⚡ Un solo centro de datos de IA puede consumir tanta electricidad como una central nuclear, y esa potencia oscila más del 50% en milisegundos. Cada vez que decenas de miles de GPU de NVIDIA arrancan y se detienen a la vez, se produce un pico capaz de sacudir la red. Los fabricantes japoneses de semiconductores de potencia se han lanzado a resolverlo. Empieza la era dorada de la electrónica de potencia.

El nuevo problema que plantean los centros de datos de IA: la fluctuación

La expansión explosiva de la IA generativa, de ChatGPT a Gemini, ha desencadenado un auge de construcción de centros de datos en todo el mundo. Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), el consumo eléctrico global de los centros de datos pasará de unos 415 TWh en 2024 a alrededor de 945 TWh en 2030. Gartner proyecta un recorrido parecido, de 448 TWh en 2025 a 980 TWh en 2030.

Pero lo que preocupa a los especialistas no es solo cuánta electricidad devora la IA. Hay un problema más incómodo: la fluctuación brusca de esa demanda.

Un centro de datos convencional mantiene sus servidores a un ritmo casi constante, de modo que el consumo es relativamente estable. En un centro de datos de IA la situación es distinta. Cuando decenas de miles de GPU ejecutan un entrenamiento a gran escala, alternan entre fases de cálculo y fases de comunicación. En la fase de cálculo las GPU trabajan a pleno rendimiento y consumen enormes cantidades de energía; en la de comunicación el consumo se desploma. Como ese cambio ocurre en milisegundos, decenas o centenares de megavatios oscilan de forma casi instantánea.

Cuando Meta entrenó su modelo de lenguaje LLaMA 3, ni siquiera sus 24.000 GPU H100 (unos 30 MW) se libraron del problema. Los ingenieros improvisaron un generador de cargas de trabajo ficticias con un nombre tan explícito como humorístico, pytorch_no_powerplant_blowup=1 ("no revientes la central eléctrica"), para suavizar sobre la marcha las oscilaciones.

En los aceleradores de IA más recientes se han medido variaciones superiores al 50% de la potencia de diseño térmico (TDP) en milisegundos. En un centro de datos de escala gigavatio, equivalente a una central nuclear, eso se traduce en centenares de megavatios de oscilación instantánea, suficiente para amenazar la estabilidad de frecuencia de la red. Dado que una variación de apenas el 10% puede quemar motores, disparar interruptores y colgar equipos electrónicos, el asunto es de otro orden que la simple "falta de electricidad".

La electrónica de potencia, ese protagonista invisible

Quien se enfrenta a este reto es el campo técnico conocido como electrónica de potencia. Se trata de convertir y controlar a voluntad la magnitud y la forma de la tensión y la corriente.

Un ejemplo cotidiano: el cargador del móvil convierte los 100 V de corriente alterna del enchufe (en Japón) en 5 V de continua. También es electrónica de potencia el control del motor de un coche eléctrico, el inversor que transforma la continua de un panel solar en alterna doméstica o el accionamiento de un tren. Los usos son muy amplios.

En el corazón de todo ello está el semiconductor de potencia. A diferencia de los chips lógicos que procesan datos (CPU, GPU) o de las memorias que los almacenan, el semiconductor de potencia se encarga de convertir y controlar grandes cantidades de energía con eficiencia.

En un centro de datos de IA hay que ir escalonando la alta tensión alterna que llega de la red hasta la baja tensión continua de unos pocos voltios que necesita el chip de la GPU. En cada escalón de esa cadena hay semiconductores de potencia, y mejorar la eficiencia de conversión un solo punto porcentual supone, en una instalación de escala gigavatio, ahorrar varios millones de dólares al año en electricidad.

Una oportunidad de negocio enorme para las empresas japonesas

El mercado de semiconductores de potencia ronda hoy los 4 billones de yenes (unos 27.000 millones de dólares). La consultora Yole Group prevé que crezca a un ritmo medio anual del 7,1% entre 2025 y 2031 hasta alcanzar los 41.300 millones de dólares. La prensa sectorial japonesa maneja previsiones más optimistas, por encima de los 10 billones de yenes en pocos años: las cifras varían mucho según quién las calcule. En lo único que coinciden es en la dirección, empujada por los centros de datos de IA y por la neutralidad de carbono.

Japón forma parte del pelotón de cabeza en este terreno. Estos son sus principales actores.

Mitsubishi Electric ocupa el segundo puesto mundial en cuota de módulos de potencia, los conjuntos que integran varios semiconductores de potencia (datos de 2024, según Omdia). En módulos para transmisión en corriente continua de alta tensión (HVDC) de tipo conmutado por fuente de tensión dice ser primera del mundo (ejercicio 2023, según cálculos propios). En el ámbito de los centros de datos afirma liderar la cuota global de dispositivos ópticos EML, los láseres de comunicación de alta velocidad que conectan los sistemas de IA basados en GPU de NVIDIA. Los pedidos de dispositivos ópticos para centros de datos crecieron un 49% interanual en el tercer trimestre del ejercicio 2025, y la empresa levanta en Shisui (prefectura de Kumamoto) un nuevo edificio para obleas de SiC de 8 pulgadas. El viento no sopla del todo a favor, sin embargo: en mayo de 2025 la compañía explicó que estaba conteniendo y aplazando la inversión en capacidad de semiconductores de potencia según el estado del mercado, y desviando parte de ese gasto hacia la producción de dispositivos ópticos.

Fuji Electric tiene la electrónica de potencia como tecnología central. En facturación de IGBT ocupa el tercer lugar mundial, por detrás de Infineon y Mitsubishi Electric. En 2024 compró la estadounidense Transphorm para hacerse con tecnología de GaN (nitruro de galio) y en julio de 2025 arrancó la producción en serie de FET de GaN de 650 V para servidores de IA y sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI). Su capacidad de producción de semiconductores de SiC debería multiplicarse por 50 en el ejercicio 2027 respecto al de 2023.

Toshiba y Rohm han emprendido la producción conjunta de semiconductores de potencia de SiC, con un volumen total de unos 388.300 millones de yenes (unos 2.600 millones de dólares). La colaboración industrial entre Fuji Electric y Denso mueve unos 211.600 millones. Detrás de esta oleada de alianzas está la decisión del Gobierno japonés de conceder subvenciones, por norma general, solo a inversiones de 200.000 millones de yenes o más.

Renesas Electronics propone una arquitectura de centro de datos de 800 V en continua basada en semiconductores de potencia de GaN. Pasar del sistema convencional de 48 V a 800 V reduce sensiblemente las pérdidas de distribución. La empresa acumula un historial de más de 1.500 millones de circuitos integrados de gestión de energía enviados cada año.

El panorama competitivo global: Infineon domina con claridad

Los problemas de las empresas japonesas son serios. Quien encabeza el mercado de semiconductores de potencia es la alemana Infineon Technologies, con un 22,8% de cuota mundial, seguida de la estadounidense onsemi con un 11,2%. Ni siquiera Mitsubishi Electric, la primera japonesa, pasa del 5,5%. Los fabricantes del país arrastran una debilidad estructural: son muchos, pero cada uno es demasiado pequeño.

Infineon ha planteado para los centros de datos de IA una estrategia de integrar en un único módulo tres materiales semiconductores, silicio (Si), SiC y GaN, con una gama de unidades de alimentación (PSU) de 3 kW a 12 kW. Su facturación ligada a servidores de IA rondará los 600 millones de euros (unos 100.000 millones de yenes) en el ejercicio 2025 y espera llegar a 1.000 millones de euros (unos 165.000 millones de yenes) en un plazo de dos años.

La respuesta a esa estructura llegó en 2026, cuando la reordenación del sector se puso por fin en marcha. A principios de marzo se informó de que Mitsubishi Electric y Toshiba habían iniciado conversaciones, y por esas mismas fechas Denso presentó una oferta de compra sobre Rohm. El 27 de marzo, Rohm, Toshiba y Mitsubishi Electric firmaron un acuerdo básico para empezar a negociar la integración de sus negocios de semiconductores de potencia y, eventualmente, de las propias compañías, con el fondo Japan Industrial Partners (JIP) y su filial TBJ Holdings como intermediarios. De cerrarse, la suma simple de sus cuotas los situaría en el segundo puesto mundial. Denso retiró después su oferta por Rohm. Aun así, el presidente de Rohm, Katsumi Azuma, admitió en mayo que las negociaciones necesitarán más tiempo del previsto. Convertir los semiconductores de potencia en una industria estratégica nacional, y no en el negocio de cada empresa por separado, sigue siendo un trabajo en curso.

Actualización de julio de 2026: la clasificación de Yole Group sobre la facturación de fabricantes de semiconductores de potencia en 2025, publicada el 10 de julio, sitúa a Infineon en primer lugar, a onsemi en el segundo, a STMicroelectronics en el tercero, a Mitsubishi Electric en el cuarto, a Fuji Electric en el quinto, a Toshiba en el sexto, a Rohm en el octavo y a Renesas en el decimocuarto. La facturación conjunta de las cinco japonesas sigue sin alcanzar la de Infineon. Cinco fabricantes chinos entraron también en el top 20.

La situación eléctrica de los centros de datos en EE. UU. y Europa

Quien vive el problema con más urgencia es Estados Unidos. En septiembre de 2025, OpenAI y NVIDIA sellaron una alianza estratégica y anunciaron la construcción de al menos 10 GW de centros de datos de IA con millones de GPU. Esos 10 GW equivalen a unas diez centrales nucleares y, calculado a las tarifas eléctricas de Tokio, la factura a plena carga rondaría los 200 millones de yenes por hora (unos 1,3 millones de dólares).

La eléctrica estadounidense PG&E prevé unos 10 GW de nueva carga de centros de datos en la próxima década y ha puesto en marcha inversiones en infraestructura de transmisión por miles de millones de dólares. Cada vez es más frecuente recurrir a grandes sistemas de almacenamiento en baterías (BESS), como los Megapack de Tesla, para amortiguar las oscilaciones. El complejo "Colossus" de xAI, la empresa de inteligencia artificial de Elon Musk, en Memphis, emplea BESS de Tesla para absorber esos cambios bruscos de potencia.

También ha resurgido el viejo debate entre corriente alterna y continua. En los bastidores de alta densidad, repletos de GPU, la alimentación en continua de alta tensión (HVDC) reduce las pérdidas de conversión y mejora el rendimiento. El sector converge hacia una arquitectura híbrida: alterna a nivel de instalación, continua en las zonas densas de GPU.

En Europa se espera que el consumo eléctrico de los centros de datos pase del 2,7% al 5% del total regional en 2030. La región impone condiciones estrictas a su ubicación por motivos de soberanía de datos y regulación ambiental, y los países nórdicos (Finlandia, Suecia, Noruega) aprovechan su clima frío y su electricidad renovable para atraerlos.

El desafío propio de Japón y la "colaboración vatio-bit"

Se prevé que el consumo eléctrico de los centros de datos japoneses se triplique con creces, de 19 TWh en 2024 a entre 57 y 66 TWh en 2034. Pero Japón afronta un problema estructural distinto al estadounidense: los centros de datos se concentran en el área metropolitana de Tokio, en particular en Inzai y Shiroi (prefectura de Chiba), y las solicitudes de suministro superan con mucho la capacidad de acogida. En la zona de Tokyo Electric Power hay peticiones por unos 9,5 GW (unas nueve centrales nucleares) hasta 2037, pero conectar la red lleva tiempo y los calendarios no encajan con los planes empresariales.

La respuesta a ese problema es la llamada "colaboración vatio-bit" (watto-bitto renkei), parte de la Visión GX 2040 aprobada por el Gabinete en febrero de 2025. La idea es planificar de forma conjunta la infraestructura energética (vatios) y la de telecomunicaciones (bits): distribuir los centros de datos por regiones con abundante energía renovable y desplazar geográficamente la carga de trabajo, procesando de día en Kyushu, rica en solar, y de noche en Hokkaido y Tohoku, donde sopla el viento. La Universidad de Tokio y Fujitsu iniciaron en enero de 2026 las pruebas de esta tecnología.

El Gobierno japonés destinará 210.000 millones de yenes (unos 1.400 millones de dólares) en cinco años a partir del ejercicio 2026 para subvencionar hasta el 50% de las inversiones en centros de datos y fábricas de semiconductores que se alimenten al 100% con electricidad descarbonizada. El gran centro de datos de IA que SoftBank Group construye en Tomakomai (Hokkaido), previsto para el ejercicio 2026, servirá de modelo: refrigeración aprovechando el clima frío y consumo local de renovables.

La hora de la innovación en electrónica de potencia

Frente a la fluctuación eléctrica de los centros de datos de IA se exploran hoy tres vías principales.

La primera es el software. Como hizo Meta, se inyectan cargas ficticias para aplanar el consumo, aunque en algunos casos el desperdicio de energía supera el 10%.

La segunda es el control a nivel de firmware de la GPU: limitar la velocidad de subida y bajada de la potencia y mantener un suelo mínimo de consumo. El tope se sitúa en torno al 90% del TDP, de modo que la oscilación restante no se absorbe del todo.

La tercera es el hardware, con almacenamiento y electrónica de potencia. Baterías y supercondensadores absorben las variaciones rápidas, mientras semiconductores de potencia avanzados permiten una conversión veloz y eficiente. Aquí es donde entran en juego el SiC y el GaN.

A escala de instalación avanza además el desarrollo de transformadores de estado sólido (SST). La taiwanesa Delta Electronics ha publicado una hoja de ruta que proyecta una eficiencia global cercana al 92% combinando SST con arquitecturas de continua de alta tensión, lo que podría reducir drásticamente las pérdidas de la conversión en múltiples etapas.

Mientras la IA no deje de avanzar, la demanda de electrónica de potencia seguirá creciendo. Japón lleva décadas acumulando tecnología en este campo, pero con lo que choca ahora no es con un límite técnico, sino con el de la escala. Que las negociaciones entre Rohm, Toshiba y Mitsubishi Electric lleguen a buen puerto marcará la competitividad industrial japonesa en la era de la IA.

¿Cómo se está afrontando en tu país el problema eléctrico de los centros de datos de IA? ¿En qué situación está allí la industria de semiconductores de potencia?

Referencias