La estrategia de Japón para reactivar los semiconductores y las condiciones para el éxito de Rapidus

Al evaluar la industria japonesa de semiconductores, es necesario distinguir entre su antigua cuota del mercado mundial, su actual capacidad de producción de lógica avanzada, su competitividad en materiales y equipos y el apoyo gubernamental. Está claro que Japón perdió la condición de potencia integral de los semiconductores que tenía en la década de 1980, pero interpretar esto directamente como la desaparición de toda la industria o como una superioridad permanente de Corea del Sur llevaría a pasar por alto hechos importantes.

Este informe se centra en la competitividad de las bases de producción de Japón y en el plan de 2 nanómetros de Rapidus, y explica por separado los hechos verificables y las perspectivas que todavía no han sido comprobadas.

Qué perdió y qué mantuvo la industria japonesa de semiconductores

Las empresas japonesas representaban una proporción muy elevada del mercado mundial de semiconductores en la década de 1980, pero posteriormente perdieron el liderazgo en los ámbitos de la memoria y la lógica avanzada. Las causas no fueron únicas, sino múltiples.

• La respuesta de las estrategias de producto e inversión fue lenta durante la transición del mercado hacia los PC y los dispositivos móviles.
• El modelo de empresas electrónicas integradas verticalmente no logró adaptarse adecuadamente a la división del trabajo entre las empresas fabless especializadas en diseño y las fundiciones dedicadas a la fabricación por encargo.
• En medio de la competencia de precios de las memorias y de la carga que suponían las inversiones a gran escala en instalaciones, se sucedieron la retirada y la consolidación de negocios.
• También quedaron por detrás de las empresas estadounidenses, surcoreanas y taiwanesas en la velocidad de toma de decisiones, la reestructuración empresarial, el ecosistema de software y la captación de clientes globales.

Sin embargo, la industria japonesa de semiconductores no ha desaparecido por completo. Las empresas japonesas mantienen una posición importante en diversas áreas de la cadena de suministro, como sensores de imagen, obleas de silicio, fotorresistentes, equipos de limpieza, inspección y deposición, y componentes de precisión. Por tanto, la debilidad de Japón se concentra principalmente en el diseño y la capacidad de producción en masa de lógica avanzada, y no significa que carezca de toda una base industrial que incluya materiales y equipos.

Las ventas de smartphones y la hegemonía digital no son el mismo indicador

El hecho de que Samsung destacara durante un tiempo la marca Galaxy en Japón y volviera a utilizar la identificación SAMSUNG en algunos productos nuevos a partir de 2023 puede considerarse un cambio en su estrategia de marca. Los casos en los que Samsung ocupó los primeros puestos de ventas de Android durante determinados periodos o en ciertos canales de venta también muestran que ha aumentado la aceptación de las marcas surcoreanas entre los consumidores japoneses.

Sin embargo, esto no debe extrapolarse hasta afirmar que ocupa el primer puesto de todo el mercado japonés de smartphones o que se ha producido una inversión definitiva de la hegemonía digital entre Corea del Sur y Japón. Las estadísticas de smartphones difieren según el método de medición.

• Los envíos son la cantidad de unidades que el fabricante suministra a la red de distribución.
• Las ventas son el número de dispositivos vendidos realmente a los consumidores y varían según el alcance de los canales incluidos en el estudio.
• La cuota de uso web no representa las ventas, sino la proporción del tráfico de internet generado por los dispositivos actualmente en uso.
• La clasificación dentro de Android y la clasificación del mercado total, incluido el iPhone, son indicadores diferentes.

Es posible que el cambio de percepción entre las generaciones jóvenes haya influido en el aumento de las ventas, pero resulta difícil determinar que el relevo generacional sea la única causa sin estudios sobre las motivaciones de compra por edades. También intervienen el precio, las promociones de los operadores móviles, los productos plegables, los tipos de cambio, el momento del lanzamiento y las existencias de distribución.

La «hegemonía digital» tampoco es una estadística única reconocida oficialmente. Corea del Sur es fuerte en memoria, smartphones, pantallas y algunos servicios digitales, mientras que Japón lo es en materiales, equipos, sensores y tecnología industrial. Taiwán posee una posición destacada en la fundición avanzada, y Estados Unidos ejerce una influencia abrumadora en el diseño de semiconductores, el software y la nube. Para evaluar la competitividad entre países, hay que examinar por separado los indicadores de cada área.

Por qué las empresas surcoreanas no construyen grandes fábricas en Japón

No puede concluirse que las empresas surcoreanas estén dando completamente la espalda a Japón por el mero hecho de que no hayan anunciado grandes plantas de producción avanzada en el país. Las empresas de semiconductores ubican sus fábricas de producción, instalaciones de investigación y desarrollo, centros de empaquetado y centros de atención al cliente según criterios diferentes. Las inversiones en investigación, desarrollo o colaboración dentro de Japón son una elección distinta de la inversión en grandes fábricas de obleas.

Demanda interna

Una fábrica avanzada no tiene por qué consumir localmente toda su producción. Los semiconductores se exportan al mercado mundial y las fundiciones operan en función de los pedidos de los clientes. Por tanto, la explicación de que «no se puede construir una fábrica porque en Japón no hay suficiente demanda de 2 nanómetros» es incompleta.

No obstante, la presencia cercana de grandes clientes favorece el desarrollo conjunto, la respuesta en materia de calidad y la previsión de la demanda. Japón tiene demanda en los sectores de la automoción, los sensores y los equipos industriales, pero su base nacional de empresas fabless que realizan pedidos a gran escala de procesos de vanguardia, como procesadores de aplicaciones para smartphones o aceleradores de IA, es relativamente débil. Esta es la razón por la que Rapidus debe captar necesariamente clientes extranjeros.

Logística y concentración industrial

Los chips terminados son pequeños y tienen un gran valor, por lo que el coste de transporte supone una carga menor que en el caso de los automóviles o el acero. Sin embargo, esto no significa que los costes logísticos sean irrelevantes para la ubicación de una fábrica. Las obleas y los materiales requieren control de la contaminación, los impactos y los plazos de entrega, y también son importantes la accesibilidad del personal de mantenimiento de los equipos, los productos químicos, los componentes, las instalaciones de empaquetado y los equipos técnicos de los clientes.

La ubicación de una fábrica de semiconductores se decide por una combinación de los siguientes factores, más que por los simples costes de transporte.

1. Concentración de ingenieros cualificados y empresas colaboradoras
2. Suministro estable de electricidad y agua ultrapura
3. Cadena de suministro de equipos y materiales y rapidez del mantenimiento
4. Subvenciones gubernamentales, fiscalidad y plazos para obtener permisos
5. Acceso a los clientes, protección de la propiedad intelectual y riesgos geopolíticos

Riesgo sísmico

El riesgo sísmico de Japón es un riesgo operativo real. Las microvibraciones, los cortes de electricidad, las roturas de tuberías de agua y las interrupciones logísticas pueden causar trastornos en la producción y pérdidas de obleas. También aumentan las primas de seguros y los costes del diseño antisísmico, los inventarios y la redundancia de la cadena de suministro.

Aun así, no puede concluirse que todo Japón sea inadecuado para producir semiconductores. Taiwán también es una región con un elevado riesgo sísmico, pero alberga la mayor base mundial de producción de fundición. Las fábricas modernas aplican estructuras de aislamiento sísmico, sistemas de energía de emergencia y procedimientos automatizados de parada y reinicio de los equipos. La cuestión clave no es si existe el riesgo, sino el nivel de riesgo de un emplazamiento concreto y el coste necesario para reducirlo.

Suministro eléctrico

Las fábricas avanzadas consumen continuamente enormes cantidades de electricidad, por lo que son importantes el precio, las emisiones de carbono, la capacidad de la red y la calidad del suministro frente a los cortes. Tras el accidente de Fukushima, Japón experimentó presiones sobre los costes y el suministro eléctrico debido a la reducción del funcionamiento de las centrales nucleares y a su dependencia de las importaciones de combustible, además del problema de la limitada interconexión de las redes regionales.

Sin embargo, también sería exagerado definir a Japón como un país con una escasez crónica de electricidad o afirmar que el funcionamiento de grandes fábricas es prácticamente imposible. Algunas centrales nucleares han vuelto a ponerse en marcha y las condiciones de oferta y demanda eléctrica varían según la región y la estación. Para tomar una decisión real de inversión, en lugar de limitarse a la capacidad total de generación, hay que comprobar la capacidad disponible de conexión a la red de la región correspondiente, los contratos eléctricos a largo plazo, las fuentes de energía de reserva, la adquisición de energías renovables y los planes de ampliación de la red de transmisión.

Lo que demuestra la inversión de TSMC en Kumamoto

JASM, creada por TSMC junto con Sony Semiconductor Solutions y otras empresas, está ampliando la producción en Japón mediante su fábrica de Kumamoto. Los planes publicados incluyen diversos procesos destinados a atender la demanda de los sectores de la automoción, la industria, el consumo y la computación de alto rendimiento.

Este caso demuestra simultáneamente dos aspectos.

• Japón puede atraer a fundiciones globales si combina subvenciones, clientes existentes, una cadena de suministro de materiales y equipos y una base industrial regional.
• La inversión en Kumamoto no significa que Japón haya recuperado por sí mismo capacidades de vanguardia de 2 nanómetros. JASM es una base de producción en el extranjero que utiliza la tecnología y el sistema operativo de TSMC.

Tampoco hay motivo para que todos los chips producidos por TSMC en sus fábricas japonesas deban consumirse dentro de Japón. Las bases de producción forman parte de la cadena de suministro global y su viabilidad económica se evalúa teniendo en cuenta no solo la demanda interna local, sino también las exportaciones y la cartera de clientes.

Estructura del plan de 2 nanómetros de Rapidus

Rapidus se fundó en 2022 con aportaciones de 8 empresas japonesas: Toyota, Sony Group, NTT, SoftBank, Kioxia, NEC, Denso y MUFG Bank. Está construyendo una base de producción en Chitose, Hokkaido, y tiene como objetivo iniciar en 2027 la producción en masa de semiconductores lógicos de clase 2 nanómetros.

La estrategia de Rapidus no consiste en avanzar secuencialmente desde generaciones anteriores, sino en acceder directamente a una generación avanzada aprovechando la cooperación tecnológica de IBM en procesos de clase 2 nanómetros y las redes internacionales de investigación. Esto puede reducir el tiempo de desarrollo, pero la experiencia de producción en masa no se transfiere automáticamente.

En el calendario publicado hasta 2025, la puesta en funcionamiento de la línea piloto y la validación de prototipos se presentaron como hitos importantes. Sin embargo, la fabricación de transistores u obleas de prueba, las muestras para clientes, la producción en masa certificada y la producción rentable a gran escala son etapas diferentes.

Cinco condiciones que determinarán el éxito de Rapidus

1. Reproducibilidad de la tecnología de proceso

El rendimiento no se determina únicamente por la denominación de 2 nanómetros. Deben evaluarse conjuntamente la densidad de transistores, la velocidad, el consumo eléctrico, las reglas de diseño y la estabilidad del proceso. Aunque Rapidus reciba de IBM la tecnología básica, debe reproducir reiteradamente los mismos resultados con las condiciones de equipos y materiales de Chitose.

2. Rendimiento de fabricación económicamente viable

El rendimiento de fabricación indica cuántos chips comercializables se obtienen de las obleas introducidas en el proceso. Reducir las variaciones entre obleas y disminuir la densidad de defectos es mucho más difícil que lograr un único chip de prueba satisfactorio. Un rendimiento bajo eleva el coste por chip y lleva a los clientes a elegir fundiciones competidoras ya probadas.

3. Ecosistema de diseño

Los clientes de una fundición no compran únicamente el proceso de fabricación. Necesitan kits de diseño de procesos, activos de diseño de semiconductores verificados, herramientas de automatización del diseño electrónico, empaquetado, pruebas y asistencia técnica. Para convertir los diseños de los clientes en chips reales, Rapidus debe construir un ecosistema completo con empresas globales de software, propiedad intelectual y empaquetado.

4. Clientes clave y tasa de utilización

Las fábricas avanzadas tienen costes fijos muy elevados, por lo que necesitan pedidos estables y una alta tasa de utilización. Dado que Rapidus difícilmente podrá llenar la fábrica solo con clientes japoneses, debe captar clientes extranjeros que diseñen chips para IA, centros de datos, automoción y telecomunicaciones.

No hay pruebas suficientes para afirmar que «no tiene ningún cliente», pero los clientes clave que garanticen compras a gran escala durante un periodo prolongado y el volumen de los pedidos son cuestiones distintas. Un memorando de entendimiento para cooperación tecnológica o el desarrollo conjunto de prototipos no equivalen a pedidos confirmados de producción en masa.

5. Continuidad de la financiación y del talento

Los procesos avanzados requieren cada año grandes inversiones en investigación, desarrollo y equipos incluso después de construir la fábrica. El apoyo gubernamental puede reducir el riesgo inicial, pero para que el negocio sea autosuficiente deben mantenerse la inversión privada y los ingresos. Además de contratar a profesionales con experiencia en el extranjero, también se necesita la capacidad de integrar al personal de procesos, equipos, rendimiento de fabricación y atención al cliente en una única organización operativa.

Indicadores para evaluar las posibilidades de éxito de Rapidus

En lugar de fijar numéricamente una probabilidad de éxito, resulta más preciso comprobar de manera continua los hitos publicados.

Evaluación realista de la política japonesa de semiconductores

Rapidus no es un proyecto cuya imposibilidad tecnológica esté demostrada, ni un proyecto cuyo éxito esté garantizado únicamente por la financiación gubernamental. Si tiene éxito, Japón podrá obtener una nueva opción dentro de la cadena de suministro de lógica avanzada y reforzar sus vínculos con la industria de materiales y equipos. Si fracasa, podrían quedar grandes cantidades de fondos públicos e instalaciones sin una base suficiente de clientes.

El éxito o fracaso de la política no debe evaluarse simplemente preguntando si en 2027 «se fabricó un chip de 2 nanómetros», sino mediante las siguientes preguntas.

• ¿Se cumplieron el rendimiento y la fiabilidad exigidos por los clientes?
• ¿Puede producirse reiteradamente a un precio competitivo?
• ¿Podrá invertirse en procesos posteriores aunque disminuya el apoyo gubernamental?
• ¿Siguen ampliándose el talento y el ecosistema de diseño dentro de Japón?
• ¿Aporta la diversificación de la cadena de suministro un valor estratégico superior al aumento de los costes?

Conclusión

Japón arrastra una gran brecha en la producción en masa de lógica avanzada, pero posee una base formada por materiales, equipos, sensores, clientes industriales y capital. La fábrica de TSMC en Kumamoto es un ejemplo de cómo combinar estas fortalezas con tecnología extranjera, mientras que Rapidus representa un intento mucho más arriesgado de reconstruir capacidades propias de fundición avanzada.

La insuficiencia de la demanda interna de Japón, los terremotos y los problemas eléctricos son riesgos que deben examinarse, pero ninguno de ellos determina automáticamente el fracaso. A la inversa, las subvenciones gubernamentales y las alianzas tecnológicas tampoco generan por sí solas rendimiento de fabricación, confianza de los clientes ni conocimientos prácticos de producción en masa.

Por tanto, en lugar de concluir que «el resurgimiento de los semiconductores japoneses es imposible» o que «la inversión de la hegemonía digital entre Corea del Sur y Japón es irreversible», resulta más preciso evaluar el avance de Rapidus mediante indicadores mensurables como el rendimiento del proceso, el rendimiento de fabricación, los pedidos de los clientes, la tasa de utilización y el capital privado.