Un equipo de científicos e ingenieros chinos, vinculados al mayor proveedor de armas de guerra electrónica del país, ha logrado un avance en la fabricación de semiconductores que podría mejorar significativamente el rendimiento de los dispositivos de microondas de alta potencia, los radares y los dispositivos de comunicación.
El secreto es el diamante, también conocido como el “semiconductor definitivo”. El proceso es complejo, pero China parece haber encontrado una solución más a la escasez de semiconductores generada por las restricciones de exportación de tecnología avanzada de Estados Unidos.
Un chip creado por China para la guerra electrónica usando diamante
Los investigadores del 46º instituto de investigación de la Corporación de Tecnología Electrónica de China (CETC) afirmaron haber creado semiconductores de nitruro de galio (GaN) con sustrato de diamante que tienen una densidad de potencia un 30% superior a cualquier producto existente.
Si estos chips de diamante, también llamados semiconductores de cuarta generación, se adoptaran ampliamente, podrían reforzar las capacidades del PLA en el ancho de banda de comunicación, el alcance del radar y la supresión electromagnética, lo que podría darles una ventaja decisiva en la guerra electrónica, según información del SCMP.
“Estos nuevos dispositivos tienen un rendimiento superior, que incluye alta potencia, alta frecuencia y ultrabajo consumo de energía”, dijo el equipo liderado por Wang Yingmin, experto jefe del instituto, en un artículo revisado por pares publicado en la revista académica china Semiconductor Technology el 31 de enero.
Mientras que otras naciones todavía están lidiando con esta tecnología en el laboratorio, China ya ha resuelto los problemas en la línea de producción:
“Se ha logrado un avance tecnológico al hacer crecer el diamante directamente sobre el GaN en el proceso industrial”.
Es importante mencionar que China ya tiene una posición dominante en la industria mundial del diamante, con el 95% de la producción mundial. Solo el año pasado, las fábricas chinas produjeron más de 16,000 millones de quilates de diamantes sintéticos.
Una vez considerada una gema rara y lujosa, el diamante ha experimentado una notable transformación en un material industrial rentable en China. Según indica el SCMP, un diamante de laboratorio sin cortar cuesta ahora tan solo 1 dólar estadounidense en algunas tiendas online chinas. Esta caída de precios ha allanado el camino para la aplicación del diamante en la industria de los chips.
El diamante tiene una serie de propiedades que lo convierten en el material ideal para los chips de microondas de alta potencia. Tiene una conductividad térmica muy alta, lo que significa que puede disipar el calor rápidamente y evitar el sobrecalentamiento.
También tiene una gran resistencia al desgaste, lo que le permite soportar altas tensiones eléctricas y mecánicas. Además, tiene una amplia brecha de banda prohibida, que le permite operar a altas frecuencias sin sufrir pérdidas de señal.
Sin embargo, el uso del diamante como sustrato para los semiconductores de GaN no es una tarea fácil. El diamante y el nitruro de galio tienen diferentes estructuras cristalinas y coeficientes de expansión térmica, lo que provoca una gran tensión y defectos en la interfaz entre los dos materiales.
Los científicos chinos dijeron haber resuelto este problema mediante un método de deposición química de vapor asistido por plasma, que permite el crecimiento directo del diamante sobre el nitruro de galio con una alta calidad y una baja tensión.
El equipo de Wang dijo que su trabajo había sido apoyado por varios proyectos nacionales de investigación y desarrollo, incluido el Programa 863, que se centra en el desarrollo de tecnologías estratégicas de alta tecnología. También dijeron que habían establecido una cooperación con varias empresas e instituciones para promover la aplicación de los chips de diamante en diversos campos.
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