Por: Shoshana Kranish, directora sénior de comunicaciones de Dassault Systèmes.
La administración Biden anunció recientemente que distribuirá 280 millones de dólares a empresas para desarrollar gemelos digitales de semiconductores. El financiamiento llega después de años de escasez de chips, de los cuales los semiconductores son un componente importante y que son necesarios para casi todas las piezas de tecnología que utilizamos a diario. El impulso de la administración para desarrollar una solución alternativa a un problema persistente es innovador en sí mismo, pero los gemelos virtuales pueden ir un paso más allá de lo que sus contrapartes digitales se quedan cortos.
Los gemelos virtuales replican objetos físicos tal como lo hacen los gemelos digitales, pero van más allá, simulando los procesos e interacciones dentro de un sistema o ecosistema completo. Esto podría cambiar las reglas del juego para la industria de los semiconductores y más allá, ofreciendo un enfoque global para comprender y resolver desafíos complejos. Al incorporar datos del mundo real en tiempo real, los gemelos virtuales podrían proporcionar información sobre los procesos de producción y la dinámica de la cadena de suministro, e incluso predecir futuras interrupciones, ofreciendo una solución más integral a la escasez de semiconductores y otros problemas críticos que enfrentan los sectores tecnológicos en la actualidad.
He aquí por qué los gemelos virtuales, no los digitales, serían un verdadero punto de inflexión para los semiconductores (y en realidad para todo lo demás).
¿Qué es un gemelo virtual?
Los gemelos digitales son representaciones 3D de objetos físicos. Son estáticos y relativamente limitados en el alcance de lo que puedes hacer con ellos. Puede alternar una representación 3D, moverla, inspeccionar sus elementos y realizar una simulación. Pero ese modelo está aislado. No se pueden entender sus interacciones con otros objetos ni los efectos que ciertos cambios pueden tener sobre él, como la temperatura o la presión. Existe vacío, por así decirlo.
«Los gemelos digitales son tecnología heredada», explicó John Maculley, consultor de estrategia empresarial de alta tecnología en Dassault Systèmes. Es decir, son útiles para algunas cosas, pero en general son una opción obsoleta cuando se trata de adoptar métodos innovadores para resolver problemas persistentes.
Los gemelos virtuales, por otra parte, comprenden no sólo un modelo digital de un objeto o proceso, sino todo el entorno en el que existe. Una opción más sofisticada, los gemelos virtuales pueden abarcar todo lo que usted desee. Eso incluye no sólo el balón de fútbol y una simulación de alguien pateándolo, sino también un mapa detallado de cómo se fabrica ese balón de fútbol, desde la cadena de suministro que obtiene sus materias primas hasta los métodos de fabricación que se utilizan para crearlo. El alcance es enorme cuando se trata de gemelos virtuales y, en pocas palabras, hay mucho más que puedes hacer con ellos.
Gemelos virtuales para semiconductores
Si bien está claro que los gemelos virtuales tienen mayores ventajas para operaciones sofisticadas que sus homólogos digitales, también son una opción superior específicamente para los semiconductores.
Los semiconductores son esencialmente un componente básico de la tecnología electrónica. Son responsables de controlar los flujos eléctricos en dispositivos como televisores, teléfonos inteligentes y computadoras, y son los que permiten que estas herramientas sean rápidas, potentes y, cada vez más, pequeñas. Con tantos casos de uso, son una pieza tecnológica fundamental en nuestras vidas hoy.
La fabricación de semiconductores requiere procesos complejos y muy específicos. Los equipos involucrados deben ser precisos, sin lugar a desviaciones en ningún aspecto del proceso productivo. Los trabajadores que manejan la maquinaria deben estar altamente calificados y especializados. Los laboratorios donde se fabrican son extremadamente costosos de construir, operar y mantener. Esto ni siquiera araña la superficie de lo que implica, sin embargo, los semiconductores requieren un alto nivel de detalle, habilidad, inversión, sofisticación y exactitud. Producirlos a escala, que es lo que exige el clima actual, es más que complicado.
Los gemelos virtuales como diferenciador
El clima, la pandemia de COVID-19, los cambios geopolíticos y una variedad de otros factores provocaron una desaceleración en la producción de semiconductores y chips. Si bien la oferta de estos materiales disminuyó, su demanda no. Esta tendencia afectó a las industrias que tocamos todos los días, entre ellas la automoción, la electrónica de consumo y las comunicaciones inalámbricas.
Los gemelos virtuales pueden evitar que vuelvan a surgir problemas similares. Independientemente de los problemas que persistan, ya sean de naturaleza meteorológica o geopolítica, tener todo el ciclo de vida de los semiconductores en un entorno virtual puede respaldar la agilidad necesaria para tener éxito. Un gemelo virtual puede albergar la adquisición de especificaciones de materias primas, procesos de refinamiento, configuraciones de fabricación, especificaciones de maquinaria, envío y clasificación, y más. Junto con la IA, los gemelos virtuales pueden examinar datos a la velocidad del rayo, detectando incluso los cambios o errores más pequeños y abordándolos en tiempo real, una capacidad de la que carecen los gemelos digitales.
«Las empresas que hacen la transición de gemelos digitales heredados a experiencias de gemelos virtuales se darán cuenta rápidamente de que tienen un universo completamente nuevo de capacidades de simulación y una comprensión más profunda de la física subyacente que impulsa sus decisiones sobre productos», dijo Maculley. «Sus estrategias y hojas de ruta de IA se vuelven más claras y su capacidad para reaccionar a los cambios del mercado aumenta exponencialmente».
Aprender de su propio ecosistema y realizar los ajustes necesarios, permitiendo precisión y eficiencia y al mismo tiempo ampliando el potencial para la producción futura, son diferenciadores clave entre gemelos digitales y virtuales para semiconductores. La implementación de tecnología de punta, en lugar de depender de sistemas heredados, puede marcar el comienzo de una nueva era de innovación y avance que el financiamiento de Biden pretende lograr.
Además, centrarse en los semiconductores como punto de partida para este cambio transformador es estratégico y necesario. Dado su papel fundamental en prácticamente toda la tecnología moderna, los semiconductores tienen y seguirán teniendo una gran demanda. Al fortalecer nuestras capacidades en tecnología de semiconductores, no solo reforzamos nuestra infraestructura tecnológica, sino que también garantizamos nuestra competitividad en un panorama global en rápida evolución. En esencia, el compromiso de fomentar los avances en la tecnología de gemelos virtuales, junto con un enfoque en la innovación de semiconductores, representa una estrategia con visión de futuro que promete asegurar un futuro próspero y tecnológicamente avanzado para Estados Unidos.
