En qué aspectos sigue fallando la estrategia estadounidense en materia de semiconductores

Estados Unidos está invirtiendo miles de millones de dólares para traer al país la fabricación de semiconductores más avanzada. Están surgiendo nuevas fábricas por todo Estados Unidos, y la nueva planta de fabricación de chips (fab) de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) en Arizona producirá algunos de los chips más avanzados del mundo. A pesar de este avance, Estados Unidos sigue enfrentándose a una gran dependencia de otros países en una parte clave de la cadena de valor: las fábricas de back-end que llevan a cabo todos los pasos necesarios para convertir las obleas de silicio procesadas en chips empaquetados. Las pruebas de obleas, el corte de las obleas en chips individuales (lo que se conoce como «separación»), el encapsulado y las pruebas de los chips terminados se trasladaron al extranjero en la década de 1970 debido a su elevada intensidad de mano de obra. Incluso empresas como Intel, que llevan mucho tiempo fabricando chips en Estados Unidos, envían la mayor parte de ellos a Malasia, Vietnam o China para su encapsulado. La Ley CHIPS & Science de 2022 ofreció una amplia gama de subvenciones a empresas —entre ellas Intel, TSMC, Samsung Semiconductor, Micron Technologies y Texas Instruments—para construir nuevas fábricas de semiconductores en Estados Unidos. Si bien también proporcionó subvenciones a algunas empresas para construir plantas de encapsulado —como la que SK Hynix construirá en Indiana y otra que Amkor Technologies está construyendo en Arizona—, estas han sido la excepción. No hay nada que se acerque al nivel de actividad necesario para crear un ecosistema completo de semiconductores en Estados Unidos. En entrevistas recientes, directivos de ocho importantes empresas de la cadena de suministro de semiconductores —entre las que se incluyen dos de las mayores empresas de encapsulado de chips del mundo, diseñadores de chips, una fundición y fabricantes de productos electrónicos— nos han indicado que el problema es principalmente de carácter económico. (Todos ellos solicitaron que no se revelara su identidad.) Sus comentarios aportan información valiosa sobre una parte del ecosistema que genera menores márgenes y requiere más mano de obra, pero que constituye un complemento necesario para el negocio más glamuroso de la fabricación de obleas. A partir de esas entrevistas, del trabajo de uno de nosotros (Willy) en el Comité Asesor Industrial del Departamento de Comercio de EE. UU. durante la administración Biden y de la investigación en curso de otro de nosotros (Willy), hemos identificado tres medidas —cambios en la forma en que los compradores valoran el riesgo, modificaciones en las normas comerciales regionales y la creación de incentivos por el lado de la demanda— que podrían ayudar a subsanar esta deficiencia. Por qué el back-end sigue concentrándose en gran medida en Asia La fase inicial de la fabricación de semiconductores es aquella en la que se graban los patrones de los circuitos en las obleas de silicio. Se trata de la parte más conocida, y es en ella donde se ha centrado la mayor parte de la atención política de Estados Unidos y donde se han invertido las mayores sumas de dinero. Sin embargo, una oblea procesada no es un producto acabado. Aún debe someterse a pruebas, cortarse en chips individuales y empaquetarse en los módulos que posteriormente se montan en teléfonos, servidores y una amplia gama de productos electrónicos. Este trabajo se lleva a cabo en la fase final de la cadena de producción. Casi todo ese trabajo se sigue realizando en China, Taiwán, Malasia y Vietnam. Incluso los chips fabricados en la nueva planta Fab 21 de TSMC en Phoenix regresan a Asia para su encapsulado, aunque la empresa está construyendo dos instalaciones de encapsulado avanzado en Arizona (cuya capacidad ha reservado en su mayor parte Nvidia). ¿Por qué no se construyen más plantas de back-end en Estados Unidos? Nuestras entrevistas revelaron que, en lo que respecta a las tareas de embalaje, que requieren mucha mano de obra, los costes de fabricación en Estados Unidos son aproximadamente el doble que en el sudeste asiático. Los costes de construcción son aún más elevados. Un ejecutivo de una empresa de back-end que había construido una planta en Estados Unidos nos comentó que el coste inicial previsto para su construcción era de dos a tres veces superior al de referencia de Taiwán. La cifra real fue de cinco a seis veces superior. Afirmó que construir una fábrica lleva un año en Taiwán y tres años en Estados Unidos. Esto concuerda con los informes que indican que los costes de construcción de la Fab 21 de TSMC fueron de cuatro a cinco veces superiores a los de Taiwán. Para esta empresa del sector de la construcción, la mano de obra representa aproximadamente el 60 % del coste de construcción en Estados Unidos, frente al 20 % en Vietnam. Dado que la mano de obra es tan cara en Estados Unidos, resulta más sensato diseñar edificios cuya construcción requiera menos trabajadores; por ejemplo, utilizando componentes prefabricados en lugar de soldaduras in situ. Sin embargo, la mayoría de las empresas que llegan simplemente importan sus métodos de construcción intensivos en mano de obra desde Asia, lo que eleva aún más los costes. Esto les plantea una pregunta fundamental: ¿Es cada producto lo suficientemente valioso —con un margen bruto lo suficientemente amplio— como para justificar su fabricación en una costosa fábrica estadounidense? Otra cuestión es la densidad del clúster: el grado de proximidad entre los actores del sector. El clúster asiático de semiconductores se beneficia de un alto nivel de densidad. En Taiwán, una oblea pasa de la fabricación a las pruebas, al montaje y al envío dentro de un único espacio geográfico compacto. Reproducir eso en Estados Unidos resultaría difícil. Requeriría que los proveedores de sustratos, los proveedores de productos químicos, las empresas de pruebas de chips y las empresas de encapsulado estuvieran ubicados junto a las fábricas, algo que hoy en día no existe a gran escala a nivel local. Cuando las empresas de encapsulado de chips diversifican sus ubicaciones, se dirigen al sudeste asiático, no a Estados Unidos. Según las personas a las que hemos entrevistado, los costes laborales en Malasia son aproximadamente una séptima parte de los de Estados Unidos; los de Vietnam son, además, un 30 % más bajos. En un caso concreto, una importante empresa de encapsulado rechazó una expansión en Estados Unidos incluso cuando el Gobierno le ofreció terrenos gratuitos y el cliente final se comprometió a financiar todos los gastos de capital. El idioma común, las prácticas empresariales similares y la coincidencia de husos horarios se citaron repetidamente como factores decisivos que las ubicaciones estadounidenses simplemente no pueden igualar. Incluso las empresas que han invertido en capacidad de back-end en Estados Unidos nos indicaron que la producción nacional representará solo entre el 10 % y el 20 % de su producción total. Otro obstáculo para atraer a la parte final del ecosistema a Estados Unidos es la actual insuficiencia de la «señal de demanda» —es decir, los indicadores de la demanda de los clientes— de semiconductores acabados fabricados íntegramente en Estados Unidos. Los compradores de chips indican a sus proveedores que desean planes de abastecimiento «NCNT», siglas que significan «No China, No Taiwán». Sin embargo, cuando comprueban el coste de algunas alternativas y el tiempo que estas requieren, la mayoría se echa atrás rápidamente. En el caso de los chips de IA más avanzados, la brecha es aún mayor. El proceso de encapsulado avanzado que utilizan estos chips, denominado «chip-on-wafer-on-substrate» (CoWoS), se lleva a cabo hoy en día casi en su totalidad en Taiwán. Las instalaciones de TSMC en Arizona no alcanzarán la producción a gran escala hasta dentro de dos años. E incluso cuando lo hagan, solo representarán una fracción de lo que se necesita. Hasta entonces, una oblea fabricada en Estados Unidos debe cruzar el Pacífico para su encapsulado antes de convertirse en un producto acabado. Como señaló un ejecutivo de una importante empresa de diseño de chips sin fábrica propia, si el componente más crítico de su producto sigue procediendo de Taiwán, ¿cuál es el valor real de realizar una inversión considerable para trasladar una parte del proceso a otro lugar? Es más, la mayoría de las fábricas que se dedican al montaje de placas de circuitos impresos (las placas en las que finalmente se instalan los chips) siguen estando en Asia. Esto es así incluso en el caso de los componentes electrónicos y los servidores que se utilizan en los centros de datos de IA. Aunque las empresas ya no deseen realizar el montaje final en China, Taiwán y el sudeste asiático siguen siendo los lugares preferidos. Si las placas se montan en Asia, hay motivos para que el embalaje también se quede allí. La escasez de personal cualificado agrava el problema. Todas las empresas con las que hablamos señalaron la disponibilidad de mano de obra cualificada como un cuello de botella. Una empresa nos comentó que contratar ingenieros de embalaje en Arizona resulta tan difícil que la empresa tiene que traer a expatriados desde Corea del Sur. Otra señaló que, incluso cuando se puede contratar a operarios locales, los técnicos cualificados de Taiwán que realmente saben cómo manejar los equipos aún deben ser destinados temporalmente a Estados Unidos, lo que añade costes, complejidad y meses de retraso a la puesta en marcha de las fábricas a plena capacidad operativa. Múltiples empresas, entre ellas fundiciones y proveedores de equipos, compiten por el mismo reducido grupo de trabajadores en el área de Phoenix. Los centros de formación profesional locales de Arizona tienen dificultades para formar a suficientes graduados que satisfagan la demanda. Probablemente se tardará años en cerrar esta brecha entre la oferta y la demanda de talento. Tres formas de llevar a cabo la tarea Tenemos tres ideas que creemos que acelerarán la creación de un ecosistema completo de producción de semiconductores en Estados Unidos. Cambiar las suposiciones de los compradores de chips sobre el riesgo. Los últimos cinco años de crisis arancelarias, escasez provocada por la pandemia y crisis geopolíticas han dejado clara una lección: el riesgo de interrupción no es gratuito. Sin embargo, la mayoría de las empresas aún no lo tienen en cuenta a la hora de tomar sus decisiones de abastecimiento. Los directores financieros y los responsables de aprovisionamiento deben empezar a incluir el coste de las posibles interrupciones cuando comparen los precios entre proveedores nacionales y extranjeros. Pagar un sobreprecio por la producción nacional o en países cercanos no supone un aumento de los costes. Es una inversión en continuidad. Utilizar las herramientas comerciales para fomentar la producción en América del Norte. El Gobierno de los Estados Unidos debería considerar la posibilidad de ofrecer incentivos que recompensen a las empresas por mantener una mayor parte de la cadena de valor de la fabricación de chips en Norteamérica. Ya existe un modelo para ello. En virtud del Acuerdo Estados Unidos-México-Canadá (USMCA), los automóviles deben tener al menos un 75 % de su valor producido en los Estados Unidos, México o Canadá para poder acogerse a la exención de aranceles. Una norma similar para los semiconductores podría medir qué parte del trabajo de las fases iniciales y finales se lleva a cabo en esos tres países. México ya cuenta con una importante capacidad de ensamblaje de productos electrónicos cuyos costes se sitúan muy por debajo de los niveles estadounidenses, lo que puede constituir una clara señal de demanda para la producción localizada. Además, los componentes para centros de datos ya proceden cada vez más de allí. Esto ofrece a las empresas una alternativa cercana a Asia. También proporciona a los proveedores de la fase final una razón para establecerse en Norteamérica: las empresas de pruebas y embalaje se trasladan allí donde están sus clientes, y una norma de contenido regional contribuiría a ampliar esa base de clientes. Ofrecer incentivos gubernamentales a los compradores. La lógica de la Ley CHIPS era sencilla: subvencionar los grandes pilares visibles de la cadena de valor —las fábricas de semiconductores— y el ecosistema circundante, y los clientes seguirían su ejemplo. Sin embargo, esa hipótesis no se ha cumplido. Por lo tanto, en lugar de limitarse a subvencionar las fábricas de chips, el Gobierno de EE. UU. también debería ofrecer incentivos a los compradores para que adquieran productos nacionales. Los incentivos fiscales para las empresas que compren componentes electrónicos de fabricación estadounidense destinados a infraestructuras críticas, como centros de datos, redes de comunicaciones y equipos médicos, generarían una fuerte demanda de fuentes de suministro nacionales. Entonces, todo el ecosistema de producción de semiconductores —y no solo las empresas de fabricación— desarrollará la capacidad necesaria para abastecerlas. El Gobierno de los Estados Unidos ya ha utilizado este enfoque anteriormente. Los incentivos orientados a la demanda previstos en la Ley de Reducción de la Inflación generaron importantes inversiones en tecnologías de energía limpia y una demanda considerable de vehículos eléctricos hasta que fueron suspendidos en gran medida por la Administración Trump y los republicanos en el Congreso. Y si echamos la vista atrás a las décadas de 1910 y 1920, los incentivos fiscales estadounidenses para la producción nacional de petróleo y gas encaminaron a Estados Unidos hacia su liderazgo mundial en el sector durante gran parte del sigloXX. . . . La relocalización de la fabricación de semiconductores está teniendo lugar en Estados Unidos, pero la tarea aún no ha concluido. El país sigue careciendo de instalaciones suficientes para convertir las obleas producidas a nivel nacional en chips acabados. Si Estados Unidos no toma medidas para impulsar la fase final de la producción de semiconductores, acabará contando con un impresionante conjunto de fábricas capaces de fabricar semiconductores, pero incapaces de convertirlos en un producto final.

En qué aspectos sigue fallando la estrategia estadounidense en materia de semiconductores

Resumen.

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