Más allá del silicio: Cómo los semiconductores moldean el futuro tecnológico

Los semiconductores son materiales con una capacidad única de transmitir electricidad bajo ciertas condiciones, lo que los convierte en el pilar de la electrónica moderna

En los últimos meses, los semiconductores han estado en el ojo del huracán de los mercados financieros. Observando el índice de semiconductores de Filadelfia (SOX), el sector ya acumula un rendimiento superior al 17% en 2024, en comparación con el casi 9% del S&P 500. Sin embargo, en 2023, el SOX tuvo un impresionante incremento cercano al 65%, muy superior en comparación con el ya sobresaliente desempeño del S&P 500, que creció poco más del 24%. Pero, ¿qué son los semiconductores y cuál es su importancia en el mundo actual?

Los semiconductores son materiales con una capacidad única de conducir electricidad bajo ciertas condiciones, lo que los convierte en pilares de la electrónica moderna. Compuestos principalmente de silicio, estos materiales son modificados a través de un proceso llamado dopaje para ajustar sus propiedades eléctricas. Esta capacidad para controlar el flujo eléctrico permite a los dispositivos electrónicos desde realizar operaciones complejas en microchips hasta gestionar grandes volúmenes de datos en servidores.

Dado que los semiconductores son la base de todos los circuitos integrados y microchips, su importancia es trascendental en múltiples industrias. En el sector automotriz, facilitan desde la gestión del motor hasta los sistemas de seguridad y asistencia al conductor. En telecomunicaciones, son esenciales para el funcionamiento de dispositivos móviles y el procesamiento de señales. La computación se beneficia de ellos en diversas maneras: desde simples microprocesadores hasta complejas tarjetas gráficas y servidores de datos. Además, son vitales en la robótica, el internet de las cosas y la inteligencia artificial, donde la miniaturización y la eficiencia energética son claves.

La cadena de valor de los semiconductores comienza con los materiales fundamentales, como las obleas de silicio proporcionadas por empresas como Shin-Etsu Chemical y SUMCO. Posteriormente, son de vital importancia las empresas dedicadas a la fabricación de maquinarias para la producción de circuitos integrados, donde ASML lidera en sistemas de litografía, mientras que Applied Materials y Lam Research suministran equipos para la fabricación de semiconductores.

En el sector de propiedad intelectual (IP) participan empresas como ARM, que es uno de los actores más influyentes. ARM no fabrica chips; en su lugar, diseña arquitecturas de procesadores y varios componentes relacionados que luego licencia a fabricantes de chips y otros actores en la industria de la tecnología. Los diseños de ARM se encuentran en la base de la mayoría de los procesadores utilizados en dispositivos móviles.

Las empresas de Automatización de Diseño Electrónico (EDA) proporcionan herramientas de software, técnicas y metodologías para diseñar y producir sistemas electrónicos, desde circuitos integrados hasta placas de circuito impreso. Empresas como Synopsys y Cadence Design Systems se dedican a este apartado.

Las empresas “fabless” son aquellas que diseñan y venden hardware de semiconductores, pero externalizan la producción de estos dispositivos, siendo Qualcomm, Apple, Nvidia y AMD algunas de las empresas que participan en esta fase de la cadena, abarcando desde procesadores hasta sistemas para centros de datos.

La fundición es el proceso de fabricación de circuitos integrados en obleas de silicio, la cual es dominada por Taiwan Semiconductor Manufacturing Company y Samsung Foundry. Intel también juega un papel en esta fase, aunque con metas de expansión y eficiencia a mediano plazo.

En el ensamblaje posterior (back end) participan empresas como ASE Technology Holding, Teradyne y Amkor Technology, quienes preparan los semiconductores para su distribución. Esta etapa incluye procesos como el corte de las obleas en chips individuales, el montaje de estos chips en paquetes y su conexión física y eléctrica. Además, se llevan a cabo pruebas exhaustivas para garantizar la funcionalidad de los semiconductores antes de que sean ensamblados en productos finales.

El sector de ensamblaje PCB (Placa de circuito impreso, por sus siglas en inglés) es llevado a cabo por empresas como Foxconn y Flex Ltd., las cuales se encargan de montar y conectar los componentes electrónicos en las placas de circuito impreso, incluyendo semiconductores como microchips y otros componentes pasivos y activos.

Finalmente, los fabricantes de equipos originales (OEMs) como Apple o Samsung, ensamblan estos semiconductores en productos finales, que van desde smartphones o computadoras personales hasta dispositivos utilizados en el sector automotriz.

Actualmente, el sector de los semiconductores enfrenta una demanda sin precedentes, exacerbada por la acelerada digitalización a raíz de la pandemia y el rápido crecimiento de la inteligencia artificial en diversas industrias.

Las perspectivas futuras del sector son alentadoras pero retadoras. Se anticipa que la industria continúe creciendo gracias a tecnologías como 5G, inteligencia artificial y el internet de las cosas. No obstante, este crecimiento demanda innovaciones en eficiencia energética y miniaturización, además de enfrentar desafíos en sostenibilidad y dependencia geopolítica. No obstante, los semiconductores seguirán marcando la pauta del progreso en los años próximos, siendo su desarrollo un barómetro clave del avance humano en la era digital.