A medida que la IA se expande a más y más áreas de la vida, un componente crítico está impulsando su desarrollo: el microchip. Estas pequeñas piezas de silicio, también conocidas como semiconductores, alimentan todo, desde el modelo de IA más potente hasta lavadoras y automóviles. Un suministro fiable y fiable de ellos es esencial, y lo es cada vez más con cada nuevo avance tecnológico.

Al igual que con otros sectores estratégicos, los países se apresuran a asegurar el suministro a medida que el sistema de comercio internacional continúa fracturandose, con la rivalidad entre Estados Unidos y China pasando a primer plano. La cadena de suministro de microchips también está muy concentrada, con sólo unas pocas empresas dominando cada nivel.

Sólo tres empresas estadounidenses (Cadence, Synopsys y Mentor Graphics) representan alrededor del 70 por ciento del mercado de automatización del diseño electrónico. La empresa holandesa ASML domina el mercado mundial de máquinas que pueden producir chips, mientras que la fabricación de chips se concentra en Taiwán y Corea del Sur, donde las empresas protegen ferozmente su experiencia para mantener la ventaja en el mercado. La conversión de estos chips en unidades de procesamiento de gráficos (GPU) de alta gama necesarias para la IA es realizada principalmente por Nvidia en los EE. UU.

La UE está intentando impulsar sus capacidades internas, desde la obtención de materias primas críticas hasta la fabricación de chips de última generación. Pero con la demanda aumentando rápidamente y con las ambiciones climáticas del bloque probablemente entrando en conflicto con estos objetivos industriales, no está claro si está haciendo lo suficiente.

La pandemia de Covid-19 puso al descubierto las vulnerabilidades de esta cadena de suministro de microchips fragmentada y aislada. Los confinamientos en 2020 provocaron importantes interrupciones en la producción, justo cuando la demanda de productos electrónicos aumentó a medida que los consumidores buscaban dispositivos que les ayudaran a estudiar, trabajar y entretenerse en casa. El resultado fueron retrasos y escasez generalizados que afectaron a industrias de todo el mundo.

Es probable que una parte importante del crecimiento de la demanda de microchips, particularmente para los modelos más avanzados, provenga de la IA durante la próxima década. El mercado de microchips de grado IA podría multiplicarse por diez entre 2023 y 2033, según las proyecciones de la industria.

Concurso mundial

El año pasado, la UE aprobó la Ley Europea de Chips, con el objetivo de aumentar su participación en la producción mundial de microchips de alrededor del 10 por ciento actual al 20 por ciento para 2030. Planea movilizar más de 43 mil millones de euros de fuentes públicas y privadas para fomentar la inversión en fabricación. instalaciones.

Pero esa cifra palidece en comparación con los 280.000 millones de dólares (aproximadamente 250.000 millones de euros) asignados por Estados Unidos en virtud de la Ley CHIPS y Ciencia de 2022, lo que refleja el pequeño presupuesto de la UE en relación con sus estados constituyentes.

La legislación estadounidense también apunta explícitamente a contrarrestar los esfuerzos de China en el sector. Estados Unidos posee actualmente alrededor del 12 por ciento del mercado de producción de microchips, y China alrededor del 20 por ciento, pero el liderazgo de China es frágil ya que depende en gran medida de las importaciones de equipos, particularmente para la producción de chips avanzados.

En octubre de 2022, dos meses después de aprobar la Ley CHIPS y Ciencia, Estados Unidos impuso amplios controles de exportación de tecnologías relacionadas con la producción avanzada de microchips, dirigidos explícitamente a China. También ha estado ampliando su ‘Lista de entidades’ de empresas sujetas a restricciones más estrictas, en particular agregando al gigante chino de telecomunicaciones Huawei en 2019.

Raquel Jorge, analista de políticas tecnológicas del think tank del Real Instituto Elcano en Madrid, dice El Parlamento que es poco probable que las próximas elecciones estadounidenses alteren la postura del país. “Tanto la administración de Trump como la de Biden ampliaron las sanciones, actualizaron la Lista de Entidades y apuntaron a más empresas que en administraciones anteriores”, dice.

Las restricciones estadounidenses han limitado gravemente la capacidad de China para comprar y fabricar microchips de última generación. China ha sido el mayor importador mundial de chips desde 2005, y gastó 350.000 millones de dólares (unos 313.000 millones de euros) en importaciones de microchips solo en 2020, más de lo que gastó en petróleo crudo.

Esto ha estimulado a China a ampliar sus esfuerzos para desarrollar su industria nacional. Este año, invirtió más de 47.000 millones de dólares (unos 42.000 millones de euros) en su tercer fondo de inversión para desarrollar y producir microchips de grado IA. El primer fondo se creó en 2014, mucho antes que cualquiera de las iniciativas de microchips de la UE.

En 2020, el presidente Xi Jinping dijo que China tenía como objetivo “reforzar la dependencia de las cadenas de producción internacionales de China” (en varios sectores, no solo en microchips) para permitir que el país respondiera de la misma manera a las medidas comerciales hostiles.

China también tiene una posición fuerte en el mercado de generaciones más antiguas de chips conocidos como chips heredados, que producen alrededor del 60 por ciento del total mundial. Si bien tienen un uso limitado en la carrera de la IA, todavía se utilizan en una amplia variedad de bienes de consumo, y el dominio global de este mercado podría colocar a China en una posición fuerte para obtener concesiones de sus socios comerciales.

Los países europeos corren el riesgo de volverse “demasiado dependientes de los proveedores chinos”, dijo Chris Miller, autor de Guerra de chipsdice El Parlamento: “Esto le daría a China influencia. Hoy, los líderes europeos están ciegos ante este riesgo”.

La prohibición estadounidense de exportar ciertos componentes también ha empujado a China a invertir en tecnologías alternativas. Si logra avances significativos, eso podría consolidar su liderazgo general en el sector. La Universidad Tsinghua de Beijing, por ejemplo, está desarrollando un acelerador de partículas para crear una fuente de luz de alta calidad para la fabricación de chips, lo que potencialmente permitiría la producción de chips avanzados sin tecnología occidental.

El dilema de las tierras raras

Si miramos más arriba en la cadena de suministro, China tiene otro as bajo la manga en forma de elementos de tierras raras, un conjunto de metales pesados ​​escasos que son cruciales en el desarrollo de microchips. Actualmente China produce el 60 por ciento de las tierras raras del mundo y procesa casi el 90 por ciento.

Esto le da a China un punto de influencia que no teme explotar: en 2010, restringió brevemente las exportaciones de tierras raras a Japón durante una disputa pesquera. Este precedente genera preocupación de que China pueda emplear tácticas similares contra la UE y Estados Unidos, utilizando potencialmente su dominio en tierras raras como moneda de cambio en negociaciones geopolíticas.

Actualmente, la UE depende de China para alrededor del 98 por ciento de sus importaciones de tierras raras. Para abordar esto, la UE aprobó la Ley de Materias Primas Críticas para diversificar sus fuentes más allá de China, pero, al igual que con la Ley Europea de Chips, existen dudas sobre si hace lo suficiente.

“Durante al menos los próximos cinco a diez años, toda la cadena de suministro dependerá de las tierras raras provenientes de China”, dice Patrick Schröder, investigador del grupo de expertos Chatham House, con sede en Londres. “Incluso si Europa reiniciara la minería, la pregunta es si esto sería suficiente, dado que la demanda de IA aumentará ampliamente”.

Por lo tanto, la UE ha estado tratando de asegurar importaciones de otros lugares y ha firmado acuerdos con una docena de países alrededor del mundo, incluidos Kazajstán y Namibia, aunque estas naciones actualmente tienen una capacidad de producción limitada.

También hay reservas en la propia Europa: Noruega descubrió recientemente el mayor yacimiento probado del continente. Pero Schröder advierte que el proceso de explotación de estos recursos podría ser largo, dadas las consideraciones ecológicas que rodean la minería en ciertas áreas.

Preocupaciones climáticas

Además de la ecología local, preocupaciones más amplias sobre el clima podrían obstaculizar la explotación de tierras raras en Europa –así como los procesos que se encuentran más abajo en la cadena de producción de microchips–, dando a sus responsables políticos algunas compensaciones difíciles de considerar.

Para alcanzar el 20 por ciento de la producción mundial de chips para 2030, según lo establecido en la Ley de Chips, las emisiones de la industria europea podrían multiplicarse por ocho, según han descubierto los investigadores, superando las de otras industrias pesadas.

La extracción de tierras raras requiere grandes cantidades de agua y energía y libera considerables emisiones de carbono. La producción de microchips también requiere productos químicos como los gases fluorados, que tienen emisiones sustanciales y corren el riesgo de contaminar el medio ambiente.

Las propias aplicaciones de IA consumen enormes cantidades de electricidad. Los centros de datos existentes en el mundo requerirían 508 teravatios hora por año, si funcionaran constantemente. Esto es más que países como Italia.

Como dice un portavoz de la Comisión Europea El Parlamento: “Las estrictas normas medioambientales de Europa, el uso intensivo de energía renovable y las prácticas avanzadas de fabricación eficientes en el uso de recursos” garantizan que la producción de chips en el continente minimice las emisiones y los residuos.

La propia Ley de Chips contiene disposiciones sobre sostenibilidad, añade el portavoz, que fomentan procesos de producción sostenibles y energéticamente eficientes.

Schröder señala un potencial en gran medida sin explotar en el reciclaje de chips, y empresas como IC Recovery, con sede en EE. UU., ofrecen ahora servicios de recuperación de chips. IC Recovery puede recuperar chips para reutilizarlos a una fracción del costo de comprar otros nuevos.

Alinear la Ley de Chips con la Iniciativa de Electrónica Circular también podría ayudar a combinar el avance tecnológico con los principios de la economía circular en la industria de los microchips. Otras iniciativas, como el nuevo Plan Industrial Verde, también apoyan la competitividad de la industria europea neta cero para tecnologías limpias y podrían apoyar a la UE con su cadena de suministro, minimizando al mismo tiempo su impacto en el clima.

La pregunta es si podrá seguir siendo competitivo con Estados Unidos y China mientras lo hace. Y a medida que la carrera por la IA se intensifica, la UE no puede permitirse ningún obstáculo a su política industrial.