Semiconductores
Semiconductores, ¿qué son y por qué su escasez amenaza la economía global?
La crisis de los semiconductores, que de forma muy resumida se traduce en una escasez de chips, ha provocado un terremoto en numerosos sectores de la economía —desde la electrónica de consumo a la automoción o los electrodomésticos—, hasta el punto de que grandes empresas se han visto obligadas a parar su producción. Para entender mejor qué ha ocurrido y por qué, lo mejor es conocer en detalle qué son los semiconductores y cómo se producen.
¿Te imaginas que, de pronto, no pudiesen fabricarse más smartphones? ¿Cómo afectaría a una sociedad cada vez más dependiente de estos dispositivos? Aunque parezca una hipótesis propia de una novela distópica, podría ocurrir si no pudieran fabricarse más microchips. Por esa razón, preocupa la actual crisis de los semiconductores, claves en su elaboración.
Y es que no hablamos solo de smartphones, también lo hacemos de ordenadores, electrodomésticos, coches, etc. Cada vez vivimos rodeados de más aparatos con microchips incorporados que nos hacen la vida más fácil. Esos pequeños cerebros electrónicos montados sobre materiales semiconductores se han vuelto imprescindibles para nuestro día a día, así como para el desarrollo de la actividad empresarial e industrial.
LA CRISIS DE LOS SEMICONDUCTORES
Según la consultora IDC, durante el primer trimestre de 2021 las ventas mundiales de ordenadores crecieron un 55 % en comparación con el mismo periodo de 2020. Esta espectacular subida, como es lógico, se debe al aumento del teletrabajo, de las clases online y del ocio digital provocado por la pandemia. La demanda de dispositivos electrónicos en general ya se disparó durante el confinamiento de 2020, según reflejan las cifras, y desde entonces no ha levantado el pie del acelerador.
Asimismo, varios sectores que dependen de los microchips se encuentran en pleno auge, como la producción de tarjetas gráficas para la minería de ciertas criptomonedas —por ejemplo, bitcoin—. Y, del mismo modo, muchas industrias clásicas demandan cada vez más estos componentes electrónicos, como la automovilística, para la que los microchips se han vuelto imprescindibles a la hora de fabricar tanto vehículos convencionales como eléctricos por la mejora en los niveles de seguridad que permiten.
Todo esto ha hecho que las fábricas de semiconductores, cerradas también durante el confinamiento, operando con limitaciones tras su reapertura y enfrentándose a sus propios problemas de abastecimiento, se hayan visto desbordadas por la demanda. Como resultado, la industria automovilística, la electrodoméstica o la informática, entre otras, se han visto obligadas a recortar su producción.
En respuesta a esto, Intel ya ha anunciado que va a invertir 20.000 millones de dólares en dos nuevas fábricas en Arizona (Estados Unidos). Asimismo, China y la Unión Europea también han manifestado su intención de abrir fábricas para paliar la escasez de semiconductores. Sin embargo, este tipo de instalaciones, debido a la complejidad que supone producir microchips, tardan tiempo en iniciar su actividad, por lo que la crisis podría persistir en el corto plazo.
QUÉ ES UN SEMICONDUCTOR
Un semiconductor es todo aquel material que, dependiendo de las circunstancias —temperatura, presión, radiación y campos magnéticos—, puede actuar como conductor, permitiendo el paso de la corriente, o como aislante, impidiendo el paso de la misma. Los semiconductores, por tanto, se diferencian de los conductores en que pueden ejercer ambas funciones al mismo tiempo. En la actualidad, el semiconductor más utilizado es el silicio, especialmente en la industria electrónica e informática, por ser el más abundante en la naturaleza y el que mejor se comporta a altas temperaturas.
TIPOS DE SEMICONDUCTORES
Dependiendo de su pureza, los semiconductores se clasifican en dos tipos:
- Intrínsecos: son puros, ya que su estructura molecular está conformada por un solo tipo de átomo, como el silicio, el germanio, el estaño, el selenio o el telurio.
- Extrínsecos: son aquellos a los que se añaden impurezas en un proceso conocido como dopaje, cuyo fin es aumentar la conductividad de los materiales.
Al dopar un semiconductor intrínseco con impurezas, se pueden obtener dos tipos de semiconductores extrínsecos:
- Tipo P: al dopar un átomo tetravalente (como el silicio) con otro trivalente (como el aluminio, el boro o el galio), hay tres electrones para cuatro enlaces covalentes, generándose un hueco por el que se produce el flujo de electrones que da lugar a la corriente eléctrica. Debido a la carga positiva del hueco, son conocidos con la letra P.
- Tipo N: se forman al dopar un átomo tetravalente (como el silicio) con otro pentavalente (como el fósforo, el antimonio o el arsénico). Al haber cinco electrones y cuatro enlaces covalentes, un electrón con carga negativa, de ahí la letra N, queda libre para desplazarse a través de la red cristalina, aumentando la conductividad del semiconductor intrínseco.
EJEMPLOS DE SEMICONDUCTORES (APLICACIONES)
Entre las principales aplicaciones de los semiconductores, cabe destacar:
- Transistores: son dispositivos electrónicos capaces de modificar una señal eléctrica de salida como respuesta a una de entrada, sirviendo como amplificadores, conmutadores, osciladores o rectificadores de la misma. Son de uso común en radios, relojes o lámparas, entre otros aparatos.
- Circuitos: también conocidos como chips o microchips, son circuitos electrónicos cuyos componentes están dispuestos en una lámina de material semiconductor, siendo hoy una pieza clave en aparatos como ordenadores, tabletas y móviles, etc.
- Diodos: tienen múltiples aplicaciones, siendo la más evidente la conversión de corriente alterna en continua. De ahí su uso en paneles fotovoltaicos, que convierten la energía solar en energía eléctrica, así como en los diodos emisores de luz (LED).