Cuando empezaban a resolverse los problemas de suministro de chips y de componentes electrónicos, últimamente han resurgido nuevas dificultades con gran fuerza, debido a las repercusiones de la nueva variante de ómicron y del conflicto en Ucraina. El suministro de semiconductores puede volver a normalizarse si la temida recesión hace caer la demanda pero, paradójicamente, agravarse a medio plazo porque la oferta de componentes sofisticados para fabricar los chips es muy insuficiente. Algunas de las nuevas fábricas de chips que se están construyendo, por ejemplo, se prevé que terminen con año y medio de retraso por la falta de componentes clave en las líneas de producción.
Los ciclos de oferta y demanda de semiconductores siempre han ido desacompasados en su más de medio siglo de existencia, sea con escasez o con sobreproducción según el período, y con los consiguientes altibajos en los precios de los componentes terminados. La pandemia paralizó en seco toda la oferta de chips y su cadena logística, siendo los fabricantes de automóviles los más perjudicados cuando se reactivó la demanda de coches, porque no tenían almacenados componentes con chips, y debieron ponerse a la cola para recibir sus productos. Las empresas con pedidos a largo plazo y dispuestos a pagar el precio que fuera, como los fabricantes de smartphones o servidores, pasaron delante.
Los fabricantes de semiconductores no estuvieron, ni mucho menos, parados durante el año pasado. El mercado mundial de semiconductores creció en 2021 el 26,3%, pasando de facturar 470.889 millones de dólares a 594.952 millones, según las cifras de la consultora Gartner , revisadas recientemente al alza. Gran parte de este crecimiento se debe al aumento del precio de los chips debido a la escasez y a que se priorizaron los más caros y con mayor margen de beneficio, pero aún y así se fabricaron muchos más semiconductores durante el año pasado.
El mercado mundial de semiconductores creció el 26% en 2021, llegando a 595.000 millones de dólares; este año se prevé que crezca otro 9%
Como se ve en la tabla inferior, la gran mayoría de fabricantes de semiconductores tuvieron crecimientos impresionantes de facturación en 2021, en algunos casos más del 50% respecto al año anterior. Muy destacables son los aumentos de los fabricantes de memorias, como Samsung, SK Hynix o Micron, las empresas que venden procesadores y chips fabricados por la taiwanesa TSMC, como Qualcomm, MediaTek y NVidia, así como Broadcom y AMD, que también encargan la fabricación de sus chips.
Un caso especial en la tabla es Intel, que sólo fabrica procesadores para consumo propio (aunque ha decidido que próximamente fabricará para terceros) y que su facturación se estancó el año pasado. Esto ha hecho que Samsung pasara a ocupar la primera plaza, gracias a que fabrica memorias de semiconductor y chips para consumo propio y para terceros de alto valor y coste. En la lista de Gartner sólo figuran los fabricantes que venden con su marca; esto hace que TSMC y otros, como GlobalFoundries, no figuren porque fabrican principalmente para terceros.
Apple, uno de los grandes clientes de TSMC, tampoco aparece porque la facturación de sus procesadores fue relativamente pequeña el año pasado comparada con los fuertes crecimientos de los demás, aunque había figurado otros años entre los diez primeros de la lista. Otra empresa que no aparece es HiSilicon, el diseñador y fabricante de chips de Huawei, su empresa matriz, porque su facturación cayó el 81%, pasando de 8.200 millones de dólares en 2020 a 1.500 millones el año pasado, debido al embargo estadounidense. Los productores de chips para automoción o equipos industriales, como Texas Instruments, Renesas, Infineon o NXP, también tuvieron crecimientos elevados, aunque no tanto como los fabricantes de memorias o procesadores para smartphones y servidores.
Este crecimiento del 26,3% de la facturación mundial de semiconductores fue debido, por un lado, al aumento de la demanda y, por otro, al mayor precio medio de los chips. Para este 2022, se calcula que el mercado mundial crecerá el 9%, alcanzando otra cifra récord y que se volverá a pulverizar en los próximos años. La previsión es rozar los 700.000 millones de dólares en 2025 y superar el billón de dólares (con doce ceros) en 2030. “2022 sólo puede ser un mejor año [para los chips]”, dijo hace poco muy ufano Pat Gelsinger, consejero delegado de Intel desde hace poco más de un año.
La inversión en equipos de fabricación de chips creció el 44% en 2021
Para hacer frente a esta mayor demanda prevista de chips, los fabricantes están invirtiendo masivamente en nuevas líneas de producción y en la construcción de nuevas plantas productivas (fabs en la jerga del sector). El año pasado, las ventas mundiales de equipos de producción de semiconductores aumentaron el 44%, pasando de 71.200 millones de dólares en 2020 a 102.600 millones el año pasado, según la consultora especializada Semi
Por regiones, China es la que adquirió más equipos para fabricar chips y la que más creció, seguida de cerca por Corea del Sur y Taiwan. Las tres regiones asiáticas acaparan más del 80% de la inversión en equipos para fabricar chips y con un crecimiento superior al 50% de media el año pasado. Le siguen Japón y Norteamérica, con menos de un tercio de la inversión de cada uno de los tres países líderes, y un escaso crecimiento. Europa invirtió el año pasado 3.250 millones en equipos de producción de chips, el 3% del total mundial, y con un crecimiento del 23%, superior al 17% de Estados Unidos, según se ve en la tabla inferior.
Por tipos de equipos de producción de semiconductores, el segmento de producción de obleas de silicio creció el 44%, mientras los otros equipos de producción directa de chips aumentaron el 22%. El crecimiento de los equipos dedicados al ensamblaje y encapsulado de chips tuvo un excepcional crecimiento el año pasado, según Semi del 87%, y las ventas de equipos de verificación de chips aumentaron en total el 30%.
Este año no se esperan problemas graves de suministro de chips; lo que preocupa son los retrasos en la construcción de las nuevas plantas de producción por la falta de componentes
La inversión en equipos específicos para la fabricación de chips (fabs) también ha crecido espectacularmente en los últimos años: 55.000 millones de dólares en 2019, 65.000 millones en 2020 y 90.000 millones el año pasado. Para este 2022, la previsión de Semi es que se inviertan 107.000 millones de dólares en fabs, con un aumento del 18%, y que en 2023 también se superen los 100.000 millones, como se ve en el gráfico inferior.
La cifra de 100.000 millones en equipos de producción de semiconductores es un hito histórico, reconoce Ajit Manocha, presidente ejecutivo de Semi, y se espera que se mantenga varios años. Taiwan es quien más se espera que invierta en fabs este año, 35.000 millones de dólares y un aumento del 56%, seguida por Corea del Sur con 26.000 millones y el 9% de aumento, y China con 17.500 millones que, pese a lo abultado de la cifra, es un 30% inferior a la de 2021, cuando alcanzó el máximo.
Europa, junto con Oriente Medio (Israel), se espera que invierta 9.600 millones de dólares este año, una cifra reducida comparada con los países asiáticos, pero que supondría un crecimiento del 248% respecto a la de 2021. En Norteamérica, Semi espera que se alcance la inversión máxima en 2023, con 9.800 millones de dólares, menos de un tercio de lo que destina cada uno de los tres países asiáticos líderes en la producción de chips. Como dejan muy claro estas cifras, el dominio absoluto de Asia en la fabricación de chips no es una cuestión de azar ni se ha producido de la noche a la mañana, por muchos lamentos que se obstinen en proclamar los políticos de Estados Unidos (y en parte de Europa).
El 83% de los 107.000 millones de dólares destinados a equipos de producción de chips irán a parar a las 150 fabsy líneas de producción que se han renovado y construido este año, frente a las 122 fabs del año pasado. La mitad de esta inversión la harán los fabricantes de chips por encargo (básicamente TSMC y Samsung) y el 35% los fabricantes de memorias (Samsung, Kioxia/Western Digital, SK Hynix y Micron). En el mundo, calcula Semi, existen 1.426 fábricas y líneas de producción de chips, incluyendo las 124 que se espera que inicien la producción el año que viene.
Las cifras publicadas también por Semi en cuanto al mercado mundial de materiales empleados en la fabricación de semiconductores son igualmente interesantes, porque corrobora el predominio de Asia. Todas las regiones experimentan un crecimiento cercano a la media del 15,9% que se prevé para este año, de 55.500 a 64.300 millones de dólares, aunque Taiwan, China y Corea del Sur van a la cabeza, como se ve en el gráfico inferior.
Son cifras todas ellas similares, porque quien más invierte en líneas de producción también es quien más materiales consume, sea en lingotes de silicio puro, máquinas de corte, insolación litográfica, encapsulado o los gases imprescindibles, entre ellos el Xeón ruso. Por doceavo año consecutivo, recalca Semi, Taiwan encabeza la lista de mayor consumidor de materiales para fabricar chips.
Retrasos en la construcción de fabs, por falta de componentes
De todas estas cifras de inversión de los grandes fabricantes de semiconductores se deduce claramente que la oferta de chips crecerá notablemente en los próximos años a nivel mundial. Si, como se teme, se produce una desaceleración en la demanda de productos electrónicos en los próximos meses, la oferta de semiconductores será la suficiente para abastecer la demanda, sin las tensiones en la cadena de suministro y el aumento de precios generalizado de los últimos dos años.
Lo que preocupa a los fabricantes de semiconductores y a los fabricantes de productos electrónicos, sean smartphones, ordenadores, equipos de telecomunicaciones, televisores, electrodomésticos o coches, que cada vez incorporan más chips, no es tanto la disponibilidad de semiconductores en los próximos meses sino en los próximos dos a cinco años. La demanda de chips de todo tipo, pero especialmente los más sofisticados, se prevé que vaya aumentando mucho a partir del año que viene y se teme que la oferta sea insuficiente en algunos componentes críticos, por mucho que aumente esta oferta. Todo ello, claro está, en la arriesgada suposición de que la nueva variante de ómicron no produzca grandes estragos.
La causa principal de esta preocupación es la escasez de componentes críticos que tienen los fabricantes de líneas de producción de semiconductores y de toda la maquinaria auxiliar para producirla, que es igual de sofisticada. Estos fabricantes, como ASML, Applied Materials, KLA o Lam Research, dependen de múltiples proveedores y la falta de algunos componentes paraliza toda la producción, al igual que le ha pasado en el último año y medio a los fabricantes de automóviles de todo el mundo.
Como consecuencia inevitable, las entregas de las líneas de producción de chips a los clientes finales, que son los que las van a utilizar, se van retrasando. Si típicamente se tardaban de tres a cuatro meses antes de la pandemia, en 2019, para la entrega de algunos equipos, el año pasado el plazo de espera era de diez a doce meses y ahora puede superar, fácilmente, el año y medio. Algunos equipos de verificación de chips, como los que hace la empresa KLA, con sede en Estados Unidos, superan los veinte meses y la entrega de algunos sustratos, básicos para el encapsulado final de los chips, se puede alargar hasta treinta meses, en vez del año o año y medio usual, según publica el rotativo Nikkei.
Como es natural, si se trata de un equipo al final de la línea de producción o de un material sofisticado, se puede paralizar una parte de la producción, pero si se producen retrasos en las entregas en todas la etapas de construcción de una nueva fab, como ahora empieza a ser habitual porque los fabricantes de equipos terminados no dan abasto, los retrasos se van acumulando uno tras otro. Si la construcción de una fábrica de chips partiendo de un solar ya es un proceso muy lento (tres años es el mínimo) cuando las distintas etapas se van dilatando se llega fácilmente al lustro antes de ver el proceso totalmente a punto.
Es preciso pensar que una fab es un complejo fabril altamente sofisticado. Aparte de las líneas de producción de chips ubicadas dentro de salas impolutas, sin el menor atisbo de germen o mota de polvo, por el subsuelo transcurren decenas de kilómetros de tuberías que transportan los gases y los fluidos necesarios para dopar e insolar las obleas. Estos fluidos están accionados por miles de válvulas y de bombas que, antes de la pandemia, se entregaban típicamente en tres meses o menos; ahora pueden pasar un año o un año y medio antes de que lleguen a su destino.
Temor al retraso “imprevisto” en las entregas de 2023
El consejero delegado de TSMC, C.C. Wei, se mostró muy preocupado la semana pasada, al anunciar el brutal incremento del 45% de los beneficios y del 35% de la facturación en el primer trimestre de este año, ante el posible retraso “imprevisto” de materiales y maquinaria de producción de chips durante 2023 y 2024. Desde principios de este año, alertó Wei, la compañía ha tenido problemas inesperados con las entregas de algunos suministros.
“La expansión de la producción de chips [de la empresa] durante este año 2022 no tiene problemas y estamos trabajando en la planificación de 2023 y más allá”, aseguró Wei, pero dio claramente a entender que no podía estar seguro de lo que vaya a ocurrir el año que viene. Como es natural, TSMC tiene línea directa con sus principales suministradores de equipos y material, pero no le es posible obviar los graves problemas de suministros de todo tipo que afectan a los fabricantes de semiconductores.
Unos días antes de la presentación de resultados trimestrales, el presidente de TSMC, Mark Liu, confirmó que la industria de semiconductores estaba notando los efectos del aumento de precio de los materiales y de los retrasos en las entregas, que se suman a las incertidumbres geopolíticas y la inflación en la economía global. Sin embargo, TSMC considera que puede lograr e incluso superar su previsión de aumentar los resultados anuales en un 25% o 29%, dijo Wei, a pesar de estas incertidumbres.
Del lado de la demanda, Wei aseguró que su empresa está empezando a ver una cierta desaceleración en la venta de smartphones, ordenadores y tabletas, aunque otros productos, como los servidores de alto rendimiento o los componentes sofisticados de automoción, tienen mucha demanda. Los analistas, en general, consideran que TSMC tiene la fortaleza suficiente para hacer frente a las turbulencias que se avecinan en los próximos meses, aunque no está claro que los demás puedan decir lo mismo y el mercado es muy interdependiente. Las dificultades que está teniendo Apple en el suministro de algunos componentes clave, a pesar de su logística tan depurada, lo ponen de manifiesto.
En lo que respecta a China, las cifras expuestas confirman que el país empieza a estar preparado para ser más autosuficiente en la producción de semiconductores, sobre todo los menos sofisticados, que representan el grueso del volumen de la producción mundial pero no así de la facturación, debido a su bajo coste. El problema que se plantea para dentro de un año o dos está en los chips más sofisticados, especialmente si se alargan más los plazos de finalización de las distintas plantas de fabricación de chips que se están construyendo.