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Japón y Corea del Sur unen fuerzas para desarrollar semiconductores de diamante

2025-04-25 09:03:20

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Recientemente, el Instituto de Investigación Eléctrica de Corea (KERI) y una consultora japonesa han avanzado en la investigación y el desarrollo de semiconductores de potencia de diamante. En cuanto a la división del trabajo, Orbray se encarga del procesamiento de síntesis de chips, mientras que KERI se centra en el diseño de dispositivos y la investigación de aplicaciones.


Recientemente, el Instituto de Investigación Eléctrica de Corea (KERI) y una consultora japonesa han impulsado la investigación y el desarrollo de semiconductores de potencia de diamante. En cuanto a la división del trabajo, Orbray se encarga del procesamiento de síntesis de chips, mientras que KERI se centra en el diseño de dispositivos y la investigación de aplicaciones. Orbray cuenta con una experiencia líder mundial en tecnología de fabricación y síntesis de obleas, mientras que KERI cuenta con plataformas experimentales avanzadas y capacidades de industrialización, además de una profunda acumulación tecnológica. El gobierno de la provincia de Gyeongsang del Sur también brindará apoyo administrativo y financiero para garantizar el entorno de investigación y desarrollo para los equipos internacionales. Mediante la cooperación de la investigación gubernamental-industrial, se apoyará la iteración y verificación de tecnologías.


El rendimiento de los materiales tradicionales se acerca al límite teórico, y la nueva generación de materiales semiconductores de banda prohibida amplia, representada por el diamante, se ha convertido en el foco de la competencia tecnológica global. El diamante tiene una banda prohibida extremadamente amplia (aproximadamente 5,5 eV), con una intensidad de campo eléctrico de ruptura, conductividad térmica y movilidad de portadores muy superiores a las del silicio (Si), el nitruro de galio (GaN) y el carburo de silicio (SiC). Su rendimiento teórico admite mayores voltajes de operación, densidades de corriente y entornos de temperatura, y se le conoce como el 'material semiconductor de potencia definitivo'. El voltaje de ruptura teórico de su dispositivo de potencia es tres veces mayor que el del carburo de silicio, y su conductividad térmica es de 5 a 10 veces mayor. Tras su aplicación a gran escala, revolucionará los campos de fabricación de equipos de alta gama, como la electrónica de potencia y la industria aeroespacial.


Según Virtuemarket, se espera que el mercado global de sustratos semiconductores de diamante alcance un valor de 151 millones de dólares en 2023 y 342 millones de dólares para finales de 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 12,3 % entre 2024 y 2030. Se espera que la región de Asia Pacífico domine el mercado impulsada por la creciente demanda de las industrias de electrónica y semiconductores en países como China, Japón y Corea del Sur, representando más del 40 % de la participación en los ingresos globales en 2023.


Corea del Sur colabora con Orbray para romper con la dependencia de la ruta del silicio y construir un sistema de cadena completa de semiconductores de diamante. Orbray se ha asociado con Element Six para producir obleas de diamante monocristalino de alta calidad. Sin embargo, la industrialización de los semiconductores de potencia de diamante se enfrenta a importantes barreras tecnológicas, cuellos de botella en la síntesis de materiales, desafíos en el proceso y la fiabilidad de los dispositivos, y problemas de coste. A nivel de materiales, se necesitan avances en gran tamaño, baja densidad de defectos y uniformidad de dopaje. Existen numerosas deficiencias tecnológicas en el aspecto de los dispositivos que requieren pruebas y verificación a largo plazo. El elevado coste dificulta la obtención de ventajas en cuanto a coste-eficacia en las aplicaciones industriales convencionales.


La etapa de semiconductores de potencia de diamante se centra principalmente en aplicaciones especiales, con un retraso en su uso civil. El avance reside en equipos especiales con alta densidad de potencia y entornos extremos, como componentes de alta frecuencia y alto voltaje en sistemas aeroespaciales y de defensa nacional. En el futuro, escenarios civiles de alta gama, como la modernización de plataformas de alto voltaje para vehículos eléctricos, también brindarán oportunidades. Sin embargo, la industrialización requiere la preparación de materiales maduros, la fiabilidad de los dispositivos, los procesos de empaquetado y otros aspectos. Si bien esta cooperación entre Corea del Sur ha subsanado las deficiencias, la industrialización aún requiere verificación interdisciplinaria a largo plazo e inversión de capital, lo que enfrenta numerosos desafíos.

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Japón y Corea del Sur unen fuerzas para desarrollar semiconductores de diamante
Recientemente, el Instituto de Investigación Eléctrica de Corea (KERI) y una consultora japonesa han avanzado en la investigación y el desarrollo de semiconductores de potencia de diamante. En cuanto a la división del trabajo, Orbray se encarga del procesamiento de síntesis de chips, mientras que KERI se centra en el diseño de dispositivos y la investigación de aplicaciones.
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