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18 de maio de 2024

O que são semicondutores e por que os carros precisam deles?

Homem com roupa especial de proteção segura microchip

Pesquisador observa semicondutor em laboratório. Foto: Envato/Elements.

A escassez de semicondutores afetou a produção de veículos em todo o mundo desde o início da pandemia de Covid-19. Estima-se que apenas em 2022, cerca de 250 mil veículos deixaram de ser produzidos no Brasil por causa do problema. Em 2021, outros 370 mil veículos ficaram parados à espera dos componentes.

E, segundo projeções da Anfavea (Associação Nacional das Fabricantes de Veículos Automotores), a crise continuará afetando a produção brasileira pelo menos durante o primeiro semestre de 2023, numa visão otimista, mas podendo se estender até 2024.

Hoje, as montadoras que atuam no Brasil disputam esses componentes com suas concorrentes ao redor do mundo. Se levarmos em conta que outros países estão à frente da transição energética da mobilidade com produções locais de carros elétricos, que demandam mais semicondutores na fabricação, a situação da indústria automotiva nacional é alarmante, ainda mais sem um fornecedor brasileiro desses componentes.

Mas o que são semicondutores e qual sua importância para a indústria automotiva? É o que vamos ver neste artigo. 

 

Conceito e prática

Para entender o que são semicondutores, é necessário aprender a respeito de correntes elétricas e resistência elétrica. A resistência elétrica é a oposição que os materiais têm à passagem da corrente elétrica, de acordo com suas características atômicas. 

Assim, materiais que facilitam a passagem da corrente elétrica, bem como os materiais que têm grande oposição à passagem de corrente elétrica são empregados nos circuitos elétricos.

detalhe de um semicondutor de aproximadamente 2 cm na mão de uma pessoa
Semicondutores são muito utilizados em circuitos eletrônicos. Foto: Envato/Elements.

No entanto, existem materiais que estão em um nível intermediário entre facilitadores (que possuem elétrons livres) e opositores (isolantes, que não possuem elétrons livres) às correntes elétricas dos circuitos. Esses são os semicondutores, que podem ser de silício ou germânio. 

Muito utilizados em equipamentos eletrônicos, os semicondutores são capazes de mudar sua condição de isolantes para condutores com facilidade

Por serem sensíveis às condições ambientais, eles possuem uma resistência elétrica que varia de acordo com a temperatura. Ou seja, a condutividade dos semicondutores pode ser alterada variando-se a temperatura, o que faz com que atinjam uma condutividade semelhante à dos metais.

Por isso, os semicondutores são a matéria-prima ideal para a fabricação de chips que integram os mais diversos aparelhos eletrônicos, como computadores, smartphones, videogames, televisores e automóveis. 

Homem usa roupa especial de proteção para trabalhar com semicondutores em uma mesa de laboratório
Poucas empresas no mundo dominam a tecnologia dos semicondutores. Foto: Envato/Elements.

 

Escassez de semicondutores

Embora sejam fabricados de silício ou germânio, materiais encontrados em abundância em todo o mundo, a escassez de semicondutores na pandemia foi ocasionada pela pequena quantidade de fábricas de alta tecnologia integrada e com domínio sobre o processo de produção. 

As fabricantes tiveram impactos na produção por causa dos lockdowns provocados pelo avanço da crise sanitária no mundo. 

Outro fator que complicou a situação foi um incêndio de grandes proporções na fábrica japonesa Renesas Electronics, em março de 2021, que afetou cerca de 30% da produção mundial desses componentes.

Aliado a tudo isso, o comportamento dos consumidores mudou no mesmo período. Afinal, a demanda por smartphones, notebooks e redes de telecomunicações foi bem maior com o avanço do home office, ao contrário da busca por veículos, que registrou queda no período.

Braços mecânicos trabalham em linha de montagem de veículos em cima de plataforma
Linha de montagem em fábrica de veículos. Foto: Envato/Elements.

 

Semicondutores na indústria automobilística

A falta de semicondutores fez com que 15 milhões de unidades de veículos deixassem de ser produzidas nos anos de 2021 e 2022 em todo o mundo. 

Para se ter uma ideia da importância do componente na indústria automobilística, em especial na de veículos elétricos, basta verificar a quantidade de uso na produção. 

Hoje, cada veículo possui de 1.000 a 1.500 semicondutores em toda a parte elétrica, como gerenciamento do motor, conectividade, direção autônoma e controle de emissão de poluentes. Como os carros elétricos ganham cada vez mais espaço no mercado, e sempre com novas tecnologias agregadas, é possível imaginar que os semicondutores são essenciais para a transição energética da mobilidade.

Se levarmos em conta que, assim como a indústria automobilística, outros setores de produção e serviços, como telecomunicações e internet 5G, processamento de dados, bens de consumo, computadores e servidores, entre outros ramos, também demandam o uso de microchips, os semicondutores serão cada vez mais disputados no mercado.

Imagem aérea mostra centenas de carros em estacionamento, com pôr do sol ao fundo
Carros aguardam comercialização em estacionamento de fábrica. Foto: Envato/Elements.

 

Como semicondutores atuam no carro?

Basicamente, o semicondutor é responsável por transmitir uma informação para o sistema elétrico gerar uma resposta. Para exemplificar: quando uma pessoa aperta um ícone no touchscreen do smartphone, um aplicativo se abre, ou seja, ao gerar o impulso de apertar a tela, o movimento mecânico-elétrico determina uma ordem para os microchips do smartphone, que reage abrindo o aplicativo.

O mesmo acontece no sistema eletrônico de um veículo. Ao apertar o botão de travar as portas, por exemplo, o movimento mecânico determina uma ordem aos microchips do carro, que reage travando as portas. O mesmo vale para o acelerador, o freio, a seta, o sistema multimídia e demais componentes eletrônicos presentes no veículo.

Em veículos elétricos e híbridos, que possuem sistemas eletrônicos ainda mais avançados que os dos carros a combustão, a quantidade necessária de chips e semicondutores para a fabricação desses veículos é maior.

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One Comment

  • Ótima matéria , linguagem clara objetiva, e conteúdo que agrega muito valor.
    Parabéns Rúbens e equipe VE.

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