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Los microchips de silicio sustentan nuestras vidas modernas. Están en el corazón de nuestros teléfonos inteligentes y computadoras portátiles. También juegan roles críticos en vehículos eléctricos y tecnología de energía renovable.
Hoy, más de tres cuartos de microchips, también conocidos como semiconductores, se producen en Asia. Pero en la década de 1990, la producción de chips se distribuyó más ampliamente en todo el mundo, y el Reino Unido golpeó por encima de su peso.
El cinturón central de Escocia, el área de mayor densidad de población, incluidos Glasgow, Edimburgo y las ciudades que los rodean, se conocen como “Silicon Glen”, que emplea a 50,000 personas en la industria electrónica en su apogeo.
La región exportó todo, desde PCS hasta PlayStation Chips. Empresas multinacionales como NEC, Motorola y Texas Instruments operaron las principales instalaciones allí. En la década de 2000, el accidente de DOTCOM desencadenó la consolidación en toda la industria y un cambio a instalaciones de fabricación de menor costo en el este de Asia. La capacidad doméstica del Reino Unido fue casi aniquilada.
Pero la industria de semiconductores del Reino Unido se está recuperando silenciosamente. Una nueva ola de empresas se está centrando en microchips diseñados para tecnología de energía limpia. Estos chips alimentan vehículos eléctricos y son vitales para integrar la energía renovable en la red. También se usan ampliamente en los centros de datos.
Mientras que la mayoría de los microchips se basan en el elemento silicio, estos nuevos chips están hechos de semiconductores “compuestos”: carburo de silicio (SIC) y nitruro de galio (GaN).
Los compuestos químicos SIC y GaN ofrecen una gama de propiedades atractivas, incluida la capacidad de realizar una corriente eléctrica de manera eficiente a altas temperaturas y resistir los campos eléctricos más de nueve veces más fuertes que esos silicio por sí solo pueden tolerar antes de romperse.
Esto permite que las chips SiC sean nueve veces más delgadas que las chips de silicio equivalentes. Esto a su vez da como resultado una menor resistencia a la corriente eléctrica en los dispositivos en los que se usan, translatando a una mayor eficiencia.
Si sabe qué tan caliente puede hacer un cargador de teléfono o computadora portátil, ha experimentado una conversión de energía ineficiente. Este calor es el resultado de chips de silicio que cambian miles de veces por segundo para transformar un tipo de corriente eléctrica, conocida como AC, a otra, llamada DC.
En el caso de los cargadores, 230 voltios (V) en CA de la toma de pared se transforman en los 19 V en CC que una batería de la computadora portátil necesita, con cierta energía perdida como calor. Los dispositivos SIC y GaN cambian más rápido que sus homólogos de silicio y disipan menos energía como calor de residuos.
Esto los hace ideales para sistemas de carga de alto rendimiento, compactos y de eficiencia energética. Los cargadores de pared con sede en GaN ahora se están volviendo comunes y son más pequeños, más ligeros y más eficientes.
Este impulso de eficiencia también es vital para los vehículos eléctricos, en el que un gran convertidor de energía cambia la electricidad de CC que proviene de las baterías a la electricidad de CA, como lo requiere el motor eléctrico. Los convertidores de potencia basados en SIC pueden reducir la energía perdida por este convertidor en más del 60%, un ahorro que significa que el rango del automóvil puede extenderse hasta en un 5%.
La producción de SIC y GaN requiere procesos de fabricación complejos, costosos e intensivos en energía. No fue hasta la década de 2010 que materiales como estos podrían producirse a la escala y el costo necesarios para la adopción del mercado masivo. El carburo de silicio, por ejemplo, debe cultivarse a temperaturas y presiones extremas en el transcurso de una semana, formando un pequeño cristal cilíndrico, o Boule, a menudo de menos de 5 cm de largo.
Por el contrario, para obtener silicio para las papas fritas, los lingotes de silicio de medidor de largo se extraen continuamente de una tina de silicio fundido, conocido como la masa fundida. Esta diferencia fundamental impulsa la brecha de costos: los chips de SIC permanecen tres veces más caros que sus homólogos de silicio, lo que representa un desafío para la adopción generalizada. Sin embargo, los chips SIC siguen siendo vitales para aplicaciones específicas.
Nuevos centros de la industria
En marzo de 2024, Vishay Intertechnology, con sede en Estados Unidos, adquirió Newport Wafer Fab, una de las últimas plantas semiconductoras importantes del Reino Unido, por US $ 177 millones (£ 132 millones). En marzo de 2025, anunció una inversión adicional de £ 250 millones para expandir la producción, modernizar el equipo y hacer crecer la fuerza laboral en las instalaciones galesas. Alrededor de 400 trabajos fueron salvaguardados.
El enfoque en Newport estará en semiconductores compuestos, comenzando con chips SIC destinados a vehículos eléctricos, centros de datos y aplicaciones industriales. A capacidad, miles de obleas de carburo de silicio, o discos, se procesarán cada mes. Es de estas obleas que se cortan los chips. Mediendo 200 mm de diámetro, cada oblea producirá suficientes chips SIC para suministrar más de 15 convertidores de energía de vehículos eléctricos.
La fabricación de chips también ha regresado a Silicon Glen. En Lochgelly, Fife, Clas-Sic Wafer Fab se fundó en 2017 y también produce chips sic. El procesamiento realizado en Lochgelly es similar al de Vishay, excepto que CLAS-SIC opera lo que se conoce como modelo de fundición, produciendo dispositivos a los diseños de clientes internacionales. Este modelo separa los aspectos de diseño y fabricación de la industria de los chips.
Los semiconductores compuestos también juegan un papel crucial en la seguridad nacional. El Ministerio de Defensa del Reino Unido realizó recientemente inversiones clave en semiconductores del Reino Unido. Uno de estos tiene como objetivo asegurar el suministro doméstico de arsenuro de galio y chips de nitruro de galio, que son críticos para los sistemas de radar y los aviones de combate.
La investigación de clase mundial en las universidades del Reino Unido es fundamental para historias de éxito como estas. Más de una década de inversión pública coordinada, particularmente a lo largo de la década de 2010, se basó en la construcción de experiencia académica reconocida a nivel mundial.
En la Universidad de Warwick, por ejemplo, nuestro equipo lidera los esfuerzos nacionales para desarrollar la próxima generación de dispositivos SIC. Nos estamos centrando en dispositivos de potencia de ultra alto voltaje para su uso en los trenes y barcos del futuro, junto con la red y en la electrónica de potencia endurecida por radiación para el espacio, con fondos de la estrategia de semiconductores del gobierno del Reino Unido.
A medida que el gobierno del Reino Unido busca impulsar el crecimiento a través de la energía limpia y la fabricación avanzada, su reciente apoyo a este sector a través de la estrategia de semiconductores del Reino Unido ha sido significativo. La próxima estrategia industrial presenta una oportunidad clara para aprovechar este impulso.
El desafío por delante es garantizar que la próxima generación de tecnologías compuestas de microchip, desarrolladas en universidades y laboratorios del Reino Unido, pueda crecer y escalar aquí en el Reino Unido, en lugar de en el extranjero.
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Cita: Cómo se está recuperando la industria del microchip del Reino Unido después de un cuarto de siglo (2025, 30 de abril) recuperado el 30 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-uk-microchip-industry-quarter-century.html
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