Las empresas siguen anunciando plantas de chips que cuestan miles de millones, y cada cifra suena igualmente enorme. La mayor parte de ese dinero no se destina al edificio. Se destina a las máquinas dentro de él, y esa es la parte de la factura que realmente separa un anuncio de otro.
Las máquinas representan entre el 70 % y el 80 % del costo total de una planta de chips moderna, según un análisis de Construction Physics. Una sola instalación puede costar entre 10.000 millones y más de 20.000 millones de dólares, y la mayor parte de ese dinero se destina a las máquinas, no al concreto y al acero. Elon Musk ha propuesto un complejo de semiconductores de 119.000 millones de dólares en Texas, y es probable que las máquinas representen la mayor parte de ese precio también.
Esa escalación sigue una curva predecible. Una instalación que costó alrededor de $4 millones a principios de la década de 1970 creció a aproximadamente $14 mil millones para 2015, duplicándose cada cuatro años más o menos bajo lo que la industria llama la Ley de Rock. TSMC $TSM ha comprometido $165 mil millones a su campus en Arizona, repartidos en seis plantas, dos instalaciones de empaquetado y un centro de investigación, igualando la escala que la Ley de Rock predeciría para hoy.
Las máquinas que cuestan más que el armazón de la fábrica
Samsung ha comprometido al menos $17 mil millones a su planta en Taylor, Texas, pero solo $6 mil millones de eso se destinan a la construcción real. Los $11 mil millones restantes se gastarán en maquinaria y equipo.
La pieza más cara de ese presupuesto de equipo es el sistema de litografía, la máquina que imprime patrones de circuitos en una oblea de silicio. ASML $ASML, la compañía holandesa que tiene casi el monopolio de la litografía ultravioleta extrema, precios sus sistemas de litografía más nuevos a unos $380 millones cada uno. Su generación anterior costaba alrededor de $183 millones cada uno. Una planta necesita varias de estas máquinas, y solo las herramientas de litografía pueden representar aproximadamente el 20% del costo total de la planta, igual al precio de todo el edificio y su infraestructura combinados.
Pagar por esas máquinas es solo la mitad del problema. El informe anual de ASML de 2024 registró solo 44 sistemas EUV vendidos ese año, apenas por encima de los aproximadamente 40 que vendió en 2021 a pesar de años de aumentos de producción prometidos. Una empresa puede anunciar una planta en un comunicado de prensa. Aún tiene que esperar años para que ASML entregue las máquinas que la hacen funcionar.
Los sistemas de grabado y deposición constituyen el otro gran gasto en equipos, representando un estimado de 40% a 50% del gasto total en equipos en la fabricación avanzada de chips, según las perspectivas de la industria de SEMI para 2026SEMI proyecta que el gasto en equipos para plantas de obleas de 300 milímetros, el tamaño estándar para la fabricación moderna de chips, aumentará de $133 mil millones en 2026 a $151 mil millones al año siguiente, un salto de aproximadamente 14% en doce meses.
Costos ocultos dentro de un edificio de apariencia sencilla
El 20% al 30% del costo de la planta que se destina al edificio parece modesto, pero incluso esa parte compra mucho más que una estructura. Construction Physics encontró que los servicios, el HVAC, los sistemas de escape y la infraestructura de agua ultra pura constituyen casi dos tercios del costo de una instalación por sí solos, en comparación con menos del 20% para una casa unifamiliar.
Uno de esos servicios es el más importante: mantener el aire lo suficientemente limpio para construir un chip. La fabricación de semiconductores requiere salas limpias clasificadas según ISO 14644-1, el estándar internacional que clasifica la limpieza del aire por la cantidad de partículas que flotan en él. Las plantas más avanzadas operan en ISO Clase 1, que permite no más de 10 partículas por metro cúbico de aire, aproximadamente del tamaño de un virus. Alcanzar ese estándar requiere filtros que atrapan el 99.999% de todo lo demás en el aire, a menudo cubriendo todo el techo.
Las mismas herramientas de litografía que necesitan aire limpio también necesitan un piso que no se mueva debajo de ellas. Patronean características medidas en nanómetros, y la más mínima vibración puede arruinar una oblea. Las plantas se construyen para cumplir con las curvas de criterio de vibración, un estándar de ingeniería adoptado por el Instituto de Ciencias y Tecnología Ambiental después de que Ungar y Gordon lo propusieran por primera vez en 1983, según Colin Gordon Associates. El nivel más estricto, llamado VC-E, limita la vibración del piso a 3.12 micrómetros por segundo, lo que los propios autores del estándar llaman "un criterio difícil de alcanzar". Los cimientos deben estar mecánicamente separados del resto del edificio, con espacios físicos entre losas aisladas y la estructura circundante.
Facturas de agua y energía que nunca paran
Construir la planta es solo la primera factura. Operarla cuesta lo mismo, cada día. Una instalación de fabricación promedio utiliza 10 millones de galones de agua ultrapura por día, tanto como 33,000 hogares en EE. UU. usan en un día, según el Foro Económico Mundial. Producir esa agua consume entre un 40% y un 60% más de agua de la que la planta termina usando.
La factura de electricidad es igual de pesada. Una gran planta puede usar hasta 100 megavatios-hora de electricidad cada hora, más que muchas fábricas de automóviles o refinerías de petróleo, según McKinsey. Sólo TSMC consumió 25.55 mil millones de kilovatios-hora en Taiwán en 2024, alrededor del 9% del uso total de electricidad del país.
Estas facturas son exactamente la razón por la que los gobiernos ahora ayudan a pagar la construcción en lugar de dejar que las empresas lo absorban solas. El Departamento de Comercio de EE. UU. galardonado TSMC Arizona hasta $6.6 mil millones en financiamiento directo bajo la Ley de CHIPS y Ciencia, e Intel $INTC recibió hasta $7.86 mil millones propios en cuatro estados.
Construir una planta de chips solía ser un problema de la empresa. Ahora es uno nacional.