Imec, el destacado centro de innovación en nanoelectrónica, ha lanzado una nueva dirección de su programa de innovación centrada en la tecnología de nitruro de galio (GaN) sobre obleas de 300 mm para electrónica de potencia, tanto de baja como de alta tensión. Este avance, en el marco de su Industrial Affiliation Program (IIAP) de GaN, tiene como objetivo reducir costes al aumentar el diámetro de las obleas y mejorar las capacidades del GaN en aplicaciones prácticas, que van desde convertidores para CPUs y GPUs, hasta cargadores en automoción e inversores fotovoltaicos, además de infraestructura eléctrica para telecomunicaciones y centros de datos de inteligencia artificial.
Importantes empresas como AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys y Veeco han anunciado su adhesión como primeros socios en este ambicioso proyecto, lo que refleja que el cambio a 300 mm se plantea de forma integral, abarcando desde la epitaxia y diseño hasta la metrología y el empaquetado.
En el contexto actual, el GaN ha ganado popularidad por permitir cargadores rápidos y fuentes de alimentación más eficientes y compactas. La transición a obleas de 300 mm no solo aumenta la capacidad, sino que también permite aprovechar la infraestructura avanzada del ecosistema CMOS. Como resultado, se esperan dispositivos con mejor uniformidad y mayores rendimientos, lo que a su vez podría reducir el coste por unidad.
Stefaan Decoutere, director del programa de GaN power en Imec, destacó que las nuevas capacidades de 300 mm permitirán desarrollar dispositivos de potencia más sofisticados, como los HEMTs de compuerta p-GaN escalados para baja tensión, ideales para conseguir distribuciones energéticas más eficientes en CPUs y GPUs.
El plan técnico de Imec se divide en dos etapas principales: la creación de una plataforma base para baja tensión (100 V y más) usando sustratos de silicio de 300 mm, y la evolución hacia alta tensión (650 V o más) con sustratos QST® compatibles con CMOS. El objetivo es tener la capacidad de 300 mm completamente instalada antes de finales de 2025.
El lanzamiento de esta tecnología promete ser crucial para aplicaciones como cargadores GaN más eficientes, convertidores DC/DC en automóviles e inversores en sistemas de energía solar. Aunque el GaN a 300 mm no se convierte automáticamente en una solución económica, sí se proyecta como una opción competitiva en términos de coste y rendimiento, siguiendo el modelo del ecosistema CMOS.
Imec subraya que el éxito del desarrollo en 300 mm depende de un ecosistema robusto que abarque desde el crecimiento epitaxial hasta la integración de procesos y soluciones de empaquetado. Si se cumplen las expectativas, el GaN a 300 mm podría transformar significativamente el equilibrio costo-rendimiento en el suministro de energía para diversas industrias, incluidas la automotriz y las telecomunicaciones.
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