La industria automotriz está experimentando una transformación significativa, con inversiones de más de 106 mil millones de dólares en capacidades de conducción autónoma desde 2010. La evolución de estos sistemas no solo ha requerido la incorporación de nuevo talento para desarrollar tecnologías sofisticadas, sino también la capacidad de crear vehículos capaces de conducirse por sí mismos. Como resultado, los semiconductores han adquirido un papel más relevante en la industria automotriz que nunca. Su importancia en los vehículos autónomos no puede subestimarse y representa uno de los muchos desafíos que cualquier empresa debe superar si quiere ofrecer un automóvil autónomo.
¿Qué son los semiconductores?
Los semiconductores son una parte fundamental de cualquier circuito moderno. Como su nombre indica, son materiales con una conductividad eléctrica intermedia entre los conductores y los aislantes. Esta propiedad les permite controlar el flujo de electricidad, por lo que se utilizan para fabricar transistores y diodos. Los semiconductores están presentes en todo, desde automóviles hasta teléfonos inteligentes, lo que ha provocado un aumento en su demanda a medida que el mundo avanza tecnológicamente.
Uso histórico vs. actual y futuro en los vehículos
El uso de semiconductores en los automóviles no es algo nuevo. Desde finales de los años 60, los microcontroladores han manejado diversos aspectos de los vehículos. Inicialmente, se limitaban a la Unidad de Control del Motor (ECU), optimizando la inyección de combustible para mejorar la eficiencia y el rendimiento. Con el tiempo, su presencia se expandió a sistemas como el control de clima, dirección electrónica, iluminación, radios y sistemas de infoentretenimiento.
Sin embargo, la llegada de los vehículos autónomos ha cambiado drásticamente este panorama. Mientras que un automóvil moderno promedio contiene menos de 1,000 semiconductores, los vehículos eléctricos con funciones autónomas pueden incorporar hasta 3,000. Actualmente, los semiconductores se utilizan en sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS), módulos de conectividad y redes de sensores como LIDAR, radares y cámaras. Estos sistemas requieren semiconductores mucho más complejos y potentes para procesar grandes volúmenes de datos en tiempo real.
Hoy en día, los sistemas ADAS representan la mayor cuota del mercado de semiconductores automotrices, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 19.8% y una participación estimada del 30% para 2027. Los sistemas de infoentretenimiento, por su parte, tienen un CAGR del 14.6% y representarán el 20% del mercado en ese mismo año.
El aumento de los semiconductores en los automóviles también se refleja en su costo. En 2020, los componentes electrónicos representaban el 40% del costo de un automóvil nuevo, un incremento significativo frente al 18% en el año 2000. Se proyecta que esta cifra aumente al 45% en 2030.
Riesgos de la escasez de semiconductores
La creciente demanda de semiconductores en la industria automotriz, especialmente para la tecnología de vehículos autónomos, ha generado preocupaciones sobre posibles escaseces. Durante la pandemia, la industria automotriz sufrió interrupciones debido a la falta de chips esenciales, lo que dejó miles de vehículos varados en lotes sin poder venderse.
Este problema surgió incluso antes de que la mayoría de los autos contaran con sistemas autónomos avanzados que requieren múltiples chips especializados. La crisis puso en evidencia la importancia crítica de los semiconductores en la cadena de suministro de la industria automotriz.
Producción de semiconductores
El hardware es tan crucial como el software en la conducción autónoma, y el papel de los semiconductores seguirá creciendo. Estos chips deben ser capaces de recopilar, interpretar y actuar sobre los datos miles o incluso millones de veces por segundo para que la conducción autónoma funcione correctamente. Por lo tanto, los fabricantes de automóviles necesitan desarrollar chips más avanzados que nunca.
Para la producción de semiconductores, los fabricantes de automóviles pueden adoptar diversas estrategias, similares a las utilizadas en la producción de baterías para vehículos eléctricos:
- Solución estándar: Integrar una solución de terceros, como las ofrecidas por Cruise o Mobileye.
- Colaboración con proveedores: Indicar sus necesidades a los fabricantes de chips y confiar en ellos para desarrollar hardware específico sin necesidad de un gran equipo interno.
- Desarrollo propio: Algunas automotrices han optado por diseñar sus propios chips para lograr mayor eficiencia y compatibilidad con su software. Esta opción requiere un equipo grande de ingenieros especializados, aunque puede aliviarse mediante asociaciones con fabricantes de chips existentes.
Aun así, ninguna automotriz podrá lograr una integración totalmente vertical, ya que todas dependen de fundiciones para fabricar los chips. Estas fundiciones suelen ser un cuello de botella en la producción de semiconductores, ya que su construcción es extremadamente costosa, lo que hace poco probable que un fabricante de automóviles invierta en su propia planta de fabricación.
¿Cambio en el diseño de los automóviles?
Uno de los principales desafíos en la adopción de semiconductores más avanzados es el tiempo de desarrollo de un vehículo. Diseñar un automóvil y llevarlo a producción puede tardar al menos tres años, o incluso más.
Tres años en el mundo de los semiconductores es una eternidad, y cuando un automóvil finalmente sale al mercado, su tecnología de chips ya está una o dos generaciones atrasada. Por ejemplo, Tesla ha optado por un diseño modular de hardware que permite a los propietarios actualizar sus vehículos con los últimos avances en semiconductores, aunque no sin dificultades. ¿Será esta la norma en el futuro para otras automotrices? Aún está por verse.
Las automotrices se convierten en empresas tecnológicas
Los semiconductores son indispensables para el desarrollo y funcionamiento de los vehículos autónomos. Su importancia ha aumentado en una era donde los automóviles no son solo medios de transporte, sino sistemas computacionales avanzados sobre ruedas. A medida que la industria automotriz avanza hacia una mayor autonomía, la colaboración entre fabricantes de automóviles y productores de semiconductores será clave para definir el futuro del transporte.