Tecnología que transforma la ingeniería de chips

La carrera por el desarrollo de semiconductores se está intensificando. Ante la escasez de mano de obra, los retrasos en la cadena de suministro y la escasez de materiales, los fabricantes de chips se apresuran a desarrollar productos semiconductores nuevos y mejorados.

Entre 2019 y 2022, los costos de fabricación aumentaron un 7 por ciento y los precios de importación aumentaron un 5.7 por ciento. Las tecnologías disruptivas pueden ofrecer a las empresas una forma de sortear la mayor demanda y la presión logística que afectan sus resultados.

Cuatro tecnologías que revolucionarán la ingeniería de semiconductores

1. El composite blando autorreparador y que cambia de forma

Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon han creado "Thubber", un novedoso material compuesto blando que combina elastómeros líquidos con gotitas microscópicas de aleación de galio e indio. Presenta una alta conductividad eléctrica y térmica, y funciona a temperaturas de entre -80 °C y 200 °C, similar a la goma de silicona líquida. Thubber genera calor interno cuando se aplica una corriente eléctrica, lo que hace innecesarias las fuentes de calor externas. También se puede moldear en películas delgadas ultraflexibles, superando los desafíos que plantean la grasa térmica o las placas de aluminio.

Una tomografía computarizada de un “pulgar” que muestra las microgotas de metal líquido dentro del material de goma. Fuente: Universidad Carnegie Mellon

2. Nanotubos de carbon Envuelto con polímero tipo cinta

Los investigadores de la Universidad de Duke han desarrollado un método para fabricar semiconductores basados ​​en carbono utilizando cilindros microscópicos de átomos de carbono, más fuertes que el acero y más delgados que un cabello humano. Este avance aborda las limitaciones anteriores, en las que dichos cilindros no se podían apagar, lo que dificultaba sus aplicaciones electrónicas. El equipo resolvió este problema envolviendo polímeros especiales alrededor de nanotubos metálicos, transformándolos de conductores a semiconductores.

3. Sustratos de vidrio para encapsulado de semiconductores

El vidrio es asequible, tiene excelentes propiedades térmicas y características físicas similares al silicio. Mantiene su forma a lo largo del tiempo con una deformación o degradación mínimas, lo que mejora la durabilidad y la eficiencia de los dispositivos electrónicos.

Los sustratos de vidrio prometen un rendimiento de señal superior en comparación con los sustratos orgánicos actuales, lo que impulsa su creciente adopción en encapsulados de semiconductores avanzados. Son adecuados para aplicaciones emergentes que exigen interconexiones densas y de alto rendimiento en la electrónica de próxima generación.

4. Transistor de efecto de campo ferroeléctrico bidimensional

Los fabricantes de chips se apresuran a aprovechar la inteligencia artificial para los microchips, pero enfrentan desafíos debido a su naturaleza de alto consumo de energía. La aparición del transistor de efecto de campo ferroeléctrico bidimensional, que utiliza óxido de hafnio y sulfuro de estaño, ofrece características eléctricas prometedoras. Funciona significativamente más rápido que las sinapsis humanas, con un consumo mínimo de energía, allanando el camino para redes neuromórficas artificiales de ultra bajo consumo y alta precisión a escala nanométrica.