El proyecto DioSiC, un consorcio formado por las empresas españolas Hiperbaric, líder mundial en tecnologías de altas presiones; Nanoker, fabricante y proveedor español de productos cerámicos nanocompuestos avanzados; y Fagor Electrónica, especializada en soluciones electrónicas y de digitalización, 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.
20% de cuota de mercado en 2030
Cada año se fabrican en el mundo 1 billón de microchips, y solo un 10% son de origen europeo. El objetivo de la Ley Europea de Chips es alcanzar un 20% de cuota de mercado en 2030 y también España está trabajando con el impulso de proyectos como DioSiC a través del PERTE Chip.
“La crisis de semiconductores ha llegado a paralizar la industria europea, en particular la automoción, la electrónica y la informática. Este proyecto español tiene gran relevancia para el objetivo de una mayor independencia tecnológica”, añade Hernando. Actualmente, el grueso de producción de chips está en Asia y en concreto en China, Japón, Corea del Sur y Taiwan.
El proyecto DioSiC, con un presupuesto asignado de 3,3 millones de euros, forma parte del proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica (PERTE) de Microelectrónica y Semiconductores, PERTE Chip aprobado en 2022 y dotado de una inversión pública de 12.250 millones hasta 2027. El dinero está destinado a crear fábricas de microchip e impulsar toda la cadena de valor, desde las pymes y startups tecnológicas a la industria de la electrónica que consume esos semiconductores.
Eliminación de defectos
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.
