Desde Taiwán hasta Estados Unidos, la industria de los semiconductores se enfrenta a la sequía

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Los chips aparecieron en el panorama mediático a principios de la década de 2020. La escasez de estos componentes esenciales para cualquier producto electrónico ha cerrado fábricas de automóviles y ha dificultado el acceso a las consolas de juegos o a los teléfonos inteligentes. Esta escasez tiene varios orígenes: Covid-19, tensiones internacionales… Y el cambio climático.

¿Semiconductores en lugar de agricultura?

Hace tres años, Taiwán sufrió su peor sequía en 56 años. Paradójicamente, la isla es uno de los lugares más húmedos del planeta; llueve aproximadamente el doble que en Finistère. Sin embargo, a diferencia de Bretaña, Taiwán depende en gran medida de tres o cuatro tifones estacionales para su suministro de agua. En 2021 se han cumplido dos años desde que se produjo alguno de estos fenómenos meteorológicos, que llevaron los embalses a niveles especialmente preocupantes. Taipei se ha visto obligada a imponer un racionamiento de agua en sus dos industrias principales: la agricultura, tradicionalmente el sector más codicioso, y la producción de semiconductores.

Su empresa insignia en el sector, la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), suministra por sí sola el 90% de los chips avanzados del mundo. La isla de 36.000 km2 suministra el 18% de los semiconductores en circulación en el mundo. Una preponderancia comercial que ha tomado un giro geopolítico: varios líderes políticos locales creen que protege contra una invasión china. Se habla entonces del “escudo de silicio”, siendo el silicio la materia prima de la mayoría de estos componentes electrónicos. Además, cuando la sequía obligó a ahorrar agua, un informe del Instituto de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y la Seguridad Humana señala que “ Aunque ambos sectores sufrieron medidas de racionamiento, la industria de semiconductores claramente tuvo prioridad sobre la producción de arroz. “.

El agua representa un problema importante para la industria. Un informe reciente de S&P Global estima que la escasez de agua en las próximas décadas representará una grave amenaza. El sector de los semiconductores tiene enormes necesidades “. A nivel mundial, los fabricantes de chips ya consumen tanta agua como Hong Kong, una ciudad de 7,5 millones de habitantes. », señala S&P.

Este apetito surge de la obligación de fabricar chips en entornos ultralimpios. La más mínima partícula puede arruinar la producción. Para evitarlo, la fabricación se realiza en salas blancas, donde el aire es 10.000 veces más puro que en un quirófano. Para limpiar todas las herramientas y materiales que intervienen en el proceso se requiere agua prístina artificial, fabricada por las empresas. El recurso también tiene usos más tradicionales en la industria, como instalaciones de refrigeración que consumen mucha energía o “limpieza” de gases tóxicos.

En Taiwán, 2021 dio lugar a la movilización de camiones cisterna a la entrada de los campus científicos donde se encuentran las “fabs” de semiconductores. La industria aún tuvo que reducir su consumo en un 15%, agravando la escasez global que entonces estaba en curso.

Consumo de agua de los tres parques científicos de TSMC en Taiwán en 2021: Informe de Desarrollo Sostenible de TSMC 2022.

En Tokio, Bruselas o Washington, la concentración de la producción y el riesgo que esto representa se hicieron evidentes de repente. En nombre de la soberanía industrial y la seguridad de la cadena de suministro, han surgido en todas partes las “Chips Act” (planes de apoyo al establecimiento local de fábricas). Además de estas consideraciones, han influido las crecientes tensiones entre ambos lados del Estrecho de Taiwán y especialmente entre China y Estados Unidos. En la ecuación, los riesgos climáticos jugaron un papel anecdótico. Especialmente en el caso americano.

El impacto climático no es realmente una prioridad en Estados Unidos

La Ley de Chips y Ciencia, ratificada por Joe Biden en el verano de 2022, fue un gran éxito, con decenas de miles de millones de dólares invertidos. TSMC ha decidido desarrollar por primera vez la producción de chips avanzados en Estados Unidos. Se están construyendo dos fábricas de última generación por un valor de 40 mil millones de dólares. ¿Ubicación? Los suburbios de Phoenix, conocida por ser la gran ciudad más calurosa de Estados Unidos, en el estado de Arizona, uno de los más secos del país.

Arizona ha experimentado sequías recurrentes durante las últimas dos décadas. Preocupa el caudal del río Colorado, apenas compartido por siete estados. En 2023, la gobernadora demócrata Katie Hobbs tuvo que suspender proyectos inmobiliarios en el área de Phoenix: una agencia estatal descubrió que los recursos de aguas subterráneas, una alternativa a Colorado, eran motivo de preocupación. Según un informe, serán insuficientes para cubrir la demanda del próximo siglo aunque sean difíciles de renovar.

Bajo el sol de Arizona, TSMC no está solo. Se suma a su competidor Intel, establecido desde los años 80 y en proceso de ampliación de sus instalaciones. Arizona ha estado a la cabeza de las inversiones en el país desde 2020, los funcionarios electos locales estuvieron entre los primeros en defender la adopción de la Ley Chips. Cabe señalar que el estado es una de las ubicaciones más antiguas de la industria. A finales de los años 40 del siglo pasado llegaron allí empresas de este todavía incipiente mundo de la microelectrónica.

Fotografía: Intel.

Para generar tal entusiasmo, la región debe tener ciertos activos. Es ante todo estable y poco expuesto a catástrofes naturales, si excluimos las sequías. Se ha desarrollado todo un valioso ecosistema al servicio de las “fabs” que necesitan miles de subcontratistas. Además, si bien la mano de obra disponible comenzará a plantear problemas, la Universidad Estatal de Arizona, que se especializa en ingeniería, es un argumento que no debe pasarse por alto.

Más trivialmente, TSMC se beneficia de incentivos de todo tipo. Además de la ayuda de la Ley de Chips, la empresa pudo contar con millones de dólares en obras de infraestructura y otros beneficios fiscales. Según S&P, la variedad de fuentes de agua, Colorado, subterránea, dos ríos y el reciclaje, evitarían los principales peligros inmediatos de una sequía.

¿A que precio? “ Queremos convertirnos en el mayor fabricante de semiconductores y chips electrónicos del mundo. Podemos hacer esto. Tenemos suficiente agua, pero los precios de nuestros alimentos subirán porque no produciremos tanta comida. “, esta es la opinión dada por el profesor de derecho del agua Rhett Larson a El Correo de Washington hace un año. El profesor de la Universidad Estatal de Arizona cree que el éxito del estado en semiconductores se logrará a expensas de la agricultura. “ A veces hay que renunciar a algunos sueños para alcanzar otros “.

¿Qué respuestas?

Se están estudiando medidas para minimizar las extracciones de agua de la industria, tanto por parte de las propias empresas como de las autoridades. La situación lo requiere, particularmente en Taiwán. Los períodos difíciles se suceden uno tras otro, incluso hoy. Según la agencia nacional de noticias Agencia Central de Noticias, el nivel actual de los embalses nos permite aguantar sólo tres meses. Sin embargo, la situación puede cambiar rápidamente en la dirección correcta, ya que la estación seca está llegando a su fin. Sin embargo, las autoridades estiman que las precipitaciones disminuirán un 10% durante la estación seca para 2050. El número de tifones disminuirá un 15% durante el mismo período. Tanto para Taiwán como para Arizona, existe un problema a largo plazo.

Medidas de TSMC en caso de sequía.

Medidas de respuesta de TSMC en caso de sequía en Taiwán. Impresión de pantalla: Informe de sostenibilidad de TSMC 2022.

Se estudian proyectos de oleoductos para llevar el preciado líquido a las zonas que más lo necesitan. Lo mismo ocurre con las plantas desaladoras, que no están exentas de defectos, o con instalaciones de reciclaje. en la revista DiplomaciaFranck Galland, especialista en cuestiones de seguridad relacionadas con el agua, evoca para Taiwán un plan total de 13 mil millones de dólares de inversión en cuatro años para responder al problema “ en particular permitiendo aumentar las reservas de agua del país, pasando del 28% al 50% del consumo “.

Afortunadamente, el mundo de la microelectrónica también se está implicando, aunque sólo sea para evitar que se vea perturbada su actividad. Las modernas fábricas de semiconductores se encuentran entre las fábricas donde más se estudia y optimiza la gestión de recursos, pero eso no lo soluciona todo. Cuanto más avanzado es un chip, más pasos tiene su proceso de fabricación y por tanto más agua consume.

La solución podría ser dejar en suspenso la búsqueda de un chip cada vez más eficiente, pero eso no se adapta a los tiempos que corren. Según S&P, la demanda de agua de TSMC podría ser en 2030 ” Entre 1,4 y 2,0 veces más que en 2022, dependiendo de la expansión de la capacidad y del progreso de la empresa en el desarrollo de nodos avanzados. “. Para la firma de análisis, “ Tales requisitos de agua desafiarían la capacidad de TSMC para gestionar este recurso, lo que podría interrumpir las operaciones de la fundición. “. La empresa se ha comprometido a alcanzar cero emisiones de carbono para 2050. No existe un compromiso similar sobre el consumo de agua, salvo promesas vagas.

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