SPARC Foundry es una de las mejores bazas a las que puede aferrarse España para subirse a un tren, el de los semiconductores, guiado actualmente con pulso firme por EEUU, Corea del Sur, Taiwán, China y Japón. Esta empresa gallega, no obstante, no persigue producir chips de silicio. En esta área competir con las cinco potencias que acabo de mencionar es esencialmente imposible.
El plan de SPARC pasa por construir en el Parque Tecnológico de Valadares, en Vigo, una fábrica de semiconductores fotónicos de próxima generación. Lo interesante es que estos chips no serán de silicio; estarán fabricados empleando arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de indio (InP) o nitruro de galio (GaN), y con toda probabilidad tendrán un papel protagonista en los sectores de las telecomunicaciones, la defensa, la automoción, la electrónica de consumo, la computación cuántica o la industria aeroespacial.
Sea como sea SPARC no abordará el proyecto GIGaNTE sola. Indra lo lidera con una participación en SPARC Foundry del 37%, lo que coloca a este último grupo como el socio mayoritario de la compañía especializada en la producción de chips. Según SPARC e Indra la planta de semiconductores de Vigo estará operativa durante el primer semestre de 2027 y tendrá la capacidad de fabricar hasta 20.000 obleas al año cuando consiga trabajar a pleno rendimiento. Un apunte interesante: GIGaNTE, el nombre de este proyecto, ha sido ideado alrededor de la fórmula química del nitruro de galio (GaN).
El galio aspira a ser el protagonista de la próxima generación de chips
Los circuitos integrados fotónicos utilizan fotones para procesar y transmitir información. Los fotones son las partículas elementales responsables de las formas de radiación electromagnética, incluida la manifestación de la luz visible. No tienen masa y son capaces de viajar en el vacío a una velocidad constante: la velocidad de la luz. No obstante, algo que merece la pena que no pasemos por alto es que aunque estamos refiriéndonos a ellos como partículas también se manifiestan como ondas, de ahí la existencia del fenómeno cuántico conocido como 'dualidad onda-partícula' para identificar la naturaleza ondulatoria de la luz.
Aunque, como hemos visto, SPARC va a producir chips fotónicos, el núcleo de su negocio girará alrededor del arseniuro de galio y el nitruro de galio. A diferencia del silicio, no son semiconductores elementales. Y no lo son debido a que estos últimos se caracterizan por estar constituidos por un único elemento químico, mientras que el arseniuro de galio (GaAs) está compuesto de galio (Ga) y arsénico (As), y el nitruro de galio (GaN) por galio (Ga) y nitrógeno (N).
SPARC va a producir chips fotónicos y el núcleo de su negocio girará alrededor del arseniuro de galio y el nitruro de galio
En este artículo está apareciendo muchas veces el término semiconductor, por lo que es una buena idea que repasemos de qué se trata antes de seguir adelante. Un semiconductor es un elemento o un compuesto que bajo ciertas condiciones de presión, temperatura, o al ser expuesto a radiación o a un campo electromagnético, se comporta como un conductor, y, por tanto, ofrece poca resistencia al movimiento de las cargas eléctricas. Y cuando se encuentra en otras condiciones diferentes se comporta como un aislante. En este último estado ofrece una gran resistencia al desplazamiento de las cargas eléctricas.
En los elementos con capacidad de conducción eléctrica algunos de los electrones de sus átomos, conocidos como electrones libres, pueden pasar de un átomo a otro cuando aplicamos una diferencia de potencial en los extremos del conductor. Precisamente, esta capacidad de desplazamiento de los electrones es lo que conocemos como corriente eléctrica, y todos sabemos de forma intuitiva que los metales son buenos conductores de la electricidad. Curiosamente, lo son porque tienen muchos electrones libres que pueden desplazarse de un átomo a otro y, así, consiguen transportar la carga eléctrica.
El nitruro de galio y el arseniuro de galio son semiconductores, y esto implica que en determinadas circunstancias son capaces de transportar carga eléctrica. Cuando se dan las condiciones apropiadas la movilidad de sus electrones es mucho mayor que en semiconductores como el silicio o el germanio. Y esto significa que su capacidad de transportar carga eléctrica también es superior.
Otra propiedad muy interesante de estos compuestos es su elevada velocidad de saturación. No es necesario que profundicemos en este parámetro hasta el punto de complicar excesivamente el artículo, pero es interesante que sepamos que refleja la velocidad máxima a la que pueden desplazarse los electrones a través de la estructura cristalina de estos compuestos. Esta velocidad máxima está limitada por la dispersión que sufren los electrones durante su desplazamiento.
Esta propiedad tiene repercusiones muy importantes. Una de ellas consiste en que los transistores de arseniuro de galio pueden trabajar a frecuencias superiores a los 250 GHz, que es una cifra bastante impresionante. Además, son relativamente inmunes al sobrecalentamiento y producen menos ruido en los circuitos electrónicos que los dispositivos de silicio, sobre todo cuando es necesario trabajar a altas frecuencias.
Por otro lado, el nitruro de galio puede trabajar con voltajes muy altos y alcanzar temperaturas extremas sin que su rendimiento o su estabilidad se vean comprometidos. Además, permite fabricar transformadores compactos y eficientes debido a que disipa poca energía en forma de calor, por lo que con toda probabilidad va a interpretar un rol fundamental en la infraestructura de carga de los coches eléctricos y las estaciones base de las comunicaciones 5G.
Imagen | Generada por Xataka con Gemini
Más información | SPARC Foundry
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España se juega su futuro en la industria de los semiconductores a una sola carta: los chips de galio
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Laura López
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