Somos carbono. Esa maravilla por la que luz y aire se convierten en azúcares, la fotosíntesis, nos hace a todos carbono. Cadenas a veces casi infinitas han desarrollado una enorme industria de polímeros. Los bioquímicos no paran de darnos alegrías con sus descubrimientos y aún nos depararán más. Toda una rama de la química, la orgánica, es química del carbono.
Todo el reto climático tiene que ver con el carbono. No meter más en la atmósfera y ver cómo retirarlo a la máxima velocidad. Estos son los desafíos.
La maravilla del carbono es que el mismo elemento en estructuras cristalinas distintas presenta propiedades muy diferentes. La tinta china era en parte lo que se llama Carbon Black, o negro de humo, “carbonilla”. El diamante es carbono puro. No hace tanto que en 2010 Geim y Novoselov de la Universidad de Manchester recibieron el Nobel de física por el descubrimiento del Grafeno, una lámina de átomos de carbono obtenidos por exfoliación de minas de lápiz, al principio. El grafito con el que está hecha la mina se lleva usando siglos. Las escobillas de los antiguos motores eléctricos en los que se veía un cierto “chisporroteo” eran de grafito. Los más curiosos podéis recordar que cuando abrías una pila de petaca de aquellas grandes y azules de Cegasa y la reventabas para ver qué había dentro salía un cilindro negro de grafito en el interior.
El grafito tiene muy buena conductividad térmica y eléctrica, con una marcada anisotropía, ya que tiene una estructura laminar y el calor y la corriente eléctrica se propagan mucho mejor en el sentido del plano de la lámina que a través de esta en la dirección perpendicular.
¿Y a qué viene este rollo del grafito un domingo por la mañana? A que en la guerra por el dominio de tecnologías clave se ha dado un pasito de vuelta más, acción- reacción- acción. Esta semana, China, el mayor productor y exportador de grafito, con el 67% de la cuota mundial ha puesto restricciones a su exportación. En verano restringió las de Germanio y Galio.
Los electrodos de las baterías cuando son metálicos soportan tensiones que llevan a un deterioro por corrosión. Los electrodos de grafito no se corroen. En determinadas tecnologías de baterías se usa grafito intensamente, es barato y tiene propiedades eléctricas casi tan buenas como los metales sin el problema de oxidaciones y corrosiones. No hay batería que se precie que no tenga los ánodos de grafito. Bueno, bonito y barato. Al menos hasta ahora. Ya debe haber carreras para irse a Mozambique, Madagascar y Brasil que son los tres mayores productores de grafito natural tras China.
La competitividad de la industria del vehículo eléctrico depende fundamentalmente del coste de las baterías y el grafito, con el litio, son elementos clave.
Catl es la mayor empresa de baterías del mundo y, ¿cómo no?, es china. En junio del 22 anunciaban sus Qilin, baterías competitivas para coches con 1000 km de autonomía disponibles a partir de este 2023. Comparadas con las de Tesla, la compañía china aseguraba un 13% de aumento en la densidad de energía. En agosto presentaron una nueva batería de LFP (Litio Ferrofosfato) que carga en 10 minutos para 400km de autonomía.
Poco suele hablarse sobre lo que pasa en China. Hace varios años, la administración norteamericana les vetó el acceso a cierta tecnologías clave para el desarrollo de semiconductores. Recuerden lo del 5G y Huawei. Hubo acusaciones serias y en agosto del 2018 un juez de Nueva York emitió una orden de arresto contra Meng Wanzhou, la directora financiera del gigante de las telecomunicaciones chino. Fue detenida en Canadá y pudo volver a China tres años después tras intensas negociaciones diplomáticas.
Las acciones para limitar el acceso de China a tecnologías clave, en especial relacionadas con las telecomunicaciones, la inteligencia artificial, la supercomputación y los semiconductores imprescindibles para ello se fueron intensificando.
En este trimestre la multinacional holandesa, ASML, nacida de Phillips, exportaba el 46% de sus máquinas de litografía a China. Para hacer chips con más capacidad de computación se necesitan muchos más transistores por unidad de superficie, y de momento, la única tecnología fiable para alcanzar tamaños de nodo de menos de 10nanómetros era la luz ultravioleta de ASML. La administración Biden, la semana pasada, en esa escalada acción- reacción- acción anunció restricciones de exportación de chips de Nvidia a China además de elementos y máquinas para la producción de chips que incluyen el Twinscan NXT1980Di de ASML.
La historia con ASML viene de antes. En enero de 2023 los gobiernos de Japón, EEUU y los Países Bajos llegaron a un acuerdo para restringir la venta de las máquinas más avanzadas de ASML.
A cada elemento de la valla que se le está poniendo al campo, China ha ido reaccionando con sus propias medidas, sobre todo en materiales clave para la industria de semiconductores y la movilidad eléctrica. Y de ahí lo del grafito.
Lo que no es sorprendente es que hace unos días, Huawei, que no se murió, todo lo contrario ha presentado su nuevo teléfono inteligente Mate60 y lleva un chip, 100% hecho en China con tecnología de 7 nanómetros algo que, dadas las dificultades que se les habían planteado, parecía imposible. ¿Vallas al campo? Tech Insights no habla de copia pero sí de muchas similitudes entre los chips de 7nm de TSMC (líder mundial al que dedicamos una columna La hora de los valientes) y los del fabricante del chip chino, SMIC, que va camino de ser el mayor productor mundial de semiconductores. Acaban de anunciar una nueva planta de 8.800 millones de dólares en Shanghái para hacer 100.000 obleas (wafers) de 12 pulgadas al mes, un verdadero río de chips. Ya tienen en marcha un plan para una planta en Shenzhen con una inversión de 2.350 millones de dólares para fabricar 40.000 obleas al mes. En las dos plantas anunciaron que no había que preocuparse por las restricciones porque se centrarían en tecnologías maduras, 28nanómetros o más.
Taiwán sabe que su escudo para mantener el estatus quo depende de la tecnología y por eso no fabricará ni en Japón, ni en EEUU, ni en Europa los chips más avanzados, que se reserva para producir en casa, asegurando que sigue siendo un actor del que no se pueda prescindir. El año pasado, TSMC invirtió 5.000 millones de dólares en I+D, un 30% más que el anterior, la inmensa mayoría en Taiwán, donde ha abierto un nuevo centro de I+D con 7.000 ingenieros junto a su sede de Hsinchu. Taiwán sabe que la mayor parte del valor añadido de los semiconductores está en el diseño y la comercialización y se ha puesto el objetivo de pasar su participación en la industria del diseño desde el actual 21% (su campeón más conocido es Mediatek) hasta el 40% en su plan a 10 años.
De momento, en coches eléctricos China gana y en Inteligencia Artificial, chips y comunicaciones EEUU gana, pero le recortan distancias a gran velocidad. Europa, ensimismada, contempla la partida y da 5 añitos más a su industria, que, si lo consigue, llevarán baterías chinas y chips americanos para la computación del ADAS. Las vallas al campo no parecen funcionar y sin embargo las tensiones comerciales aseguran inflación, sobrecostes y menos oportunidades. Lo del grafito no será lo último. Cada vez se habla más de tecno-nacionalismo y se enmascara el puro proteccionismo con un velo de soberanía estratégica.
