Il progetto viene sviluppato in collaborazione con diversi centri di ricerca e aziende tecnologiche subappaltatrici. Il governo spagnolo finanzia il 68% del progetto di ricerca e sviluppo da 3,3 milioni di euro, che rientra nel bando PERTE Chip Missions del Centro per lo Sviluppo della Tecnologia e dell'Innovazione (CDTI). Il progetto DioSiC si inserisce nell'iniziativa "Rafforzamento della R&S&I nella progettazione microelettronica all'avanguardia e nelle architetture alternative".
La sua ricerca consentirà la creazione di un nuovo materiale con tecnologia interamente spagnola, non ancora disponibile commercialmente in nessun'altra parte del mondo, dotato di caratteristiche uniche per l'utilizzo nell'elettronica di potenza.
Nello specifico, verranno sviluppati substrati di carburo di silicio policristallino (SiC) e sottoposti ad alta pressione isostatica (HIP) – dell'ordine di 2.000 bar e 2.000 °C – per ottenere chip SiC robusti e privi di difetti. Questi nuovi chip semiconduttori ridurranno i costi di produzione dei componenti ad alta potenza del 30% e ne miglioreranno l'efficienza del 35%, rendendone la produzione economicamente sostenibile.
Le applicazioni sono destinate a settori quali l'industria, con la produzione di veicoli elettrici; l'energia, in particolare le energie rinnovabili; e i settori IT e delle telecomunicazioni, tra gli altri. "Affrontiamo una grande sfida scientifica e tecnologica che ci permetterà di sviluppare, per la prima volta a livello internazionale, componenti elettronici ad alta potenza più efficienti ed economici", spiega Andrés Hernando, CEO di Hiperbaric.
L'obiettivo principale di questo progetto è superare le attuali limitazioni nell'utilizzo del carburo di silicio producendo substrati di silicio policristallino mediante sinterizzazione al plasma a scintilla (SPS), seguita da un trattamento ad alta pressione isostatica (HIP). Ciò garantirà alla Spagna la possibilità di produrre questi chip innovativi in tempi e costi ragionevoli, consentendole di soddisfare le esigenze di un mercato in crescita ed evitare la dipendenza tecnologica da altri Paesi. Il trattamento HIP del carburo di silicio (SiC) ne migliora significativamente le proprietà, eliminando eventuali difetti nei wafer di SiC policristallino.
Come affermato da Ramón Torrecillas, CEO di Nanoker, "siamo una delle poche aziende europee a controllare la tecnologia SPS per la produzione del materiale di base dei chip. Abbiamo collaborato con Hiperbaric per proporre questo nuovo materiale, che richiede la tecnologia HIP per raggiungere la qualità necessaria per la prossima generazione di chip ad alte prestazioni di Fagor Electrónica".
Nel settore dell'elettronica e dei semiconduttori, i chip a base di SiC offrono già diversi vantaggi rispetto ai chip a base di silicio, come maggiore efficienza, velocità di funzionamento e capacità di operare in condizioni di alta temperatura e alta potenza. Grazie ai substrati di SiC policristallino di alta qualità creati dal consorzio spagnolo, questi dispositivi possono essere prodotti in modo molto più economico ed efficiente.
In Spagna, l'azienda Hiperbaric, con sede a Burgos, è l'unica azienda nazionale a produrre apparecchiature HIP. Sul mercato internazionale, compete solo con altre tre aziende: una svedese, una belga e una americana. Questa tecnologia rivoluzionaria migliora le proprietà meccaniche, la resilienza e la duttilità dei componenti ad alte prestazioni, offrendo vantaggi significativi grazie all'eliminazione della porosità e all'aumento della resistenza alla corrosione. Inoltre, l'HIP elimina la porosità e altri difetti interni, conferisce maggiore uniformità ai materiali ad alte prestazioni e consente il ricondizionamento delle parti difettose.
Informazioni su DioSiC:
DioSiC è un consorzio formato da tre aziende (Nanoker, Hiperbaric e Fagor Electrónica) e supportato da tre centri CSIC (Centro Nazionale di Microelettronica (CNM), Centro di Fisica dei Materiali (CFM) e Centro di Nanomateriali e Nanotecnologie (CINN)) e da un centro tecnologico (CEIT). Ne fa parte anche l'Istituto Fraunhofer tedesco con due centri di ricerca (Istituto per i Sistemi Integrati e la Tecnologia dei Dispositivi - IISB; e Centro per il Fotovoltaico al Silicio - CSP).
Informazioni su HIPERBARIC:
Hiperbaric è un'azienda con sede a Burgos che dal 1999 si dedica alla progettazione, produzione e commercializzazione di tecnologie e attrezzature industriali ad alta pressione. Da due decenni è fornitore di macchinari per la lavorazione ad alta pressione (HPP) applicata al settore alimentare. Nel 2019, a seguito di un progetto di ricerca e sviluppo, ha inaugurato una nuova linea di business focalizzata sulla progettazione e lo sviluppo di attrezzature industriali per la pressatura isostatica a caldo (HIP), utilizzata per componenti industriali critici nei settori aerospaziale, energetico, petrolifero e del gas, automobilistico e degli impianti medicali. Nel 2021 ha lanciato un'altra linea di business innovativa: la tecnologia di compressione dell'idrogeno (H2) ad altissima pressione, alimentata da fonti di energia rinnovabile, per contribuire alla sfida della mobilità sostenibile e alla decarbonizzazione dell'industria. L'azienda è riconosciuta per la sua affidabilità, l'assistenza clienti, il lavoro di squadra e il costante impegno nella ricerca e sviluppo.
