The Evolution of Sustainability Research in the Semiconductor Industry: Trends, Knowledge Structures, and Future Research Directions

Resumen Técnico: La Evolución de la Investigación en Sostenibilidad en la Industria de los Semiconductores

Planteamiento del Problema
La industria de los semiconductores sirve como base para la innovación tecnológica contemporánea, incluyendo la IA, las telecomunicaciones y las energías renovables. Sin embargo, este sector se caracteriza por procesos de producción intensivos en recursos que implican un alto consumo de energía, un uso significativo de agua, la aplicación de productos químicos tóxicos y emisiones de gases de efecto invernadero. Estos factores han generado desafíos ambientales sustanciales, incluyendo la contribución al cambio climático, la escasez de recursos y la contaminación. Si bien las empresas han adoptado cada vez más prácticas sostenibles con respecto a la eficiencia energética y la reducción de carbono, el impacto específico de estas prácticas en el desempeño empresarial sigue siendo incierto. Además, la literatura existente suele centrarse en aspectos aislados de la sostenibilidad (por ejemplo, técnicas específicas de gestión ambiental o problemas de la cadena de suministro) en lugar de proporcionar una visión holística de la evolución intelectual y conceptual del campo. Este estudio aborda esta brecha mediante el mapeo sistemático del desarrollo de la investigación en sostenibilidad dentro de la industria de los semiconductores para identificar las estructuras de conocimiento y las direcciones futuras.

Metodología
Este estudio emplea un análisis bibliométrico de 734 publicaciones indexadas en la base de datos Scopus, que abarcan el periodo de 2000 a 2026. La estrategia de búsqueda utilizó una consulta que combina términos relacionados con semiconductores, industria/manufactura y sostenibilidad (incluyendo ESG, descarbonización, economía circular y gestión ambiental). El conjunto de datos fue filtrado para artículos en el idioma inglés y artículos de revisión dentro de los campos de Energía, Ciencias Ambientales y Negocios, Gestión y Contabilidad.

La limpieza de datos consistió en la estandarización de las palabras clave de los autores y la eliminación de duplicados. El análisis se llevó a cabo utilizando dos herramientas de software principales: Biblioshiny (parte del paquete Bibliometrix de R) para el análisis de desempeño y VOSviewer para el mapeo científico. El marco de investigación siguió cuatro dimensiones:

1. Análisis de Desempeño: Evaluación de las tendencias de publicación, la productividad de los autores y el impacto de las citas.
2. Análisis de la Estructura Social: Mapeo de las redes de colaboración entre países, instituciones y autores.
3. Análisis de la Estructura Intelectual: Análisis de la cocitación de autores, la cocitación de fuentes y las redes de citación para identificar la base del conocimiento.
4. Análisis de la Estructura Conceptual: Examen de la coocurrencia y densidad de palabras clave para determinar la evolución temática y las tendencias emergentes.

Contribuciones Clave y Resultados
El estudio revela un crecimiento sustancial en la producción de investigación, con una tasa de crecimiento anual del 14.72%, lo que indica un creciente interés académico en la intersección de los semiconductores y la sostenibilidad.

• Contribuciones Geográficas e Institucionales: China, India y los Estados Unidos emergieron como los contribuyentes más prolíficos en términos de volumen de publicación. China también lideró en el total de citas, aunque Australia demostró una alta prominencia de citas en relación con su recuento de publicaciones. Las instituciones destacadas incluyeron la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming y la Universidad Estatal de Arizona.
• Redes de Colaboración: El análisis de la estructura social indica una cultura de colaboración, con un promedio de 4.99 coautores por documento y un 32.15% de los trabajos que involucran colaboración internacional. Sin embargo, la red de colaboración institucional parece algo fragmentada, con grupos que a menudo se limitan a equipos de investigación individuales en lugar de redes globales integradas.
• Fundamentos Intelectuales: El análisis de cocitación identificó flujos de conocimiento clave arraigados en la sostenibilidad ambiental, los sistemas de energía, la manufactura sostenible y las ciencias de materiales. Revistas como Journal of Cleaner Production, Sustainability y ACS Sustainable Chemistry and Engineering forman el núcleo de la red intelectual.
• Temas Conceptuales: El análisis de palabras clave identificó tres grupos de investigación dominantes:
  1. Manufactura Sostenible: Centrada en la descarbonización, la gestión de la cadena de suministro y el desempeño ambiental.
  2. Economía Circular: Centrada en el reciclaje, la gestión de residuos electrónicos, la recuperación de recursos y el tratamiento de aguas residuales.
  3. Tecnología y Aplicaciones Ambientales: Que involucra materiales avanzados (por ejemplo, ZnO, nanocompuestos, perovskitas) para aplicaciones en fotocatálisis, producción de hidrógeno y energía solar.
• Evolución Temática: El análisis de tendencias muestra un cambio desde temas tempranos de planificación estratégica y efectos fotovoltaicos hacia temas basados en la sostenibilidad más complejos. Los años recientes (2022–2026) destacan temas emergentes como la economía circular, los semiconductores de capas y las reacciones de evolución de hidrógeno, y la evaluación de riesgos.

Significancia e Implicaciones
El artículo afirma ofrecer una visión bibliométrica integral que integra análisis de desempeño, social, intelectual y de estructura conceptual, proporcionando así un mapa fundacional para la investigación futura y el desarrollo de políticas en este sector.

• Significancia Teórica: El estudio demuestra que el campo ha evolucionado de un dominio puramente centrado en la tecnología a uno multidisciplinario que abarca ESG, descarbonización y gestión de la cadena de suministro sostenible. Proporciona una comprensión estructurada de las redes intelectuales y sociales que sustentan la sostenibilidad en las industrias de alta tecnología.
• Significancia Práctica: Los hallazgos ofrecen información accionable para investigadores, profesionales de la industria y responsables de políticas. Al identificar temas clave como la eficiencia energética, la economía circular y la gobernanza ESG, el estudio sugiere áreas en las que las empresas de semiconductores pueden enfocarse para mejorar el desempeño ambiental. Además, enfatiza la necesidad de la colaboración intersectorial entre la academia, la industria y los responsables de políticas para lograr la transformación sostenible y apoyar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
• Direcciones de Investigación Futura: Los autores identifican brechas específicas para investigaciones futuras, incluyendo el desarrollo de sistemas de producción de ciclo cerrado, prácticas de manufactura con neutralidad de carbono, estudios de la cadena de suministro sostenible entre países, y la integración de la Inteligencia Artificial (IA) y el Big Data para optimizar la sostenibilidad y el uso de energía en la producción de semiconductores.

El estudio reconoce limitaciones, señalando que la dependencia de la base de datos Scopus y las publicaciones en inglés puede excluir estudios relevantes de otras fuentes, y que las restricciones del conjunto de datos limitaron ciertos análisis temáticos longitudinales. No obstante, establece una trayectoria clara para el campo, moviéndose desde preocupaciones operativas hacia la sostenibilidad sistémica y la integración de la economía circular.