para controlar la escasez de semiconductores que agobia a los fabricantes de automóviles y otras industrias, considere un chip suministrado por una firma estadounidense para el nuevo vehículo eléctrico de Hyundai Motor Co, el IONIQ 5.

La producción del chip, un sensor de imagen de cámara diseñado por On Semiconductor, comienza en una fábrica en Italia, donde se imprimen obleas de silicio en bruto con circuitos complejos.

Luego, las obleas se envían primero a Taiwán para su empaque y prueba, luego a Singapur para su almacenamiento, luego a China para ensamblarlas en una unidad de cámara y finalmente a un proveedor de componentes de Hyundai en Corea antes de llegar a las fábricas de automóviles de Hyundai.

La escasez de ese sensor de imagen ha provocado el inactivo de la planta de Hyundai Motor en Corea del Sur, convirtiéndolo en el último fabricante de automóviles en sufrir problemas de suministro global que paralizaron la producción en la mayoría de los fabricantes de automóviles, incluidos General Motors Co y Ford Motors Co y Volkswagen.

Y el sinuoso viaje del sensor de imagen muestra lo complicado que será para la industria de los chips aumentar la capacidad para abordar la escasez actual y revitalizar la fabricación de chips en EE. UU. Para obtener un gráfico, haga clic en tmsnrt.rs/3dW8nbN

El presidente de Estados Unidos, Joe Biden, se reunió el lunes con ejecutivos de la industria de semiconductores en Washington para discutir soluciones a la crisis de los chips, el último movimiento en un esfuerzo más amplio para impulsar la industria nacional de chips. También propuso $ 50 mil millones para apoyar la fabricación e investigación de chips como parte de su propuesta de infraestructura de $ 2 billones, que dijo ayudaría a Estados Unidos a ganar la competencia global con China.

Gran parte de ese dinero probablemente se destinará a la construcción de plantas de chips avanzados de miles de millones de dólares por parte de Intel, Samsung y TSMC. Pero los ejecutivos de la industria dicen que abordar la cadena de suministro más amplia es crucial, y la administración de Biden enfrenta decisiones complicadas sobre qué elementos de ella subsidiar.

“Tratar de reconstruir una cadena de suministro completa desde el upstream hasta el downstream en una única ubicación determinada simplemente no es una posibilidad”, dijo a Mundo Informático David Somo, vicepresidente senior de ON Semiconductor. "Sería prohibitivamente caro".

Estados Unidos ahora solo representa alrededor del 12% de la capacidad mundial de fabricación de semiconductores, frente al 37% en 1990. Más del 80% de la producción mundial de chips ahora ocurre en Asia, según datos de la industria.

1000 PASOS, 70 FRONTERAS

La producción de un solo chip de computadora puede involucrar más de 1,000 pasos, 70 cruces fronterizos separados y una serie de empresas especializadas, la mayoría de ellas en Asia y en gran parte desconocidas para el público.

El proceso comienza con discos del tamaño de una placa de silicio en bruto. En las fábricas de chips conocidas como 'fabs', los circuitos se graban en el silicio y se construyen en su superficie a través de una serie de complicados procesos químicos.

El siguiente paso, el embalaje, ofrece una buena ilustración de los desafíos de la cadena de suministro.

Las obleas emergen de las fábricas con cientos o incluso miles de chips del tamaño de una uña en cada disco. Deben cortarse en chips individuales y colocarse en un paquete.

Tradicionalmente, eso significaba colocar cada chip en un "marco de plomo" y soldarlo a una placa de circuito. Luego, todo el conjunto se empaquetaría en una caja de resina para protegerlo.

Ese proceso requiere mucha mano de obra, lo que llevó a las empresas de chips a subcontratarlo hace décadas a países como Taiwán, Malasia, Filipinas y China.

El paso de empaque en sí tiene su propia cadena de suministro: Haesung DS de Corea del Sur, por ejemplo, fabrica componentes de empaque para chips automotrices y los exporta a Malasia o Tailandia para clientes como Infineon y NXP. Estas empresas, o en algunos casos un subcontratista, luego ensamblan y empaquetan chips para proveedores automotrices como Bosch y Continental, que a su vez suministran productos finales a los fabricantes de automóviles.

“Si ellos (la administración Biden) van a tener éxito con esto, tendrán que ayudar a reconstruir la industria de los envases aquí en los Estados Unidos”, dijo Dick Otte, director ejecutivo de Promex, una empresa de envasado de chips con sede en California.

“De lo contrario, es una pérdida de tiempo. Es como construir un automóvil y no tener un cuerpo para ponerlo ”.

Pero los nuevos procesos de envasado de chips requieren mucha menos mano de obra, lo que lleva a algunos fabricantes de chips de EE. UU. A creer que pueden traerse del extranjero.

En octubre, la fundición de chips con sede en Minnesota, SkyWater Technology se hizo cargo de una instalación en Florida donde planea construir líneas de envasado avanzadas.

“Existe una especie de acuerdo en toda la industria de que todo esto debe suceder aquí”, dijo Thomas Sonderman, director ejecutivo de SkyWater Technology.

ROTACIÓN MÁS RÁPIDA

La reconstrucción de la industria del embalaje de EE. UU. No solo aislaría a las empresas de chips y a sus clientes del riesgo político, sino que también podría ayudarlos a liberarse de los largos ciclos involucrados en la creación de nuevos chips, dijo Tony Levi, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Sureste de california.

Al hacer más trabajo a nivel local, las empresas de chips de EE. UU. Podrían crear series de fabricación más pequeñas de chips con mayor frecuencia, acelerando la innovación y potencialmente creando la capacidad para adaptarse más rápidamente a la demanda.

Levi dijo que Arizona, Texas y Nueva York, donde Intel, TSMC, Samsung y GlobalFoundries tienen instalaciones existentes o planificadas, serían adecuadas para elementos de la cadena de suministro de grupos como el empaque.

"En lo que Estados Unidos es muy bueno es en una estrecha colaboración entre el diseño del sistema, el diseño del producto y la fabricación en sí", dijo Levi.

Aún así, queda por ver cómo la Administración Biden equilibrará las demandas de los muchos subsectores de la industria de los chips.

Numerosas empresas, muchas de ellas en el extranjero, proporcionan materiales de fundición críticos, como obleas y gases. Las herramientas sofisticadas que se utilizan para la producción avanzada de chips se fabrican principalmente en los Estados Unidos, pero ese no es el caso de los componentes de fábrica, como los sistemas robóticos que mezclan los chips entre los distintos pasos del proceso.

Además de eso, algunos en la industria argumentan que EE. UU. Necesita respaldar no solo las nuevas fábricas de vanguardia, sino también la tecnología más antigua. Son los chips más maduros los que sufren una grave escasez, señaló Tyson Tuttle, director ejecutivo de la empresa de diseño de silicio con sede en Austin, Silicon Labs.

“Tenemos un desajuste de capital en la industria de los semiconductores”, dijo, y gran parte del dinero se destina a las tecnologías más avanzadas.

E. Jan Vardaman, presidente de TechSearch International Inc, dijo que la industria del empaque de chips ha estado bajo una fuerte presión de precios, lo que ha llevado a márgenes más pequeños que las fábricas de chips y las empresas de diseño de chips. “Desde el punto de vista financiero y económico, no tiene sentido que hagan una gran inversión”.

“Simplemente gastar dinero en esto no resuelve el problema. Es un problema más complejo ”.