Imec lidera en Europa el desarrollo del GaN en obleas de 300 mm, el material que reemplazará al silicio en los chips del futuro

Imec ha dado un paso decisivo en el terreno de la electrónica de potencia con el lanzamiento de su nuevo programa de desarrollo de tecnología GaN sobre obleas de 300 mm. Este movimiento no solo pretende abaratar costes para nuestro continente y EE.UU., sino también marcar una nueva etapa en la miniaturización y eficiencia de los dispositivos energéticos que alimentarán desde procesadores hasta centros de datos de Inteligencia Artificial. Es la próxima revolución, y como viene siendo habitual, Imec a la vanguardia mundial de semiconductores.

El anuncio, acompañado de la incorporación de socios estratégicos como AIXTRON, GlobalFoundries, KLA Corporation, Synopsys y Veeco, refuerza la idea de que la industria está lista para migrar más allá de los 200 mm y consolidar un ecosistema completo en torno al nitruro de galio. Este nuevo material promete, y mucho, en tamaños mayores, así que Europa y EE.UU. pretenden poner tierra de por medio frente a Asia.

Imec encabeza el desarrollo del GaN en obleas de 300 mm para Europa y EE.UU., ¿Asia se queda atrás?

Para los que no se ubiquen, un poco de contexto, porque luego la cosa se complica bastante y costará seguir un poco el hilo. Imec es uno de los centros de investigación en microelectrónica más importantes del mundo y tiene su sede en Bélgica, aunque su mejor centro de I+D lo tenemos en España, concretamente en Málaga.

Su trabajo se centra en desarrollar tecnologías avanzadas que luego utilizan las grandes empresas de chips y semiconductores, como Intel, TSMC o ASML, para crear desde escáneres litográficos, hasta nodos, pasando por las CPU, en una cadena tecnológica que es, de largo, lo más avanzado en cualquier ámbito del planeta.

Lo que hace Imec es investigar nuevas formas de fabricar componentes electrónicos más potentes, más pequeños y más eficientes antes de que lleguen al mercado. Lo último que vimos, por dar un ejemplo muy claro, es el cómo evolucionarán los transistores en tecnología, tamaño y eficiencia, así como su construcción.

El anuncio de hoy gira en torno a una tecnología llamada GaN, siglas de nitruro de galio, un viejo conocido aquí en nuestra web. Este material se está posicionando como el sucesor del silicio, que es el componente base de prácticamente todos los chips actuales. La gran ventaja del GaN es que permite fabricar transistores y dispositivos de potencia capaces de manejar más energía con menos pérdidas de calor.

Hasta ahora, la mayoría de la capacidad GaN industrial se ha mantenido en el estándar de obleas con 200 mm, pero Imec lleva tiempo sentando las bases para dar el salto. Los primeros resultados con obleas de 300 mm han demostrado estabilidad mecánica y control de curvatura, dos factores clave antes de escalar la producción en masa.

A finales de 2025, el centro de investigación espera tener su “White Room” completamente equipada para este tamaño de oblea. Con ello, daremos paso a los nuevos chips del futuro, donde se espera no solamente un mejor rendimiento, sino un coste por chip inferior.

El transistor va a evolucionar como nunca antes lo había hecho en la historia, ¿objetivo? Las CPU y GPU del futuro

El objetivo técnico inmediato es crear una plataforma base de tecnología lateral p-GaN HEMT destinada a aplicaciones de baja tensión, en el rango de los 100V en adelante, utilizando sustratos de silicio (de tipo 111) de 300 mm. En paralelo, ya se trabaja en procesos críticos como el grabado del p-GaN y la formación de contactos óhmicos. La segunda fase del programa se centrará en dispositivos de alta tensión, por encima de 650V, fabricados sobre sustratos QST compatibles con CMOS, con núcleo de nitruro de aluminio policristalino.

Según Stefaan Decoutere, responsable del programa GaN en Imec, las ventajas de pasar a 300 mm no se limitan a producir más chips por oblea:

“El acceso a equipamiento CMOS de última generación nos permitirá desarrollar transistores de potencia más avanzados, como los p-GaN HEMT de baja tensión y escala agresiva, ideales para convertidores de punto de carga que optimizan la distribución energética de CPU y GPU.”

Según Imec, esta evolución se apoya en la madurez que ya ha alcanzado el GaN en los últimos años en base a un crecimiento epitaxial más estable, fiabilidad mejorada y procesos de integración más robustos. Frente al silicio, ofrecen menor tamaño, más eficiencia y mayor densidad de potencia, factores esenciales en una era de electrificación y descarbonización global.

Con esta iniciativa, al menos en el planteamiento y ejecución, Europa gana presencia en una tecnología crítica para la transición energética y la computación de alto rendimiento. Si el salto de los 200 a los 300 mm se consolida, el GaN podría situarse definitivamente como el sucesor natural del silicio en la electrónica, cambiando por completo desde los transistores y el cómo crearlos, hasta las CPU o GPU de servidor o escritorio.