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Un consorcio industrial español desarrollará una nueva tecnología 100% española de semiconductores de altas prestaciones

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El proyecto DioSiC, un consorcio formado por las empresas españolas Hiperbaric, Nanoker y Fagor Electrónica permite investigar de forma pionera en el desarrollo de chips semiconductores cuya materia prima (SiC) será procesada mediante altas presiones isostáticas (del inglés Hot Isostatic Pressing, HIP) dentro del PERTE de Microelectrónica y Semiconductores, conocido como PERTE Chip.

El proyecto se está desarrollando en colaboración con varios centros de investigación y empresas tecnológicas subcontratadas. El Gobierno español financia el 68% de los 3,3 millones de euros del proyecto de I+D, que forma parte de la convocatoria Misiones PERTE Chip, del Centro para el Desarrollo Tecnológico y la Innovación E.P.E. (CDTI). El proyecto DioSiC se enmarca en el Fortalecimiento de I+D+i en diseño microelectrónico de vanguardia y arquitecturas alternativas.
Su investigación va a permitir crear un nuevo material de tecnología 100% española que no está todavía a nivel comercial en ningún lugar del mundo, con características únicas para el empleo en electrónica de alta potencia.

En concreto, se desarrollarán sustratos de carburo de silicio (SiC) policristalinos que serán sometidos a alta presión isostática (HIP), del orden de 2.000 bares de presión y 2.000ºC de temperatura- para obtener chips de SiC robustos y sin defectos. Los nuevos chips semiconductores permitirán reducir un 30% los costes de producción de componentes de alta potencia, mejorando en un 35% su eficacia, lo que hará económicamente viable su producción.
Sus aplicaciones están dirigidas a sectores como el industrial con la fabricación de vehículos eléctricos; el energético para el campo de las renovables, o los sectores informáticos y de comunicaciones, entre otros. “Tenemos frente a nosotros un desafío científico y tecnológico de gran magnitud que nos va a permitir desarrollar por primera vez a nivel internacional componentes electrónicos de alta potencia más eficientes y económicos”, explica Andrés Hernando, CEO de Hiperbaric.

El objetivo principal del proyecto busca superar las limitaciones actuales del uso del carburo de silicio con la fabricación de sustratos de silicio policristalino, fabricado mediante la técnica SPS (Spark Plasma Sintering), con el posterior tratamiento de alta presión isostática para garantizar que España sea capaz de producir estos novedosos chips con plazos y costes razonables, que hagan posible cubrir la demanda de un mercado creciente y evitar la dependencia tecnológica de terceros países. El tratamiento de carburo de silicio (SiC) mediante tecnología HIP mejora notablemente sus propiedades al eliminar cualquier posible defecto en obleas de SiC policristalinas.

En palabras de Ramón Torrecillas, CEO de Nanoker, “somos de las pocas empresas europeas en controlar la tecnología SPS para fabricar el material base de los chips. Colaboramos con Hiperbaric para proponer ese nuevo material que requiere de la tecnología HIP para alcanzar la calidad necesaria para la próxima generación de chips de altas prestaciones de Fagor Electrónica.”

En electrónica y semiconductores, los chips basados en SiC ya ofrecen varias ventajas sobre los basados en silicio, como una mayor eficiencia, un funcionamiento más rápido y la capacidad de operar en condiciones de alta temperatura y potencia. Con los sustratos de SiC policristalinos de alta calidad creados por el consorcio español estos dispositivos se podrán producir de manera mucho más rentable y eficiente.

En España, la empresa burgalesa Hiperbaric es la única compañía nacional que fabrica equipos de HIP. Compite en el mercado internacional solamente en competencia con 3 otras empresas una sueca otra belga y la última norteamericana. Esta revolucionaria tecnología mejora las propiedades mecánicas, resiliencia o ductilidad de las piezas de alto rendimiento, aporta grandes beneficios al eliminar su porosidad y aumenta la resistencia frente a la corrosión. Además, el HIP elimina la porosidad y otros defectos internos, da mayor consistencia a materiales de alto rendimiento y permite recuperar piezas defectuosas.

Sobre DioSiC
DioSiC es un consorcio formado por 3 empresas (Nanoker, Hiperbaric y Fagor Electrónica); y está apoyado por 3 centros del CSIC (Centro Nacional de Microelectrónica (CNM), Centro de Física de materiales (CFM), y Centro de nanomateriales y nanotecnología (CINN)) y un centro tecnológico (CEIT). Así mismo, se cuenta con el instituto Alemán Fraunhoffer con dos centros de Investigación (Institute for Integrated Systems and Device Technology -IISB; y Center for Silicon Photovoltaics-CSP).

Sobre HIPERBARIC
Hiperbaric es una empresa burgalesa dedicada, desde el año 1999, al diseño, fabricación y comercialización de tecnología y equipos industriales de altas presiones. Desde hace dos décadas es proveedora de maquinaria para el Procesado por Altas Presiones (High Pressure Processing, HPP) aplicada al sector alimentario. En 2019, como resultado de un proyecto de I+D, abrió una nueva línea de negocio centrada en el diseño y desarrollo equipos industriales para el Prensado Isostático en Caliente (Hot Isostatic Pressing, HIP) empleada para componentes industriales críticos enfocados en los sectores aeroespacial, energético, petróleo&gas, automotriz y de implantes médicos. En 2021 pone en marcha otra innovadora línea de negocio: la tecnología de Compresión de Hidrógeno (H2) a muy alta presión, proveniente de energías renovables, para participar en el reto de la movilidad sostenible y la descarbonización de la industria. La empresa es reconocida por su confianza, su apoyo al cliente, su trabajo en equipo y sus continuos esfuerzos en I+D.

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