Three months, 700 steps: Why it takes so long to produce a computer chip

Cita: 

Whalen, Jeanne [2021], "Three months, 700 steps: Why it takes so long to produce a computer chip", The Washington Post, 7 de julio, https://www.washingtonpost.com/technology/2021/07/07/making-semiconducto...

Fuente: 
Otra
Fecha de publicación: 
Miércoles, Julio 7, 2021
Tema: 
La dificultad para producir un chip de computadora.
Idea principal: 

Jeanne Whalen es la reportera de negocios globales del Washington Post. Se incorporó a The Post en 2018, después de 19 años en el Wall Street Journal, donde informaba desde Nueva York, Londres y Moscú. También ha escrito para Financial Times y Moscow Times. Honores y reconocimientos: Finalista de un premio Pulitzer 2016 como parte de un equipo WSJ, premio impreso del Instituto Nacional de Gestión de la Atención de la Salud, 2017, premio al primer lugar de la Asociación de Periodistas de la Salud 2015, premio Newswomen's Club of New York, 2017.


Christopher Belfi, egresado de la Universidad Estatal de Nueva York en Albany con título de tecnología, comenzó a trabajar como técnico reparando el equipo automatizado que transporta las obleas de silicio de una máquina a otra. Con el tiempo, comenzó a supervisar el sistema automatizado que impulsa miles de cápsulas a lo largo de las vías en el techo, cada una con 25 discos brillantes que algún día alimentarán un celular, un avión o una bolsa de aire automotriz.

Los chips se han vuelto esenciales para la mayoría de los productos eléctricos, desde cepillos de dientes y refrigeradores hasta aspiradoras y automóviles. Se pronostica que las ventas globales de chips crecerán 20% este año 2021 y 9% en 2022, ya que los teléfonos inteligentes y computadoras utilizarán más componentes.

Sin embargo, construir fábricas de semiconductores es un gran gasto y requiere tiempo hacer chips, lo que provoca mayor demanda y menor oferta. Eso ha obligado a los fabricantes de automóviles y otros usuarios de chips a interrumpir su producción y ha llevado a los legisladores a respaldar los subsidios federales para tratar de impulsar la fabricación de chips en Estados Unidos.

Actualmente hay muchas empresas que diseñan chips de computadora, sin embargo, no los fabrican en grandes cantidades. Muchas de las instalaciones más grandes se encuentran en Taiwán y actualmente produce 20% de los semiconductores del mundo y más del 90% de los chips con la más alta tecnología.

Asimismo, Asia produce alrededor de tres cuartas partes de los semiconductores en el mundo mientras que Estados Unidos fabrica solo 13%. Por lo que, para impulsar la producción estadounidense, el Senado autorizó en junio 2021, 52 mil millones de dólares en subsidios para nuevas fábricas e investigación de chips. Esta medida fue apoyada por Joe Biden pero aún debe ser aprobada por la Cámara.

La fábrica de GlobalFoundries, está llena del zumbido estático de maquinaria por valor de 10 mil millones de dólares y tiene un cálido resplandor de la luz amarilla, que protege las obleas sensibles a la luz de daños. Asimismo, los discos de silicona de 12 pulgadas llegan lisos y brillantes a la fábrica y tres meses después, están cubiertos de intrincados grabados que forman miles de millones de transistores, los interruptores microscópicos que controlan las corrientes eléctricas y permiten que el chip realice tareas.

Para crear cada capa, la oblea se recubre con un químico sensible a la luz. Luego, una impresora de alta tecnología conocida como máquina de litografía proyecta el mismo patrón diminuto una y otra vez a través de la oblea. Posteriormente, una máquina graba esos patrones en la oblea, y se depositan y hornean más productos químicos en la superficie. Luego, las capas se conectan entre sí a través de cables de cobre para permitir que las señales y la energía viajen por todo el chip.

Belfi y los otros ingenieros están allí para asegurarse de que las máquinas no se averíen, esto se ha vuelto más urgente a medida que aumenta la demanda, ya que la maquinaria en una fábrica de chips funciona aproximadamente 90% del tiempo y 10% que sobra es por la inactividad para mantenimiento programado o urgente.

Los equipos más importantes y costosos son las máquinas de litografía que imprimen los intrincados diseños de las obleas (dato crucial 2).

Hacer que las máquinas funcionen rápidamente ayuda a la producción de chips y reduce la cantidad de defectos por la oblea. Sin embargo, para impulsar drásticamente la producción, se debe construir nuevas fábricas (dato crucial 3). China y Taiwán construirán más de la mitad de fábricas, ocho cada uno, seguidos de seis en Estados Unidos, tres en Europa y Medio Oriente y dos en Japón y Corea del Sur.

A principios de la década de los 90s, Estados Unidos fabricó más de un tercio de los chips del mundo, sin embargo, al buscar mano de obra barata se trasladaron a Asia. En consecuencia, Taiwán, Corea del Sur y China comenzaron a subsidiar fuertemente la fabricación de chips.

Los inversores presionaron a las empresas estadounidenses de chips para que se concentraran en el diseño de semiconductores y subcontrataran la fabricación a Asia debido al enorme costo requerido para mantener las fábricas de chips, según Glenn O'Donnell, analista de tecnología de la firma de investigación de mercado Forrester.

Ahora, los funcionarios y legisladores estadounidenses quieren reconstruir la producción nacional de chips con la ayuda de subsidios federales y argumentan que a medida que los chips se vuelven más importantes para los sistemas de armas y para la economía en general, depender demasiado de Asia socava la seguridad nacional.

GlobalFoundries planea expandir la producción de la fábrica de Malta en al menos una cuarta parte si recibe apoyo del subsidio federal respaldado por el Senado, dijo el director ejecutivo Tom Caulfield en una entrevista en febrero.

El objetivo es duplicar la capacidad de producción en Malta en los próximos años con fondos de la empresa, sus clientes y el gobierno federal, dijo el portavoz Michael Mullaney.

Por ahora, los fabricantes estadounidenses tendrán dificultades para igualar el bajo costo y la sofisticación de sus rivales asiáticos, según Steven Vogel, presidente del programa de economía política de la Universidad de California en Berkeley, que ha estudiado la industria de los chips.

Dos de los fabricantes con mejor tecnología de chips, TSMC de Taiwán y Samsung de Corea del Sur, han anunciado que planean construir nuevas fábricas en Estados Unidos y se espera que sean elegibles para los subsidios federales en caso de que se conviertan en leyes.

Asimismo, otros grupos en la fábrica buscan empleados con títulos en ciencia de materiales, química o ingeniería. GlobalFoundries ofrece pasantías que brindan dos años de capacitación en el trabajo a empleados sin un título, y trabaja con colegios comunitarios para ayudar a diseñar planes de estudio relacionados con chips.

Datos cruciales: 

1. GlobalFoundries, que es propiedad total del gobierno de Abu Dhabi y tiene su sede en Malta, a 30 minutos al norte de Albany, es una de las principales fuentes de producción Estados Unidos. La planta de Malta funciona las 24 horas del día y produce 500 000 intrincadas obleas de silicio al año que luego se cortan en chips individuales.

2. La planta de Malta tiene 20 máquinas de litografía; cada una cuesta aproximadamente 100 millones de dólares.

3. Para 2022, los fabricantes de chips habrán comenzado la construcción de 29 nuevas fábricas en todo el mundo, según SEMI, una asociación de la industria.

4. GlobalFoundries está impulsando la producción en sus fábricas en el extranjero; su expansión de 4 mil millones de dólares de su planta de chips en Singapur incluye fondos del gobierno de Singapur.

5. Intel, con sede en California, se ha comprometido a gastar 20 mil millones de dólares para construir dos fábricas en Arizona. El CEO de Intel, Pat Gelsinger, ha dicho que Estados Unidos debería apuntar a aumentar su participación en la producción global de chips por encima del 30%.

Nexo con el tema que estudiamos: 

Los chips se han vuelto esenciales para el funcionamiento de la tecnología pero se necesitan muchas fábricas para poder producir lo que se demanda, por ende, varias empresas tienen como objetivo hacer fábricas ya sea en sus países o invertir en otros con intención de aumentar la producción. Asimismo, las empresas comienzan a competir entre sí para no depender de otras y poder desarrollar la mejor tecnología.