Ayudando a la Industria de Transistores de Película Delgada a Madurar mediante el Aprovechamiento de ‘Fundiciones’

La industria de los transistores de película delgada (TFT) tiene un problema. Carece de la infraestructura y del modelo de negocio que se encuentran en otros mercados de semiconductores. Por ello, sufre en muchos aspectos, pero todo eso está a punto de cambiar gracias a un equipo de investigadores innovadores de la KU Leuven. Idearon un nuevo tipo de chip TFT que puede fabricarse en grandes fábricas llamadas fundiciones. He aquí por qué esto es importante.

¿Qué son los Transistores de Película Delgada?

Los transistores de película delgada son una forma de tecnología de semiconductores. Los semiconductores conducen electricidad pero no tan bien como los conductores. Específicamente, su conductividad se sitúa entre el aislante y el conductor, lo que los hace ideales para usarse como interruptores en la microelectrónica. Actualmente, probablemente ya poseas alguna forma de tecnología TFT. Son componentes cruciales en los microchips.

El uso más común de la tecnología TFT es en pantallas donde controlan cada píxel. Las pantallas TFT se encuentran en smartphones y otras pantallas pequeñas. Estos sensores son comunes en pantallas LCD de matriz activa como las de una cámara DSLR, proyector LCD o pantallas de auriculares. Hay dos tipos principales de material utilizados para crear chips TFT hoy en día:

Silicio Amorfo

El silicio amorfo es el material más popular utilizado hoy en día en la creación de chips TFT. Es el menos costoso de producir en cantidad y puede fabricarse para adaptarse a una amplia gama de escenarios de uso. Notablemente, estos chips ofrecen menor eficiencia que algunas de las otras alternativas, pero pueden depositarse en una variedad de sustratos, incluidos vidrio, metal y plástico.

Silicio Policristalino

El silicio policristalino es más eficiente que el silicio amorfo. Sin embargo, también es más difícil y costoso de fabricar. Se crea destilando compuestos específicos sobre el silicio mediante calor o reacciones químicas. Este proceso requiere máquinas especiales y trabajadores cualificados.

Desventajas de los Transistores de Película Delgada Originales

Estos tipos de TFT presentan algunas desventajas. Por un lado, no son flexibles. Además, no cuentan con la infraestructura, el poder de fabricación o el apoyo de otros tipos de semiconductores que disponen de grandes fábricas llamadas fundiciones que producen estos chips en masa.

Mantener el Ritmo de la Demanda

Estas fundiciones de fabricación de semiconductores crean chips personalizados y genéricos en obleas en la mayoría de los casos. Una oblea es una lámina de semiconductor utilizada para crear circuitos y células solares. Permiten crear conjuntos de chips más pequeños. Notablemente, los chips TFT no disponen de fundiciones en operación que respalden su mercado. Por ello, esta falta de fabricación ha limitado su innovación y adopción hasta ahora.

Modelo de Negocio Crucial

El modelo de contar con grandes fundiciones de semiconductores tiene sentido por varias razones. Por un lado, hay una demanda masiva de estos chips y se prevé que siga creciendo junto al aumento de la electrónica. El sector de la electrónica de película delgada podría experimentar un impulso en innovación y capacidades cuando los ingenieros puedan centrarse en nuevas funcionalidades en lugar del diseño y disposición de los chips.

Un Nuevo Enfoque

Los investigadores detrás del informe, Hikmet Çeliker, Wim Dehaene y Kris Myny, descubrieron que la falta de fundiciones y de estándares son los mayores factores que limitan la expansión de la electrónica de película delgada. Planean resolver este problema y ayudar a inaugurar una nueva era de electrónica flexible y más pequeña.

TFT Evolucionado

Los investigadores tienen un enfoque multifacético que implica establecer fundiciones, impulsar la innovación y crear estándares de chips TFT flexibles para su producción masiva. Notablemente, lograron esta tarea y buscaron aprovechar lo aprendido para mejorar el sector de la electrónica de película delgada.

Transistores de Película Delgada Super

Los investigadores crearon dos versiones diferentes de TFT delgados utilizando sustratos alternativos. Crearon estas unidades con un microprocesador soportado por TFT y otros componentes para crear un chip MOS 6502 flexible. Este chip legendario fue el que impulsó a Nintendo, a los primeros ordenadores Apple (AAPL ) y al primer Commodore. Aunque hoy en día su potencia de cálculo es mínima, el hecho de que haya sido miniaturizado es muy significativo.

Las mediciones oficiales de los investigadores sitúan el proyecto en menos de 30 micrómetros. Increíblemente, eso es más delgado que un cabello humano. Las implicaciones de fabricar microchips tan pequeños podrían cambiar el juego. Hay una gran cantidad de industrias que podrían beneficiarse de inmediato con la introducción de chips delgados, de bajo costo y fáciles de fabricar.

Dos Sustratos

Se eligieron dos sustratos diferentes para los Transistores de Película Delgada: óxido de indio‑gallio‑zinc amorfo y silicio policristalino. Este último difería de su predecesor en que no requería calor para su creación. Los chips principales cuentan con una tarjeta de 48 pines que permite interactuar con dispositivos, establecer parámetros y habilitar la verificación.

Los Proyectos Mejoran el Modelo de la Industria

Los proyectos son los nombres que los investigadores dieron a estos microprocesadores. Estos pequeños chips se han desglosado para permitir a los creativos aprovechar los que necesiten en un formato modular. Esta estructura brinda flexibilidad y permite a los fabricantes crear chips personalizados bajo demanda usando el mismo sustrato. Este enfoque también reducirá residuos y mejorará la eficiencia.

Consumo de Energía

Otro gran beneficio de los semiconductores TFT de grosor similar al cabello es que no requieren mucha energía para funcionar. Estos dispositivos están optimizados para ser lo más conscientes del consumo posible. En el futuro, estos dispositivos podrían autoalimentarse usando energía estática u otros métodos de carga inalámbrica.

Aplicaciones Reales de los Transistores de Película Delgada

Existen muchas aplicaciones reales para los TFT. Actualmente se encuentran en una amplia variedad de dispositivos inteligentes, portátiles y pantallas. Estos chips controlan los píxeles, pero son capaces de mucho más. A continuación, algunos casos de uso potenciales para los TFT que podrían convertirlos en la tecnología del futuro.

Cuidado de la Salud

El sector de la salud tiene mucho que ganar con la introducción de dispositivos TFT. Ha habido un aumento constante en el uso de wearables para propósitos casuales, de rendimiento y médicos. Estos dispositivos podrían hacerse mucho más pequeños usando esta tecnología.
Piense en una etiqueta que pueda transmitir datos vitales del corazón a profesionales médicos para su monitoreo y estudio. El concepto de wearables ultra delgados podría crear vendajes que monitoricen infecciones y muchas otras ideas innovadoras que antes solo existían en películas de ciencia ficción.

Robótica

La robótica debería usar esta tecnología para mejorar muchos aspectos de la industria. Estos chips más delgados y ligeros podrían ayudar a miniaturizar componentes clave de la ecuación robótica. Los robots más ligeros pueden funcionar más tiempo porque hay menos carga sobre sus baterías.
La tecnología TFT podría hacer que las interfaces de los robots sean más intuitivas. Cuando se combina con IA, esta tecnología podría algún día mostrar las expresiones faciales de nuestros compañeros robóticos y mucho más. Por ahora, el sector de la robótica lleva tiempo observando chips más eficientes en energía.

Pantallas Futuras

Hay muchas pantallas futuras que podrían usar esta tecnología. El auge de los cascos de realidad virtual y aumentada es un gran ejemplo de una tecnología que se beneficiaría enormemente del diseño ligero de chips TFT. Las diminutas pantallas usadas en estos dispositivos podrían volverse extremadamente ligeras, lo que mejoraría la ergonomía y haría que el uso prolongado sea menos fatigante para el usuario.

Pantallas Flexibles

TFT es una tecnología clave para crear pantallas flexibles. La naturaleza flexible de estos chips delgados los hace ideales para este uso. Las pantallas flexibles tendrían un efecto revolucionario en el mercado. Las pantallas enrollables ahorrarían espacio y permitirían a cualquiera acceder rápidamente a la información en segundos.

Internet de las Cosas (IoT)

El mercado de IoT está compuesto por miles de millones de dispositivos inteligentes. Estas unidades todas tienen un sensor y pueden comunicar datos a través de Internet. Algunos dispositivos inteligentes pueden tanto recibir como enviar información. Notablemente, hay miles de millones de dispositivos IoT en operación hoy. Aprovechan la microcomputación y sensores para comunicarse y recopilar datos.

El sector IoT podría ver una mayor miniaturización gracias a este último desarrollo. Imagine sensores diminutos que monitoreen la logística y la cadena de suministro. Ya existen muchas opciones descentralizadas en el mercado. Esta flexibilidad añadida significa que el mercado IoT debería ser el primer objetivo para los ingenieros de TFT.

Los dispositivos IoT continúan desempeñando un papel crítico en el sector industrial. Aquí se usan para monitorear procesos de fabricación, autenticar productos y compartir datos logísticos con la red. Existen dispositivos IoT que monitorean la temperatura, ubicación y validez de un activo en tiempo real. Por ello, la tecnología IoT se considera la mejor alternativa para estas opciones.

Empresas que Podrían Beneficiarse de esta Tecnología

Varias empresas podrían aprovechar esta tecnología de inmediato y comenzar a ver mejoras en eficiencia e ingresos. El sector de fabricación de TFT sigue expandiéndose y la competencia se vuelve más intensa. A continuación, algunas empresas que deberías conocer en el mercado.

1. Applied Materials

AMAT Gráfico de precios

El fabricante tecnológico con sede en EE. UU. Applied Materials (AMAT ) es un proveedor líder de chips y software para la industria de semiconductores. La empresa se fundó en 1967 y salió a bolsa en 1972. Desde entonces, la compañía ha tenido un éxito masivo y es reconocida como líder del mercado. Notablemente, la revista FORTUNE nombró a Applied Materials una de las Empresas Más Admiradas del Mundo en 2018.

En 2009, Applied Materials ingresó oficialmente al mercado de fabricación de chips. Actualmente, es uno de los principales fabricantes de chips semiconductores del mundo y sus enormes fundiciones continúan produciendo miles de millones de chips para apoyar la revolución digital. Hoy, Applied Materials tiene tres áreas distintas de enfoque: semiconductores, servicios globales aplicados y mercados de pantallas.

Las acciones de AMAT se consideran una buena opción para los inversores. La acción tiene una capitalización de mercado actual de 170,55 mil millones de dólares, y la empresa tiene una valoración de 168,62 mil millones de dólares. En cuanto al rendimiento de la acción, AMAT ha subido durante el último año. Específicamente, la acción superó al mercado y ha subido un +81,73 % en las últimas 52 semanas.

2. Intel Corporation

INTC Gráfico de precios

La Intel (INTC ) Corporation es otro fabricante de chips muy conocido que sigue impulsando la innovación y los procesos de fabricación a nuevos niveles. La empresa ingresó al mercado en 1968 y tiene su sede en California. Notablemente, los chips Intel son enormemente populares, y los procesos de fabricación de la compañía se han refinado a lo largo de los años.
Hoy, Intel es una de las principales fundiciones para la creación de chips. La compañía ofrece soluciones de pila completa que pueden ser diseñadas y preordenadas por los fabricantes cuando sea necesario. Estos factores hacen de INTC una acción inteligente para mantener. Los analistas pronostican un aumento lento y constante en el valor, con algunos que esperan que la acción suba de 35 $ este año a 60 $ para 2026.

Escasez de Chips

Uno de los principales factores que ha impulsado una mayor investigación en el movimiento de chips TFT son las recientes escaseces en el mercado. El mercado de chips semiconductores continúa teniendo escaseces debido a una variedad de razones. Por un lado, las tensiones políticas han llevado a los países a compartmentalizar sus recursos de fabricación de chips para prepararse para futuras confrontaciones.

La escasez de chips ha afectado a distintas regiones de manera diferente. La UE ha sentido el mayor impacto de la escasez, ya que carece de grandes fundiciones de fabricación, a diferencia de EE. UU. y China. Esta crisis de chips ha dejado a muchas industrias luchando por obtener reemplazos y asegurar alternativas en caso de que el problema persista.

El lanzamiento de más fundiciones y un mejor uso de los recursos podría ayudar a aliviar este problema. Sin embargo, debe notarse que la demanda de dispositivos hi‑tech miniaturizados está aumentando constantemente, lo que significa que la demanda del mercado seguirá el mismo ritmo. Por ello, sería prudente posicionarse en consecuencia.

El Futuro de los Transistores de Película Delgada

El futuro de los chips TFT será automatizado. La tecnología de IA trabajará de la mano con los desarrolladores para crear alternativas nuevas y emocionantes al status quo. La próxima generación de chips TFT será más pequeña, más asequible y más fácil de fabricar. Todos estos factores asegurarán que sigan siendo un componente crucial en los sectores tecnológicos mundiales.

Transistores de Película Delgada Destinados al Crecimiento

Sería difícil encontrar analistas que crean que el uso de chips TFT disminuirá en los próximos años. El aumento de la electrónica miniaturizada sigue alimentando este momento y ayuda a impulsar la innovación en todo el mercado. Este último enfoque ofrece una perspectiva más inclusiva y realista sobre los desafíos de la adopción de chips TFT. Por ello, los datos aquí deberían ayudar a guiar a la industria hacia un modelo más propicio para la expansión. Aprende Más Noticias