La década dorada de los semiconductores .pdf

Miguel Ángel Morcuende
Agosto 2022
SEMICONDUCTOR OVERVIEW
GoToMarket Strategy
”¿La década dorada de los semiconductores?” (2022-2032)

3
Miguel Angel Morcuende miguelangel@morcuende.eu
Fuente: The Silicon Engine
Fuente: History of semiconductors
SEMICONDUCTOR TIMELINE
La Ley de Moore expresa que aproximadamente cada 2 años
se duplica el número de transistores en un microprocesador.
Bluefield-4 llegará en 2024 con 64.000 millones de
transistores y velocidad de transferencia de 800 Gbps con
hasta 1.000 TOPs de rendimiento.

4
Fuente: ¿Qué es la Ley de Moore? ¿Se sigue Cumpliendo?
Fuente: ¿Cómo funional la Ley de Moore?
LEY DE MOORE
Ley de Moore expresa que aproximadamente cada
2 años se duplica el número de transistores en un
chip y su coste se reduce.
Si la ley de Moore continúa su marcha hasta 2050, los
ingenieros se verán obligados a construir transistores a
partir de componentes más pequeños que un átomo
de hidrógeno, el más simple que existe. Debido a esto,
muchos son los que sostienen que esta máxima
desaparecerá en algún momento de la década de
2020.

5
Fuente: Evolution of Computer Power/cost
LEY DE MOORE
¿Cuándo superará la inteligencia
robótica a la inteligencia humana?
Quizás para 2050. Quizás un poco
más tarde.

6
Fuente: CPU vs GPU: aproveche ambas al máximo
CPU VS GPU VS DPU
CPU: unidad central de procesamiento (usada en los cerebros de los ordenadores)
GPU: unidad de procesamiento gráfico (usada inicialmente para las tarjetas gráficas, hoy día
han evolucionado para convertirse también en procesadores paralelos de uso más general).
Han ayudado mucho al desarrollo de una área de la IA, en este caso del Aprendizaje
Profundo (Deep Learning), que pueden procesar varias capas de redes Neuronales (Deep
Neural Networks, DNN)
DPU: unidad de procesamiento de datos (son una nueva clase de procesador programable
especializado en mover datos en data centers y pasarán a ser, junto con las CPU y las GPU,
uno de los tres pilares de la computación)
“La CPU sirve para computación de propósito general, la GPU sirve para computación
acelerada y la DPU, que mueve los datos en el data center, sirve para el procesamiento de
datos”.

7
Fuente: Millones de instrucciones por segundo
Fuente: Operaciones de coma flotante por segundo
MIPS VS FLOPS
VELOCIDAD PROCESADORES
MIPS: Millones de instrucciones por
segundo (instrucciones de cualquier
tipo), usados en CPU
FLOPS: Operaciones en Coma flotante
por segundo (operación presente en los
números decimales), usados en GPU
(simulaciones)
La instrucción es ligeramente más complicada que
la operación en coma flotante, pero están en el
mismo orden de magnitud o no tienen más de un
orden de magnitud de diferencia. Si suponemos
que una instrucción requiere 10 operaciones en
coma flotante, 1 mips ~ 10 millones de FLOPS

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TAMAÑO DEL MERCADO
La industria global de semiconductores está preparada para una
década de crecimiento y se prevé que se convierta en una
industria de un trillón de dólares para 2030. En 2021 el mercado
fue de $600B con un crecimiento del 20% Anual.
Necesidades para el funcionamiento de la economía mundial:
• Coches (entre 1.000 y 6.000 chips por coche). Creciente demanda de
vehículos híbridos y eléctricos.
• Dispositivos Informáticos y Móviles.
• Industria inalámbrica
• Aceleración del mundo digital (COVID-19) y trabajo remoto
• Crecimiento de la Inteligencia Artificial
• Mayores necesidades de almacenamiento (Big data)
• …
El crecimiento anual agregado de la industria podría promediar
del 6% al 8% por ciento anual hasta 2030.
El 70% del crecimiento procederá de tres industrias: Automoción,
computación y almacenamiento de datos, e inalámbrica. Fuente: The semiconductor decade: A trillion-dollar industry
El crecimiento general en el mercado mundial de semiconductores está impulsado
por las industrias Automoción, Almacenamiento de datos e Inalámbrica.
Valor de mercado global de Semiconductores por vertical, indicativo, $ billones

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INDUSTRIAS
ü Automoción.
• Coste del contenido de semiconductores de un vehículo de Nivel 4 SAE (Sociedad
de Ingenieros Automotrices (SAE)) en 2030 sería de $4.000 frente a los $500 de un
vehículo de nivel 1 SAE propulsado por motor de combustión interna. Según esta
demanda tendríamos un crecimiento del 20% en los próximos años
ü Computación y Almacenamiento de Datos
• El crecimiento del 4 al 6 por ciento en el mercado de computación y
almacenamiento de datos podría ser impulsado por la demanda de servidores para
soportar aplicaciones como IA y computación en la nube,
ü Industria Inalámbrica
• Los teléfonos inteligentes podrían representar la mayor parte de la expansión, en
medio de un cambio de segmentos de nivel inferior a nivel medio en los mercados
emergentes y respaldados por el crecimiento en 5G que permitirá velocidades de
descarga 20 Gbps (con su baja latencia y otras peculiaridades hará posible el
streaming 4K, Realidad Aumentada, Internet de las Cosas –IoT-, cirugía remota,…)
Fuente: The semiconductor decade: A trillion-dollar industry

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ESCASEZ DE CHIPS. MENOS OFERTA, MAS DEMANDA
Es poco probable que la actual escasez de chips se
resuelva en un futuro cercano, en parte debido a las
complejidades del proceso de producción de
semiconductores.
Los plazos de entrega típicos pueden exceder los cuatro
meses para productos que ya están bien establecidos en
una línea de fabricación.
El aumento de la capacidad mediante el traslado de un
producto a otro sitio de fabricación generalmente
agrega otros seis meses (incluso en las plantas
existentes).
Cambiar a un fabricante diferente generalmente agrega
otro año o más porque el diseño del chip requiere
modificaciones para que coincida con los procesos de
fabricación específicos del nuevo socio. Y algunos chips
pueden contener propiedad intelectual específica del
fabricante que puede requerir modificaciones o
licencias.
Incluso con las fábricas funcionando a plena capacidad,
no han podido satisfacer la demanda, lo que ha dado
lugar a plazos de entrega de productos de seis meses o
más. Fuente: When the chips are down: How the semiconductor industry is dealing with a worldwide shortage
Fabricación
(Ramp)
Diseño
Chips 1
Producción
(Tiempo Ciclo)
Fabricación
(Ramp)
Construcción
Nueva Planta
Diseño
Chips 1
Aumento de
Rendimiento y
Volumen
Producción
(Tiempo Ciclo)
Los plazos de entrega para la producción de semiconductores pueden superar los
meses, mientras que cambiar a un nuevo fabricante lleva un año o más
Cronogramas de desarrollo y producción de semiconductores
Creación Capacidad Desarrollo Producto Producción

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DEL MODELO “JUST IN TIME” ACTUAL AL ”IN ADVANCE”
Se prevé que el beneficio económico
(EP, Economic Profit) a largo plazo de la
industria de semiconductores se sitúe en
3er lugar (desde el lugar núm. 15 que
ocupaba en 2000)
Fuente: When the chips are down: How the semiconductor industry is dealing with a worldwide shortage
En los últimos años, la rentabilidad económica de la industria de los semiconductores
ha mejorado en relación con otras, y se espera que esta tendencia continúe.
Beneficio Económica promedio (PE), por industria, $ mil millones (n = 2,644 1 empresas en 24 industrias)

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EUROPA FUERA DEL MODELO (BENEFICIO ECONÓMICO)
América del Norte, hogar de algunos de los
jugadores sin fábrica (fabless player) más grandes,
representó aproximadamente el 60 % del valor de
los semiconductores a nivel mundial durante el
período 2015-19. Ellos diseñan sus chips pero se los
fabrican otros (fabless)
Europa representó el 4% del beneficio económico
total de la industria, que se acumuló principalmente
en las empresas de equipamiento.
Asia, que sigue siendo el centro de la fabricación de
chips por contrato, representó el 36% restante.
Con esta distribución geográfica, la creación de
valor dentro de la industria de los semiconductores
puede afectar a las economías de todo el mundo.
Todas las regiones contribuyeron al conjunto de valor global de la industria de
semiconductores
Beneficio Económica promedio (PE) 1 de empresas de semiconductores, 2015-2019, $ mil millones

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ESTRATEGIA
Más allá de aumentar la capacidad de producción, las empresas de semiconductores podrían considerar
varios pasos para continuar con su crecimiento y satisfacer la demanda de los clientes.
Podrían emprender más acuerdos de fusiones y adquisiciones y asociaciones para obtener una ventaja en
los segmentos rentables y expandir su base de clientes.
Las empresas de semiconductores también podrían aumentar las inversiones en tecnologías innovadoras
que las ayudarán a desarrollar chips de vanguardia para automóviles autónomos, Internet de las cosas,
inteligencia artificial y otras áreas con un crecimiento floreciente.
Independientemente de las tácticas que implementen, las decisiones que tomen las empresas de
semiconductores repercutirán mucho más allá de su industria y afectarán a las empresas automotrices, de
bienes de consumo y de alta tecnología que dependen de ellas.

3- Segmentos Industria
Semiconductores. Cadena de
valor Completa

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SEGMENTOS
ü La construcción de fábricas y el aumento de la producción de semiconductores son extremadamente
costosos y consumen mucho tiempo, a menudo requieren un año para una expansión significativa o más
de tres años para construir una nueva instalación, lo que dificulta aumentar rápidamente los volúmenes
de semiconductores. Aumentar la capacidad no producirá resultados inmediatos y, por lo general,
requiere una inversión significativa durante muchos años antes de que aparezcan ingresos adicionales, si
es que los hay.
ü La industria incluye muchos segmentos diferentes: memoria, lógica, componentes analógicos, discretos,
ópticos y sensores.
ü Los clientes finales de la industria normalmente requieren productos de todos los segmentos de
semiconductores y, por lo tanto, dependen de múltiples proveedores. La ausencia de un solo chip
especializado puede detener la fabricación de productos finales, incluso si todos los demás componentes
están disponibles.
ü (Algunos pueden optar por tener una visión más estrecha, en la que la cadena de valor comienza en la
fase de diseño). Para cada segmento de producto, la mayoría de las empresas se especializan en tres
pasos o menos y pueden subcontratar algunas actividades, como el ensamblaje de placas de circuito
impreso, a socios. Después de la fabricación final, los semiconductores pasan a formar parte de la cadena
de valor de la electrónica.
Fuente: Strategies to lead in the semiconductor world

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CADENA DE VALOR COMPLETA

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SEGMENTOS
La industria se ha consolidado cada
vez más dentro de muchos de estos
segmentos de la cadena de valor
durante los últimos 20 años, y han
surgido algunos campeones en cada
área.
El índice Herfindahl-Hirschman (HHI) mide la concentración del mercado.
Un mercado con un HHI<1.500 = baja concentración; un HHI de 1.500 a
2.500 = concentración moderada; un HHI de > 2.500 = alta concentración.
Cuanto mayor sea el HHI, menos competitivo será el mercado.
Fuente: Gartner, Omdia, análisis de Mc Kinsey
Fundición
(Foundry)
Oblea
(Wafer)
Equipo
Fabricante de dispositivos
integrados (IDM) / Sin fábrica
(fabless)
La industria de los semiconductores se ha ido consolidando cada
vez más en determinados segmentos del mercado
Evaluación de la
concentración de
proveedores en los
pasos de la cadena
de valor de
semiconductores,
índice de Herfindahl-
Hirschman (1)

19
SEGMENTOS
Como resultado, la experiencia a
menudo se concentra en ciertos
mercados (por ejemplo, Estados Unidos
tiene la mayor presencia de productores
sin fábrica (fabless), es decir, solo diseño
de chips, y fabricación de equipos).
Ningún mercado local tiene todas las
capacidades requeridas para el diseño
y la fabricación de semiconductores de
extremo a extremo, y la concentración
de experiencia ha creado una red de
interdependencias a lo largo de la
cadena de valor.
Ningún mercado o empresa local tiene todas las capacidades necesarias
para el diseño y la fabricación de semiconductores de extremo a extremo.
Ventas de semiconductores en 2020 a lo largo de la cadena de valor, 1 % share
1 Las cifras pueden no sumar 100%, debido al redondeo
2 Basado en las ventas de 2018
Equipamiento Materiales,
excepto
fabricación
de Obleas 2
Automatización
de Diseño
Electrónico
(EDA) 2
Automatización
de Diseño
Electrónico
(EDA) 2
Materiales
de Obleas
Propiedad
Intelectual 2
Sin Fabrica
-Fablesss-
(Solo diseño
de Chips)
Fabricantes de
dispositivos
integrados (IDM)
Montaje,
Pruebas y
Servicios
Fundición pura
(Pure-Play
Foundry)

4- Cadena de Valor
Semiconductores Reducida

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CADENA DE VALOR SEMICONDUCTORES
Fuente: Perspectivas económicas y financieras 2022.
Prof. Xavier Mena ESDAE
Entorno Complejo y Global.
Intensivo en Capital
Economías de Escala

22
CADENA DE VALOR SEMICONDUCTORES
Prof Xavier Mena ESDAE
Una de las actividades más intensivas en I+D:
Conocimiento científico
(Universidad/laboratorios, Gobierno, Empresas)
I+D/ ingresos empresas (%): superan incluso el gasto
en I+D farmacéutica. Costos hundidos

23
PARTNERSHIPS SEMICONDUCTORES
Asociaciones estratégicas: la colaboración en investigación como forma dominante
Institut de Microelectronique Et Composants (IMEC), (Lovaina, Belgium)
Laboratorie des technologies de I´nformation (CEA-Leti), (Grenoble, France)

24
CADENA DE VALOR SEMICOONDUCTORES.
Prof. Xavier Mena ESADE
Diseño de Chips: Un gran numero de tareas
especializadas
Empresas de Semiconductores, tres grupos:
• Los diseñadores no fabricantes (fabless, que no fabrican
fabs (obleas) solo diseñan) como NVIDIA, Qualcom o AMD
• Los productores integrados (IDM, Integrated Device
Manaufacturers) como Intel, Samsumg o Texas Instruments,
que diseñan y fabrican a la vez
• Los fundidores puros (pure play foundries) como Taiwan
Semiconductor Manufacturing Company (TSMC)
FABRICANTES DE CHIPS (PURE PLAY FOUNDRIES)
DISEÑO DE CHIPS

25
Fuente: Semiconductor industry
Fuente: 17 Semiconductor Companies Forecast to Have >$10.0 Billion in Sales This Year

26
Integrated Device Manufacturer (IDM)
and the Fabless-Foundry: USA, Korea,
Japan

27
”Fundiciones" o "fabs": el refinado del silicio
alcanza un nivel de pureza del 99,9999 %
(mal funcionamiento de los chips)

28
(FOUNDRIES)
Fuente: Perspectivas económicas y financieras 2022. . Prof. Xavier Mena ESDAE
Fuente: TrendForce: Top 10 Foundries’ Revenue Hits All-Time High
"Fundiciones" o "Fabs" de juego puro o contrato: distribuya
los costos fijos entre la gran producción de chips
Las acciones de Intel se recuperan en la expansión de
fabricación de $ 20 mil millones para convertirse en un
jugador global de fundición (Foundry)

29
(PURE PLAY FOUNDRIES)
Cuotas de las empresas
fabricantes (% en total en $USA)

30
(ASSEMBLY/TEST)
Ensamblaje y pruebas de semiconductores
subcontratados: menos habilidades y capital intensivo

31
(USE)
Integración en Equipos Electrónicos

32
AUTOMOVIL VS ELECTRONICA DE CONSUMO
Escasez de productos intermedios en la industria
manufacturera (% encuestas). IFO Business Survey
Un automóvil contiene más de mil chips que rigen una variedad de operaciones esenciales (refrigeración del motor,
administración de la batería, control de la presión de los neumáticos, iluminación interior y frenado de emergencia).
Al comienzo de la pandemia, cuando los fabricantes de automóviles cortaron los pedidos de chips en previsión de una
menor demanda, los productores de semiconductores cambiaron parte de su producción para suministrar productos de
computadoras, cámaras web, tabletas y otros equipos electrónicos y de comunicación, donde las ventas se dispararon.
La industria automotriz representó alrededor de una décima parte de la demanda mundial de semiconductores en 2020
y solo el 3 % de los ingresos totales de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company en 2019, la fundición más grande
del mundo y el principal proveedor de chips para la industria automotriz.
Las comunicaciones y las computadoras, los dos mercados de semiconductores más grandes por uso final, representan
en conjunto dos tercios de la demanda total. En este contexto, dado que es probable que los mercados de
semiconductores tarden al menos entre seis y nueve meses en realinear la producción, la actual escasez de suministro
para los fabricantes de vehículos de motor puede continuar hasta verano de 2022.

33
SEMICONDUCTOR INDUSTRY
Apoyo gubernamental, principalmente en R.P. China (opacidad en
la propiedad de empresas de semiconductores)

34
SEMICONDUCTOR INDUSTRY
SEDES CENTRALES

35
DEMANDAS DE CHIPS
Evolución prevista en miles de millones de $USA

5- Por qué liderar la Industria de
Semiconductores

37
POR QUÉ LIDERAR LA INDUSTRIA SEMICONDUCTORES
Todas las empresas de semiconductores podrían
beneficiarse al repensar su enfoque en seis áreas
críticas: liderazgo tecnológico, investigación y
desarrollo (R&D) a largo plazo, resiliencia, talento,
capacidades del ecosistema y mayor capacidad. El
área final aquí no proporcionará beneficios
inmediatos, por supuesto, pero podría ser una parte
importante de una estrategia a largo plazo.
Con base en un análisis reciente de fabricantes de
dispositivos integrados (IDM) y jugadores sin fábrica
(fabless), creemos que es posible un fuerte
crecimiento para todas las empresas de
semiconductores, independientemente de su
tamaño. Aunque las empresas más grandes
generaron la mayor ganancia económica, también
hay pequeños jugadores de nicho con altos
márgenes operativos.
Las empresas de semiconductores de todos los tamaños pueden tener un
sólido margen operativo
Industria de semiconductores (Fabless, fabricante de dispositivos integrados 1), rendimiento, por cuartil de ingresos
1 Ajustado por valores atípicos (muestras eliminadas con efectos negativos considerables de una
sola vez y ventas considerables de no semiconductores)

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EUROPE CHIP ACT
ü La Comisión Europea propone un conjunto completo de medidas para garantizar la seguridad del suministro, la resiliencia
y el liderazgo tecnológico de la UE en tecnologías y aplicaciones de semiconductores. La Ley europea de chips reforzará
la competitividad y la resiliencia de Europa y ayudará a lograr la transición digital y ecológica (8 febrero)
ü Traerá un sector de semiconductores próspero desde la investigación hasta la producción y una cadena de suministro
resistente. Movilizará más de 43 000 millones de euros de inversiones públicas y privadas y establecerá medidas para
prevenir, preparar, anticipar y responder rápidamente a cualquier interrupción futura de las cadenas de suministro, junto
con los Estados miembros y nuestros socios internacionales. Permitirá a la UE alcanzar su ambición de duplicar su cuota de
mercado actual hasta el 20 % en 2030.
ü 11 000 millones de euros para reforzar la investigación, el desarrollo y la innovación existentes, garantizar el despliegue de herramientas
avanzadas de semiconductores, líneas piloto para la creación de prototipos, pruebas y experimentación de nuevos dispositivos para
aplicaciones innovadoras de la vida real, para formar al personal y para desarrollar una comprensión profunda del ecosistema de
semiconductores y la cadena de valor.
ü Garantizará que la UE disponga de las herramientas, habilidades y capacidades tecnológicas necesarias para convertirse
en líder en este campo más allá de la investigación y la tecnología en el diseño, la fabricación y el empaquetado de
chips avanzados, para garantizar su suministro de semiconductores y reducir sus dependencias.
ü La fabricación en Europa representa actualmente en torno al 10% de la fabricación mundial, Ley del Chip europea
buscan revertir esta situación, persiguiendo el objetivo de alcanzar el 20% de la producción mundial.
Fuente: Digital sovereignty: Commission proposes Chips Act to confront semiconductor shortages and strengthen Europe's technological leadership

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PERTE ESPAÑA
ü Vamos a poner en marcha un nuevo PERTE sobre microchips y semiconductores, dotado con 11.000 M€
de inversión pública. España no perderá la carrera de la tecnología más avanzada. Situaremos a nuestro
país a la vanguardia del progreso industrial y tecnológico.
ü “Los semiconductores son un elemento básico de todos los elementos energéticos y, por tanto, adquieren
una importancia geoestratégica mundial en un contexto de transformación digital tan profundo de
nuestras economías”
Pedro Sánchez, Presidente del Gobierno (II For Económico Wake UP”)
Fuente: El presidente del Gobierno anuncia una inversión de más de 11.000 millones de euros con el nuevo PERTE sobre microchips y semiconductores

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PERTE ESPAÑA
ü Dotación final del PERTE será de 12.250 M€ de inversión pública hasta 2027 (abril 2022)
ü Construcción de Plantas de Fabricación 9.350 MM €
ü Para financiación Startups y Scaleups del sector Semiconductor español otros 200 MM €
ü “Calviño ha resaltado que el Perte abarcará toda la cadena de valor, desde el diseño hasta la
fabricación de los chips. Y todo para lograr un efecto multiplicador no solo en los sectores tecnológicos
sino sobre el conjunto de las industrias y de la economía española"
ü “Con la puesta en marcha del Perte Chip, "queremos situar a España como país de referencia a la
vanguardia en la industria de semiconductores y avanzar posiciones en la investigación, diseño y
fabricación y suministro de estos componentes clave".
ü Cuatro EJES (Mayo 2022):
ü Reforzar las capacidades científicas 1.165 MM €
ü El Diseño de Chips 1.330 MM €
ü Construcción de Plantas de Fabricación (por encima y por debajo de 5nm) 9.350 MM €
ü Dinamizar la industria electrónica y de Tecnologías de Información en España 400 MM €
Fuente: Sánchez busca socios para que el Perte de los chips sea un éxito

42
PERTE ESPAÑA
ü Activos Estratégicos en España
ü Desarrollo de arquitecturas alternativas como RISC-V, donde el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona
es un centro de referencia internacional
ü La fotónica integrada, con grupos importantes en las Universidades Politécnicas de Valencia y Madrid, y la
Universidad de Vigo
ü Los chips cuánticos, con la Institución de Ciencias Fotónicas, el CSIC,
ü El proyecto Quantum Spain, en el que participan 25 centros de 14 Comunidades Autónomas, entre ellas las
universidades de Granada, Sevilla, Zaragoza, País Vasco o Baleares.
ü Sectores colaterales.
ü Automoción, (España es el segundo fabricante y exportación de vehículos de Europa, y el octavo en el ámbito
global)
ü Máquina de herramientas (España es el tercer productor y exportador de la UE y el noveno del mundo).
ü Sector de Telecomunicaciones
ü Industria Aeroespacial y Defensa
ü Transporte Ferroviario
ü Construcción de Infraestructuras

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PERTE ESPAÑA
ü Cuatro EJES (Mayo 2022):
ü Reforzar las capacidades científicas
1.165 MM €
ü El Diseño de Chips 1.330 MM €
ü Construcción de Plantas de
Fabricación (por encima y por debajo
de 5nm) 9.350 MM €
ü Dinamizar la industria electrónica y de
Tecnologías de Información en
España 400 MM €
3 4
5
9
0

44
¿DEBERÍAN LOS MERCADOS LOCALES AUMENTAR LA CAPACIDAD DE
FUNDICIÓN Y OTRAS CAPACIDADES DE SEMICONDUCTORES?
Empresas ubicadas en China; Europa, Oriente Medio y África (EMEA); y Estados Unidos generan alrededor del 75 por
ciento de la demanda de chips, pero estos mercados representan solo alrededor del 50 por ciento de la capacidad
de fundición (foundry). Puede costar una década o más para que los mercados rezagados alcancen a los líderes de la
industria.
Supongamos que un OEM de automoción recibe una oblea menos y carece de reservas. Suponiendo que los chips de
esta oblea estén destinados a la producción de unos 30 coches de gama media, la producción disminuiría y los
ingresos caerían alrededor de 1,6 millones de dólares. Es más, las cifras de empleo podrían caer, ya que se estima que
se crea un puesto de trabajo por cada cinco coches producidos. La desaceleración de la producción en otras
industrias podría tener consecuencias similares.
Los gastos de capital requeridos para cerrar la brecha son altos, alcanzando alrededor de $ 155 mil millones en los
Estados Unidos (correspondientes a aproximadamente seis fábricas de vanguardia, nueve a escala y 20 de nodos
maduros especializados), $ 145 mil millones en China continental (correspondientes a aproximadamente ocho fábricas
de vanguardia, siete a escala y una especializada de nodo maduro) y $ 55 mil millones en EMEA (que corresponden
aproximadamente a dos fábricas de vanguardia, tres a escala y siete especializadas de nodo maduro). Para cuando
las empresas locales de semiconductores aumenten significativamente su capacidad, la cadena de suministro global
podría estar funcionando bien nuevamente, lo que podría generar un exceso de capacidad de fabricación inicial.

45
¿CÓMO?
En un análisis hipotético, los subsidios gubernamentales desempeñaron el papel
más importante en la reducción del período de recuperación de la construcción
fábricas (fab)
Período de recuperación para un modelo fab 1 basado en diferentes controladores de sensibilidad
1 Suponiendo una fábrica de 26 nanómetros con una capacidad de 500 kWfr al año, el período de amortización se
calcula sin descontar los flujos de caja
2 Suponiendo una ubicación en EE. UU. subvención como parte de los gastos de capital
3 Ubicaciones diferenciadas a través de los costos laborales y de servicios públicos de la región, así como las diferencias
regionales en los costos de construcción de un gasto de capital. Asumiendo un subsidio de gastos de capital del 25%
Tendencias de reembolso, por nivel de subvención, 2
años para reembolsar
Tendencias de reembolso, por ubicación, 3
años para reembolsar
Si los gobiernos deciden fortalecer su
ecosistema local, pueden otorgar subsidios.
La disponibilidad de esta financiación puede
influir significativamente en las decisiones de
inversión de las empresas de
semiconductores.
En un análisis hipotético de la economía de
un sitio de fabricación inicial, encontramos
que el nivel de subsidios del gobierno
desempeñaría el papel más importante en la
reducción del período de recuperación.

46
HUB SEMICONDUCTORES
Si bien pueden estar ocultos en dispositivos, los semiconductores ahora juegan un
papel más crítico que nunca en la vida de todos, desde niños en edad escolar hasta
pacientes en hogares de ancianos.
La actual escasez de semiconductores ha resaltado este hecho y ha hecho muy visible
la dependencia de la industria de una cadena de suministro de semiconductores que
funcione bien.
Algunas de las tendencias más emocionantes, incluidas las relacionadas con la
conducción autónoma, la electrificación de vehículos y la inteligencia artificial, se
basan en la innovación continua en la tecnología de semiconductores y un suministro
estable de chips.
Creemos que estas tendencias podrían convertir los próximos diez años en
"la década dorada de los semiconductores",
si las partes interesadas se preparan ahora para aprovechar las oportunidades que se
avecinan.

48
RESUMEN (1/3)
ü “Los semiconductores son un elemento básico de todos los elementos energéticos y, por tanto, adquieren una
importancia geoestratégica mundial en un contexto de transformación digital tan profundo de nuestras economías”
Pedro Sánchez, Presidente del Gobierno (II For Económico Wake UP”)
ü Para 2030 será una industria de un trillón de dólares (20% crecimiento anual y 6-8% crecimiento anual agregado hasta
2030) y afectará a todas las economías del mundo.
ü 70% del crecimiento procederá de tres industrias: Automoción; industria inalámbrica; computación y
almacenamiento de datos. La industria de semiconductores estará en 3er lugar de beneficio económico (EP,
Economic Profit) a largo plazo.
ü Posible aumento de inversiones en tecnologías innovadoras en desarrollo de chips de vanguardia (para automóviles
autónomos, Internet de las cosas, inteligencia artificial y otras áreas con un crecimiento floreciente).
ü Europa fuera del modelo de beneficio económico. Es una oportunidad única para entrar en el Ecosistema de negocios
de Semiconductores:
ü América del Norte, representó aproximadamente el 60 % del valor de los semiconductores a nivel mundial durante el
período 2015-19. Ellos diseñan sus chips pero se los fabrican otros (fabless)
ü Europa representó el 4% del beneficio económico total de la industria, que se acumuló principalmente en las
empresas de equipamiento.
ü Asia, que sigue siendo el centro de la fabricación de chips por contrato, representó el 36% restante.
ü Escasez de chips poco probable que se resuelva en un futuro cercano; con las fábricas funcionando a plena capacidad
los plazos de entrega de productos son de seis meses o más. Aunque la construcción de fábricas requieren un año para
una expansión significativa o más de tres años para construir una nueva instalación, lo que dificulta aumentar
rápidamente los volúmenes de semiconductores.

49
RESUMEN (2/3)
ü El desarrollo de la industria de semiconductores repercutirá a empresas automotrices, de bienes de consumo y de alta
tecnología que dependen de ellas. Habrá más acuerdos de fusiones y adquisiciones (M&A) y asociaciones para obtener
una ventaja en los segmentos rentables.
ü La industria incluye muchos segmentos diferentes: memoria, lógica, componentes analógicos, discretos, ópticos y
sensores. Los clientes finales de la industria normalmente requieren productos de todos los segmentos de
semiconductores y, por lo tanto, dependen de múltiples proveedores. La ausencia de un solo chip especializado
puede detener la fabricación de productos finales, incluso si todos los demás componentes están disponibles.
ü La industria se ha ido consolidando, pero hay segmentos poco competitivos [Fundición (Foundry) el menos
competitivo, seguido del de Obleas (Wafer) y con más competencia en Equipos y por último los Fabricantes de
dispositivos integrados (IDM)]. Ello conlleva la concentración: Estados Unidos tiene la mayor presencia de
productores sin fábrica (fabless), es decir, solo diseño de chips, y fabricación de equipos. Ningún mercado local tiene
todas las capacidades requeridas para el diseño y la fabricación de semiconductores de extremo a extremo, y la
concentración de experiencia ha creado una red de interdependencias a lo largo de la cadena de valor.
ü Problemas de escalabilidad con los métodos actuales, si la ley de Moore continúa su marcha hasta 2050, los ingenieros se
verán obligados a construir transistores a partir de componentes más pequeños que un átomo de hidrógeno, el más
simple que existe.
ü “La CPU sirve para computación de propósito general, la GPU sirve para computación acelerada y la DPU, que mueve los
datos en el data center, sirve para el procesamiento de datos”. ¿Lo próximo? (5G, Metaverso, Blockchain,…) ¿cómo
afectará?. TPU (Tensor Processing Unit, código para entrenar redes neuronales)… Quantum Computing

50
RESUMEN (3/3)
ü Todas las empresas de semiconductores podrían beneficiarse al repensar su enfoque en seis áreas críticas:
ü Liderazgo Tecnológico [chips más rápidos, potentes y especializados –computación cuántica y aplicaciones de
sostenibilidad-; gasto en I+D superado solo por industria farmacéutica, demanda de chips de siete nanómetros (nm)
con más crecimiento].
ü Investigación y Desarrollo (R&D) a largo plazo, [ciclos de I+D pueden ser muy largos, a veces superando los diez años,
y las empresas normalmente no obtienen beneficios inmediatos. Históricamente, algunos gobiernos han ayudado a
financiar este tipo de trabajo (China y ahora EU)].
ü Mayor resiliencia en un mundo volátil [Europa precisa semiconductores con nodos de más de 28 nm para
aplicaciones automotrices e industriales, mientras que Estados Unidos semiconductores con nodos de menos de 7
nm. La capacidad adicional de fabricación se podría balancear]
ü Talento, [A medida que disminuye el tamaño del nodo, aumentan los costos y los requisitos de mano de obra. Es
preciso reclutar talento, personal con experiencia en tecnología de procesos y gestión de operaciones. La solución
podría ser la formación de asociaciones con instituciones académicas, especialmente en mercados donde el
talento es muy escaso]
ü Mayor colaboración para las capacidades del ecosistema, [La mayor complejidad del diseño de chips, combinada
con cambios en la cadena de valor y una mayor competencia por el talento, han aumentado la importancia de la
creación de ecosistemas dentro de la industria de los semiconductores. Lo que podría dar lugar a colaborar en el
desarrollo de Propiedad intelectual (IP)]
ü Mayor Capacidad [La construcción de una planta de fabricación de 40 nm con una capacidad de al menos
600 000 LSPW probablemente requeriría alrededor de $ 5 mil millones, y aproximadamente el 80 por ciento de la
inversión se destinaría a gastos de equipo. Pero las fábricas de vanguardia que producen los tamaños de nodo más
pequeños pueden costar $ 10 mil millones o más].

51
CONCLUSIONES
Resumiendo es una Oportunidad Única para:
ü Crear un HuB de Semiconductores en la región (Europa- España)
ü Entrar en semiconductores significa estar en los nuevos servicios de Centros de Datos,
Telecomunicaciones, Inteligencia Artificial, Vehículo Eléctrico,…
ü Contribuir a la transición ecológica de la economía, mediante el uso de tecnologías y
servicios digitales mas sostenibles
ü Liderar nuevos negocios en pleno crecimiento (20% anual y 6-8% agregado) en diversas
industrias y con crecimientos agregados en otras.
ü Desarrollar de Propiedad intelectual (IP) propia en la región que añada crecimiento
económico a España que permita ir compensando la deuda del PIB español, creando un
nuevo sector tecnológico.
ü Ser participe y poder tomar decisiones que afectan a la base de la economía actual
(automoción, industria inalámbrica, computación y almacenamiento de datos, bienes de
consumo, alta tecnología, diverso equipamiento en electrónica,…)
ü Crear Talento líder en la zona Sur de Europa que permita expandir las asociaciones y
ecosistemas en Red (Universidades, Escuelas de Negocio, Venture Capital, Administración
Pública, Empresas privadas,…). Favorecer la integración y el crecimiento de las pequeñas y
medianas empresas, así como el impulso a los entornos colaborativos
ü Tener una Europa más resiliente en un mundo volátil, creando las capacidades que hoy
importamos de otras latitudes, para combatir la escasez de Chips actual y futura.
ü Competir en I+D a largo plazo (usando las subvenciones europeas y españolas) para evitar
desaparecer del mapa mundial de este desarrollo tecnológico
”Ser un actor en la
próxima década
dorada de los
semiconductores"

52
https://www.wsj.com/video/series/wsj-explains/chips-are-difficult-to-make-and-it-even-harder-during-a-supply-crunch/654DC874-9520-42A2-9D02-C47AB60E2DCD

Miguel Ángel
Morcuende
miguelangel@morcuende.eu
628555327
#mmcuende
es.linkedin.com/in/miguelangelmorcuende/es
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http://es.slideshare.net/MiguelMorcuende

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