En 2004, la BBC informó que los científicos habían logrado una "teletransportación" a escala atómica utilizando luz láser. El artículo establece que este fenómeno permitiría el almacenamiento de datos cuánticos en las "computadoras del mañana".
No estoy seguro de qué querían decir exactamente con "mañana", pero eso fue hace 15 años, y aún no he visto un anuncio de un microcontrolador o chip de memoria que almacene datos como qubits.
El mismo año, el director del Centro de Investigación Almaden de IBM le dijo a un periodista de Stanford que la espintrónica podría potencialmente "revolucionar la industria electrónica, tal como lo hizo el transistor hace 50 años".
Me pregunto cuántos ingenieros eléctricos saben lo que significa "spintronics". En cualquier caso, si la revolución existe, mantiene un perfil muy bajo.
Y luego está el diamante. En el pasado, hemos discutido cómo algunos investigadores compiten por diamantes para reemplazar el silicio como un semiconductor de potencia y sensor.
Aunque indudablemente útil para hojas de sierra, dispositivos de pulido y propuestas de matrimonio, su estatus como el semiconductor del futuro todavía está muy en el ámbito teórico.
Estos ejemplos nos recuerdan que muchos, o la mayoría, de los proyectos de investigación de ingeniería no influyen significativamente en el trabajo de diseño realizado por ingenieros profesionales.
Esto no significa que dicha investigación no tenga valor, pero sí sugiere que los ingenieros que quieran mantener sus conocimientos y habilidades actualizados estarían mucho mejor leyendo una nota de aplicación o una hoja de datos recientemente lanzada en lugar de un comunicado de prensa escrito por investigadores.
El término "semiconductor de banda ancha (WBG)" se refiere a materiales que pueden funcionar como semiconductores pero tienen una brecha de energía de banda de valencia a banda de conducción que es mayor que la del silicio.
Esta brecha energética de banda de valencia a banda de conducción se discute con más detalle en la teoría de bandas de sólidos en el libro de texto AAC.
Esto significa que se necesita más energía para hacer rebotar electrones en un estado que permita el flujo de corriente eléctrica.
El mayor requerimiento de energía hace que un material WBG se parezca más a un aislante, y esto puede parecer una desventaja.
Sin embargo, en el contexto del diseño de semiconductores, los materiales WBG brindan importantes beneficios al permitir que los dispositivos funcionen a temperaturas, voltajes y frecuencias más altas.
A diferencia de muchas otras ideas de laboratorio que no terminan en la caja de herramientas del ingeniero, el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) realmente están cambiando la industria y permitiendo a los diseñadores lograr un rendimiento que no era posible en los días en que nuestras opciones eran en su mayoría silicio, silicio o silicio.
El material WBG más maduro es SiC; ya se usa ampliamente en la fabricación de dispositivos de conmutación como MOSFET y tiristores.
GaN tiene potencial como semiconductor para dispositivos de potencia y es una mejora importante sobre el silicio en aplicaciones de RF.
Cree presentó el primer MOSFET de potencia comercial de SiC y afirma que este material WBG ofrece una mayor conductividad térmica, lo que permite una mayor corriente en un paquete más pequeño y un mayor campo de descomposición crítica, que permite una menor resistencia de drenaje a la fuente en el estado.
Microchip y ROHM han lanzado nuevos MOSFET y diodos de SiC, y también estamos viendo inversiones de Infineon, STMicroelectronics y ON Semiconductor, especialmente en diseño de energía automotriz.
Anteriormente hemos discutido los pros y los contras de los FET de carburo de silicio (SiC) analizando un MOSFET de Cree, el C3M0075120K. Imagen utilizada por cortesía de Wolfspeed
Analog Devices ha producido dispositivos GaN para aplicaciones de alta frecuencia y cree que este material ayudará a los diseñadores a reducir el tamaño y el peso mientras logra una mayor eficiencia y amplía el ancho de banda.
A principios de octubre, Transparency Market Research publicó un informe de investigación de mercado sobre semiconductores de banda ancha.
Están pronosticando una tasa de crecimiento anual compuesta del 22% en los próximos ocho años, con el mayor desarrollo en los mercados de Asia Pacífico y América del Norte.
Una proporción significativa de este crecimiento será impulsada por el sector de vehículos híbridos / eléctricos, pero las aplicaciones como fuentes de alimentación, motores y turbinas eólicas también ocuparán un lugar destacado.
En este punto, parece que los semiconductores WBG realmente van a cambiar la forma en que los ingenieros eléctricos diseñan los circuitos.
Los dispositivos SiC y GaN son cada vez más asequibles y están más ampliamente disponibles, y ofrecen un rendimiento que no se puede lograr con silicio, silicio germanio o arseniuro de galio.
¿Cuáles son tus pensamientos? ¿Será la proliferación de dispositivos WBG una "revolución" electrónica, o solo un capítulo más en la mejora gradual de la tecnología de semiconductores?
Imagen de la estructura de cristal de Gaurt Wurtzita utilizada por cortesía de Solid State (CC BY-SA 4.0)
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