¿Cuántos chips tiene su carro?

Un carro de gama media utiliza en promedio unos 3.000 que transmiten información procesada por unas cien diminutas computadoras (ECU).

redacción vehículos

04:18 p. m. 29 de octubre del 2021
Escasez mundial de semiconductores y chips

Escasez mundial de semiconductores y chips

Tal vez usted no se ha percatado, pero cada vez que enciende el motor de su carro, el radio, activa el aire acondicionado o las plumillas, un ejército de diminutos componentes trabaja intensamente para su comodidad, su seguridad y la de sus acompañantes.

Estos aparaticos son los chips o semiconductores, cuya escasez –que se disparó por la pandemia del covid-19– tiene casi paralizada la producción de vehículos en todo el mundo y a otras industrias, al punto de provocar movidas geopolíticas y tensiones internacionales, entre ellas la relocalización de la producción industrial tanto en Europa como en Estados Unidos.

Taiwán y Corea del Sur concentran el 81 por ciento del mercado global de fabricación de semiconductores, y esa dependencia es la que tensa las relaciones entre China, Estados Unidos y la Unión Europea. Estos últimos le temen a esa dependencia.

Escasez mundial de semiconductores y chips

Escasez mundial de semiconductores y chips

Como mencionamos arriba, el covid es el responsable de la escasez de chips debido a que durante la pandemia se paralizó la producción de vehículos, por lo cual los fabricantes de semiconductores enfocaron sus esfuerzos en computadores y telecomunicaciones, que fueron más útiles para sobrellevar el confinamiento obligatorio de los hogares y el trabajo remoto en las empresas. (Ver ‘¿Por qué la escasez?’).

Pero volvamos al ‘robot’ en el que la tecnología convirtió los autos modernos. Un carro de gama media utiliza en promedio unos 3.000 chips que transmiten información que procesan unas cien diminutas computadoras (unidades de control electrónicas, ECU). Todo el sistema se asemeja al sistema nervioso del cuerpo humano, en cuyas ramificaciones van todas las partes que hacen que su carro funcione.

Para que esas 100 ECU funcionen de forma correcta y hagan su trabajo, utilizan unos 100 millones de líneas de código de software, que, más que los motores y el diseño de los carros, será el gran protagonista en el futuro.

El presidente del consejo de administración del Grupo Volkswagen, Herbert Diess, asegura que “el 90 por ciento de la innovación en el automóvil del futuro se va a producir en el software”. Y los expertos estiman que la complejidad de esos códigos escritos se multiplicará por tres en corto tiempo.

Y si el software es el que manda, son los chips los que evalúan, analizan, aseguran y ordenan qué hacer, con base en los datos del momento (si aparece la lluvia o se recalienta el motor, etc.); todo esto con las reglas establecidas en los códigos del software. (Ver ‘¿Qué hacen y cómo funcionan?’).

Planta vehículos, Getty Images

Planta vehículos, Getty Images

¿Cuánto cuesta un chip? En realidad, estas diminutas piezas, en algunos casos, solo cuestan unos cuantos centavos de dólar, pero se compran por millones. Los 3.000 chips que tiene un automóvil de gama media cuestan un poco más de 600 dólares. Y, claro, para mayores comodidades dentro del vehículo se necesitan más chips.

En el 2017, la consultora estadounidense Deloitte Touche Tohmatsu Limited reveló que ya ese año un 40 por ciento del costo de un automóvil era atribuible a todo lo relacionado con los sistemas electrónicos basados en los semiconductores. Según la consultora, ese porcentaje se elevará hasta el 50 por ciento para 2030.

Por ahora no hay una solución a la vista, y lo cierto es que la escasez de semiconductores tiene una alta repercusión en el mercado automotor, parálisis de plantas, listas de espera de meses para entrega de carros nuevos y, por supuesto, caídas en las ventas.

¿Qué hacen y cómo funcionan?
Los chips son transmisores que informan al computador del funcionamiento de los diferentes componentes del vehículo. Esa información –sea física o química, como los grados de temperatura, la cantidad de gases de escape o las revoluciones del motor– la convierten en datos que se envían al computador a través de señales de cambios de voltajes muy sensibles.

Esos datos recibidos el computador los mide por su intensidad, frecuencia o duración, con una alta precisión. Según la lectura de estos parámetros, se contrastan de acuerdo al reglaje o set up establecido originalmente, que es el mapa según el cual el computador dispara los parámetros de funcionamiento y ordena los cambios a los diferentes órganos del vehículo.

Esos datos que se generan cuando el motor está en marcha son almacenados para luego poder detectar si hay algún cambio significativo en el reglaje que esté fuera de lo normal. Si es así, el sistema electrónico del automóvil se encarga de avisar a través de los llamados ‘testigos’ encendiendo la alerta en el tablero.

'Testigos': véalos y no los ignore

'Testigos': véalos y no los ignore

Esto permite tomar las medidas oportunas para prevenir o contrarrestar una falla, gracias a los actuadores, que son un complemento de los sensores. Es decir, los primeros alertan y los segundos corrigen, como en el caso del sensor de la temperatura refrigerante, que varía los tiempos de apertura de los inyectores para cambiar la mezcla en función de los grados a los que esté funcionando el motor.

Otro ejemplo más sencillo de entender es el de los sensores de lluvia que alertan cuando caen las primeras gotas de agua al parabrisas y de inmediato el actuador ejecuta la orden de accionar las plumillas.

Los semiconductores también son imprescindibles en los sistemas de seguridad activa y pasiva. Por ejemplo, en el caso de los pretensores de los cinturones de seguridad o, mejor, en los actuadores que permiten activar los airbag en caso de choque.

E intervienen en todas las asistencias o ayudas a la conducción, en el control de crucero adaptativo que regula la velocidad, el mantenimiento de carril que lee las líneas de la carretera y actúa sobre la dirección para devolvernos al carril, la alerta de ángulo muerto, de tráfico cruzado trasero, en la frenada de emergencia con detección de peatones y ciclistas, y en los sensores de reversa, entre otros.

Alerta por cambio involuntario de carril

Alerta por cambio involuntario de carril

¿Por qué la escasez?
La respuesta a esta pregunta tiene que ver, en primer lugar, por la forma como opera la industria automotriz en todo el mundo. Los fabricantes para ahorrar costos funcionan bajo el sistema de trabajo just in time. Esto significa que las órdenes de autopartes, materiales y componentes se hacen solo cuando se necesitan para ser integradas en las plantas en el momento de armado del carro.

Por la pandemia del covid-19, las marcas tuvieron que cerrar sus plantas y frenaron las órdenes de compra de microchips y otros componentes, mientras que en otras industrias, especialmente las de aparatos electrónicos, se dispararon sus ventas pues aumentó la compra de computadores, teléfonos móviles, consolas de videojuegos y televisores.

Otro punto clave es que el margen de ganancia de la electrónica de consumo equivale a un 40 por ciento del costo de los dispositivos, mientras que en la industria automotriz, con una presión de precio mucho mayor, sus márgenes de beneficio se sitúan entre el 3 y el 9 por ciento.

Y mientras el mercado mundial de vehículos es de unos 100 millones al año, el de la electrónica de consumo supera los mil millones de unidades cada año; es decir, hay un mayor volumen de ventas y, además, se pagan mejor.

Planta de General Motors durante la escasez de microchips

Planta de General Motors durante la escasez de microchips

La batalla por los chips
Tras empezar el mundo a retornar a la normalidad después del confinamiento, los proveedores de chips ya habían comprometido su producción e inventarios con la industria de los dispositivos de comunicación y entretenimiento, razón por la cual rechazaron los pedidos de las marcas de automóviles.

Esa negativa ha llevado a que entren a jugar los presidentes de Estados Unidos, primero Trump y ahora Biden, quienes trataron de encontrar una solución, junto con varios ministros representantes de países de la Unión Europea.

Pero el asunto no es sencillo de resolver. Los fabricantes de semiconductores argumentan, primero, que crear nuevas plantas resulta muy costoso. Segundo, que sus márgenes no son elevados y, tercero, que deben funcionar al menos al 90 por ciento de su capacidad instalada para ser rentables.

Esta última es una de las razones por las cuales siempre han mantenido la oferta por debajo de la demanda. Crear una nueva planta (como lo han sugerido algunos países de la Unión Europea) no es fácil ni rápido, eso puede tardar unos dos años. Y, además, cada día los chips son más potentes y complejos, necesitan más trabajo y mayor tiempo de producción.

Por ejemplo, la Asociación Europea de Suministradores de Automoción (Clepa) estima en 450 millones de euros solo el diseño de cinco nanómetros, de uno de los chips más pequeños y de mayor tecnología de punta del mercado.

Hace unos años, Estados Unidos, Japón y la Unión Europea eran los mayores productores de chips. Ante la crisis actual, la Comisión Europea se fijó como meta que la UE pase del 9 al 20 por ciento de cuota global de producción de chips para 2030.

Por eso ahora se habla de relocalización, porque el liderazgo es de Taiwán, que surte el 70 por ciento de los semiconductores de la industria automotriz, a través de la primera empresa mundial TSMC; China con Smic, y Corea del Sur con Samsung.

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