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Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación

Semiconductores y microelectrónica de potencia: una oportunidad estratégica para Europa

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José María SunicoArtículo de José María Sunico, miembro del GT Microelectrónica y Semiconductores del COIT

La electrónica de potencia gobierna la conversión, control y distribución de energía. Un aspecto fundamental en todos los sectores: desde movilidad eléctrica hasta centros de datos o redes inteligentes. Sin embargo, en Europa, pese a nuestra fortaleza en ciencia e ingeniería, adolecemos de una fuerte dependencia de materiales y procesos del exterior y cierta ineficacia a la hora de comercializar la I+D.

El relevo del silicio

Durante décadas, el silicio (Si) fue el pilar de la microelectrónica de potencia. Hoy ha alcanzado sus límites físicos: no puede operar a tensiones, temperaturas, ni frecuencias más altas sin pérdidas significativas.
Los semiconductores de banda prohibida ancha (Wide Band Gap, WBG) representan su relevo natural [ver figura 1]. Materiales como el carburo de silicio (SiC), nitruro de galio (GaN), nitruro de aluminio (AlN) u óxido de galio (Ga₂O₃) ofrecen:

  • Mayor eficiencia energética (menores pérdidas por conmutación).
  • Operación a mayor voltaje y temperatura.
  • Dispositivos más pequeños y ligeros.
  • Frecuencias más altas, esenciales en comunicaciones y control.

Figura 1

Estas propiedades los hacen idóneos para una amplia gama de aplicaciones [ver figura 2]:

  • SiC domina en vehículos eléctricos, energías renovables y redes eléctricas.
  • GaN se impone cargadores rápidos, centros de datos, radiofrecuencia (RF) y dispositivos móviles.
  • Ga₂O₃ y AlN emergen como opciones de próxima generación para alta potencia y RF avanzada.
  • El diamante es una opción de futuro como sustrato activo, pero que empieza a ser utilizado como elemento “pasivo” (e.g., disipación térmica).
Figura 2

Retos industriales a corto plazo

Los próximos años serán críticos para modernizar la base industrial europea y aplicar estas tecnologías en cuatro sectores clave:

  1. Movilidad eléctrica y transporte. Los semiconductores WBG permiten sistemas de potencia más ligeros y eficientes, que aumentan la autonomía y reducen el peso de los vehículos.
  2. Energías renovables y redes inteligentes. Los convertidores basados en SiC y GaN mejoran la eficiencia, estabilidad y flexibilidad del sistema eléctrico.
  3. Centros de datos e inteligencia artificial. El consumo energético asociado a la IA podría alcanzar el 7% de la demanda mundial para 2030; los transformadores de estado sólido con SiC pueden reducir significativamente el impacto energético.
  4. Dispositivos móviles y RF. Las arquitecturas GaN-on-Si hacen posible amplificadores más potentes y compactos, reduciendo el tamaño y el consumo de terminales y estaciones base.

Pilares para una Europa más resiliente y soberana y (algunos) proyectos emblemáticos

Para reducir la dependencia exterior y fortalecer la cadena de valor, deberíamos apoyarnos en tres pilares:

  1. Innovación transversal. Acelerar el ciclo de desarrollo mediante IA, gemelos digitales y simulación avanzada, fomentar la creación de estándares comunes y proporcionar acceso a las herramientas necesarias se antoja imprescindible.
  2. Empaquetado e integración avanzada. La línea piloto APECS, que con participación española lidera acciones en empaquetado avanzado e integración heterogénea sería un ejemplo a destacar.
Materiales y dispositivos. Consolidar líneas piloto colaborativas para la fabricación de sustratos de SiC y GaN de 300 mm y desarrollar materiales emergentes como Ga₂O₃, AlN o diamante se antoja imprescindible. La WBG Pilot Line, lanzada en junio de 2025, dota a la Unión de una infraestructura compartida para desarrollar materiales y dispositivos de potencia y radiofrecuencia. En España, el PERTE Chip trata de proporcionar un marco de financiación amable a iniciativas en el mundo de los semiconductores y la microelectrónica. En el contexto que nos ocupa, merece la pena mencionar el apoyo dado a la startup SPARC, con capacidad de fabricación de chips de GaN, o la futura creación, en Málaga, de un centro de I+D de semiconductores de IMEC con capacidad de fabricación de obleas de 300mm y líneas de trabajo en materiales alternativos al silicio, incluidos WBG.

Figura 3

Retos en el horizonte

Pese a los avances, persisten obstáculos que limitan la competitividad:

  • Falta de estandarización en procesos, empaquetado y testeo.
  • Costes iniciales elevados y escasa inversión privada temprana.
  • Desalineamiento entre I+D y necesidades industriales.
  • Dependencia de materias primas no europeas.
  • Ciclos de desarrollo demasiado largos (5+ años hasta llegar al mercado).
  • Necesidad de competir en coste pero también en agilidad, igualando el ritmo de Asia.

Superar estos retos exige coordinación entre política industrial, financiación y comunidad técnica, así como una mentalidad de ejecución ágil y colaborativa.

Conclusión

La electrónica de potencia y los semiconductores WBG están en el núcleo energético de la transición verde y digital europea. Aunque en Europa disponemos de ciencia, talento e industria, es imprescindible que avancemos en agilidad, integración y escala.

Reforzar las líneas piloto, apostar por el empaquetado avanzado y acelerar la transferencia tecnológica no es una mera cuestión técnica, sino una decisión estratégica. Perdimos la carrera del silicio: no perdamos la oportunidad de estar en cabeza en ésta. Está en juego nuestra soberanía tecnológica y energética en la década que comienza.

Fuente Figura 1

Fuente Figura 2: Presentación de la ChipsJU L