España y el chip prodigioso

VALÈNCIA. Los que crecimos en los 80 quizá escuchamos por primera vez la palabra "chip" asociada a la película de Spielberg 'El chip prodigioso' (1987), inspirada en 'Un viaje alucinante', de 1966. En realidad, su nombre en inglés era 'Innerspace', pero le debemos su denominación a la brillante imaginación española a la hora de traducir títulos de películas. 

En 2022 nos encontramos con una industria de semiconductores o chips integrada en cadenas de producción mundiales que son componentes esenciales no sólo de productos que usamos todos los días, sino que son también insumos de otras industrias: desde los automóviles a los teléfonos móviles, pasando por casi cualquier artilugio de nuestra cocina o  sala de estar. Tras la pandemia la debilidad europea, que ya existía, puesto que tenemos una cuota mundial en el sector que no llega al 10% (frente a un 20 en los años 90), se ha hecho más evidente. Pero lo importante no es sólo la cuota sino en qué parte de dicha cadena de valor nos encontramos. Dada la complejidad de estos productos, vale la pena detenernos un poco en ellos para entender qué podemos hacer para reducir nuestra exposición en este sector estratégico. 

Como puede verse en la Figura 1, la producción de chips consiste en tres etapas y usa, fundamentalmente, 5 tipos de insumos. Las tres etapas son: diseño, fabricación de "obleas" (láminas finas de material semiconductor, normalmente de silicio) y el ensamblado y empaquetado. Una parte fundamental es elaborar la oblea, para lo que se usa maquinaria de precisión y procesos químicos.  Hay que pagar propiedad intelectual, que pertenece a los diseñadores de la arquitectura del chip, además del firmware para su funcionamiento. Todo ello se descompone, a su vez, en múltiples etapas, que suponen cruzar varias fronteras y continentes para llegar al producto terminado. 

Como puede verse en el Mapa 1, producción, diseño y comercialización en raras ocasiones ocurren en un mismo sitio. Las excepciones son Intel, en Estados Unidos, y Samsung, en Corea del Sur. Por otro lado, existen muchas variedades de chips. No sólo por sus funciones, sino también por su tamaño. Los chips de memoria y los lógicos suponen la mayor parte del negocio (28 y 27%, respectivamente), seguidos por los micro-chips, los ópticos, analógicos, discretos y los sensores. En cuanto al tamaño, la mayoría de los que hoy se producen se encuentran entre 10 y 22 nanómetros (nm), con un 37% del mercado, pero los más grandes (analógicos y ópticos) pueden llegar a los 300 nm. Los cuellos de botella detectados se encuentran en los de tamaño relativamente grande, los utilizados en los automóviles o en máquinas industriales, de tamaño entre 40 y 250 nm (alrededor del 50% del mercado). 

¿Cuál es la situación de la UE? En el Mapa 2 se muestran los principales enclaves de las actividades que se realizan en nuestra área relacionadas con esta industria. Las cifras indican resultados de las empresas o inversiones previstas (en Alemania e Irlanda por parte de Intel). Por lo que se refiere a la producción, en la UE nos limitamos a los chips por encima de 22 nm. Sólo TSMC en Taiwán y Samsung en Corea del Sur producen los chips más avanzados, los de menor tamaño (entre 2 y 7nm). Europa destaca por ser el principal productor de la maquinaria necesaria para la fabricación de las obleas, ASML en los Países Bajos, una spin-off de Philips creada en los años 80. En la UE se produce diseño, componentes y algunos chips, pero somos extremadamente dependientes de las “fundiciones” situadas en Asia para la fabricación de los chips y de Estados Unidos para la propiedad intelectual de los diseños base. El 60% del gasto en I+D para el diseño se realiza en Estados Unidos, frente a un 6% en la UE. 

Respecto al consumo, Estados Unidos y China son, respectivamente, el 25 y el 24% del mercado y la UE supone un 20. Por lo que se refiere al valor, la aportación americana a la cadena industrial es el 38% (sumando todas las fases) y la europea tan sólo un 10%, como ya se ha indicado antes. China es un 9%, lo mismo que Taiwán, mientras Corea del Sur y Japón suponen un 16 y un 14%, respectivamente. 

Vulnerabilidad

Es evidente que la producción se realiza de esta forma porque es la más eficiente y ha hecho posible que todos los participantes se beneficien en el proceso, abaratando progresivamente productos con muy elevado componente tecnológico. Sin embargo, existe una enorme interdependencia mundial, mostrándose lo vulnerables que Estados Unidos y la UE somos ante fallos en los suministros. 

Por eso, la UE ha propuesto la Ley Europea de Chips (European Chips Act) que busca movilizar hasta 43.000 millones de euros públicos y privados. Sus objetivos estratégicos son: reforzar la investigación y lograr liderazgo tecnológico; mejorar en la innovación, diseño y fabricación (todas las etapas); cuadruplicar la capacidad productiva en 2030 (incluyendo la  inversión extranjera); atraer talento; poder responder a los riesgos de suministro, con herramientas de respuesta ante crisis. 

En el caso de España, hace unas semanas se aprobó el PERTE Chips, que aplica fondos del Plan de Recuperación y Resiliencia a este fin y que cuenta con un presupuesto de 12.250 millones de euros. Aunque en el Mapa 2 no figura ninguna instalación relevante española, existen centros y equipos de investigación muy valiosos que pueden mejorar la posición estratégica española. Los activos estratégicos que se mencionan en el PERTE abarcan, por un lado, el uso del RISC-V (juego de instrucciones abiertas para el diseño de arquitecturas) para evitar los elevados pagos de propiedad intelectual. El Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) es un centro de referencia, donde Intel ya ha anunciado que va a invertir en un laboratorio. El segundo campo estratégico es la fotónica integrada (que utiliza la tecnología y las aplicaciones fotónicas para diseño y fabricación de chips). 

La Comunidad Valenciana está muy bien situada en este eje, gracias al grupo del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (ITEAM) de la Universidad Politécnica de Valencia. También son sectores clave la computación cuántica y las micro-nanofabs. El presupuesto previsto en el PERTE se va a emplear en potenciar la investigación (en las líneas estratégicas antes mencionadas), el diseño de micro-procesadores y la industria TIC, pero la mayor parte del mismo (más de 9.000 millones) va a dedicar a atraer la fabricación de chips, incluyendo los más avanzados tecnológicamente, esto es, los de menos de 5 nm. 

No puedo sino coincidir en que ese es el principal reto, conseguir las inversiones necesarias para aprovechar los núcleos valiosos de los que disponemos y que se instalen plantas de fabricación en España. Estas plantas no sólo precisan de capital público (del que se dispone), sino de proyectos sólidos y de suficientes personas formadas que puedan garantizar su éxito. También disponemos o podemos atraer a esas personas. Confío menos de la capacidad de las autoridades españolas para la gestión de la investigación y, en especial, en la ejecución de los fondos. Espero equivocarme.