Científicos de la Universidad de Pekín aseguran haber creado el primer semiconductor bidimensional de seleniuro de indio (InSe) a escala industrial. Este material, dicen en un estudio publicado en Science, supera los límites físicos del silicio y abre la puerta a una nueva generación de chips ultraeficientes que podrían traer inteligencias artificiales con un consumo energético mínimo.
El silicio está acercándose a sus límites físicos y la industria de semiconductores necesita desesperadamente una alternativa que les sirva para controlar la electrónica del futuro. El nuevo material chino viene a cambiar todo esto. Los investigadores lo llaman el “semiconductor dorado” por sus propiedades casi mágicas y en sus pruebas de laboratorio han superado al silicio en rendimiento y eficiencia.
“Este avance abre una nueva vía para el desarrollo de chips de última generación, de alto rendimiento y bajo consumo, que se espera que se apliquen ampliamente en campos de vanguardia como la inteligencia artificial, la conducción autónoma y los aparatos inteligentes en el futuro”, explica el equipo en una nota de prensa.
Eludir la dependencia de EEUU
Si funciona como dicen, el nuevo material podría redefinir no solo los cómo serán los próximos chips, sino también hacer tambalear el actual equilibrio tecnológico global, dominado ahora por EEUU.
La nueva generación de chips desafía el dominio de Nvidia, la compañía que fabrica los cerebros de silicio que alimenta toda la tecnología de inteligencia artificial, y que, por mandato del gobierno americano, tiene prohibido exportar sus chips más avanzados a Pekín.
El material también puede servir como un Ozempic para el apetito energético de la Inteligencia artificial que rebaje drásticamente su precio. Las compañías norteamericanas están creando sistemas de IA que necesitan centros de datos del tamaño de ciudades y enormes cantidades de energía para hacerlos funcionar.
Sin embargo, China está apostando por el camino contrario, creando IAs como DeepSeek que requieren mucha menos energía para generar sus respuestas. Por lo que un chip de estas características podría bajar aún más su coste y desequilibrar la balanza hacia el lado asiático.
Cómo es el nuevo material
Durante décadas, este material había sido considerado como el santo grial de la electrónica, pero los científicos han sido incapaces de mantener una relación atómica exacta 1:1 entre el indio y selenio durante la síntesis que impide el crecimiento correcto del material.
El equipo chino ha logrado salvar este obstáculo desarrollando una estrategia llamada conversión sólido-líquido-sólido. El proceso comienza depositando una película delgada de InSe sobre sustratos de zafiro mediante pulverización catódica. A continuación, la oblea se encapsula con indio de bajo punto de fusión y se sella en una cavidad de cuarzo.
En las pruebas de laboratorio, explica el equipo en el artículo de Science, el InSe demostró una gran conductividad, movilidad electrónica excepcional, masa efectiva baja y un bandgap —la brecha energética que determina el comportamiento de un semiconductor— perfectamente calibrado.
Aunque la magia, dicen, ocurre cundo el material alcanza aproximadamente los 550 °C. El indio crea un entorno localizado rico en indio que promueve la disolución controlada y la recristalización en la interfaz. Esta reacción da como resultado películas cristalinas uniformes de InSe de fase única.
Con este método los investigadores han logrado crear obleas de 5 centímetros con una cristalinidad, pureza de fase y uniformidad de espesor que marcan un hito mundial en semiconductores 2D.
Mejor rendimiento que el silicio
Los chips fabricados con estas obleas de InSe no solo funcionan, sino que en las pruebas han logrado pulverizar todos los récords de conductividad previos.
Aunque lo más impresionante viene en las dimensiones nanométricas, a longitudes de puerta inferiores a 10 nm, donde los dispositivos exhibieron voltajes de operación más bajos, relaciones corriente encendido/apagado mejoradas y transporte balístico eficiente a temperatura ambiente. Es decir, chips que funcionan mejor, más rápido y gastando menos energía que cualquier otro creado hasta ahora.
El equipo está explorando su nueva técnica para crear otros materiales 2D para construir chips multifuncionales que se pueden apilar verticalmente, lo que podría dar lugar a arquitecturas completamente nuevas de procesamiento.
Los editores de la revista Science han subrayado la importancia global del logro y han calificado este trabajo como “un avance en el crecimiento de cristales”.
