A los radares militares les quitaron lo más valioso — ahora lo presume tu smartphone

Especialistas del MIT, en colaboración con varios centros científicos, han propuesto un nuevo método para integrar transistores de nitruro de galio (GaN) en chips de silicio. Este avance no solo podría abaratar la producción, sino también mejorar radicalmente el rendimiento de sistemas de comunicación, radares y otros dispositivos de alta frecuencia, haciéndolos más potentes, eficientes y accesibles.

El nitruro de galio es desde hace tiempo un material semiconductor clave, capaz de operar a altas temperaturas y tensiones, además de garantizar una transmisión estable de energía en frecuencias elevadas. Hasta ahora, su adopción en tecnologías digitales de gran escala se veía limitada por la complejidad de su integración con chips de silicio, ya que requería equipos sofisticados y materiales costosos — especialmente oro — y procesos de alta temperatura incompatibles con las fábricas estándar.

Los investigadores resolvieron este problema mediante la creación de diminutos transistores GaN de 240 por 410 micras. Cada uno de estos "dielets" se coloca sobre un chip CMOS estándar utilizando un proceso de soldadura cobre-cobre a baja temperatura. Esto permite conservar todas las propiedades eléctricas de ambos componentes y evitar el sobrecalentamiento, ya que la distribución de los transistores sobre la superficie mejora la disipación térmica. Este enfoque hace viable la integración masiva de GaN sin modificar las líneas de producción existentes.

El nuevo proceso de fabricación permite integrar transistores de nitruro de galio de alto rendimiento en chips CMOS de silicio estándar, ofreciendo bajo costo y escalabilidad (MIT)

Para demostrar la eficacia de la tecnología, el equipo desarrolló un amplificador de potencia — componente clave en módulos de radiofrecuencia de smartphones y dispositivos inalámbricos. El prototipo resultante mostró una señal más fuerte, mejor eficiencia energética y mayor ancho de banda en comparación con las soluciones convencionales de silicio. Esto podría traducirse en una mejora de la calidad de la conexión, mayor velocidad de transmisión de datos y más autonomía para la electrónica móvil.

Aún más notable es que la innovación no reside únicamente en el avance técnico, sino también en su aplicabilidad universal. La integración es compatible con los estándares actuales de la industria de semiconductores y no requiere una reestructuración costosa de las fábricas. Esto abre el camino a una rápida comercialización, desde dispositivos electrónicos básicos hasta equipos de telecomunicaciones y sistemas de guerra electrónica.

Los autores también destacan el potencial de esta tecnología en el ámbito de la computación cuántica. El GaN conserva sus propiedades a temperaturas criogénicas, lo que lo convierte en un candidato ideal para componentes operando en entornos de refrigeración extrema — típicos de los ordenadores cuánticos.

Así, la unión del nitruro de galio con chips de silicio ya no requiere concesiones. La nueva arquitectura híbrida ofrece una combinación de rendimiento, escalabilidad y compatibilidad — tres características que antes no podían coexistir en una sola solución. Esto no solo puede mejorar la electrónica actual, sino también sentar las bases para toda una nueva generación de tecnologías.