La Facultad de Ingeniería (FI-UNAM) presentó el pasado 8 de septiembre, dentro del ciclo El Auge de los Semiconductores en México: Ciencia e Industria en Expansión, la sexta conferencia Semiconductores: una mirada al estatus actual de la tecnología y el mercado global. En el auditorio Javier Barros Sierra, presidieron el evento los doctores Pablo Roberto Pérez Alcázar, jefe del Departamento de Electrónica-DIE; y Heriberto de Jesús Aguilar Juárez, profesor de la División de Ciencias Básicas; la doctora Fátima Moumtadi, profesora de la División de Ingeniería Eléctrica (DIE-FI); y Arturo Torres Sánchez e Isaí Salvador Hernández Luna, ambos del Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías del Instituto Politécnico Nacional, CNMN-IPN.
La ponencia Más allá del silicio tradicional: integración 3D en capas BEOL usando memristores y transistores de película delgada (TFTs) del doctor Norberto Hernández Como, la cual fue presentada por su colega Hernández Luna, quien precisó que el autor se encuentra en SEMICON Taiwán, un país que ocupa el tercer lugar mundial en diseño de circuitos integrados y el primero en fabricación de dispositivos; así como en ensamble y pruebas, con una extensión territorial similar a la del estado de Puebla y una población comparable a la de la zona metropolitana del Valle de México.
Inició detallando que la industria de semiconductores se encuentra actualmente en la tecnología FinFET, un transistor de efecto de campo con forma de aleta, y que se está desplazando hacia estructuras de nanosheet (Gate All Around) y configuraciones complementarias que permiten apilar transistores, cuyo desarrollo tecnológico responde a las filosofías More Moore (miniaturización y el alto rendimiento) y >More than Moore (diversificación de aplicaciones, como sensores, actuadores y biochips), e ilustró que no requieren de altas frecuencias con un ejemplo de lámparas: "se encienden y apagan a 60 Hz".
Tras aclarar la diferencia entre el Front End Of Line (FEOL), etapa en la que se fabrican los transistores y las compuertas lógicas, y el Back End Of Line (BEOL), dedicado a las interconexiones metálicas de componentes, remarcó que el empaquetado avanzado ha adquirido un papel central en el rendimiento de los dispositivos con la participación conjunta de las empresas de diseño y fabricación. Describió el desarrollo histórico de los TFT, cuya primera patente data de 1930, a cargo de Lilienfeld y Heil, y resaltó que, a diferencia del MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), pueden fabricarse sobre vidrio, plásticos o polímeros, con temperaturas de procesamiento que descienden de los 1000 ºC del CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), hasta los 250 ºC o incluso temperatura ambiente; señaló que su aplicación principal ha sido como driver en pantallas de panel delgado y que en 2024 se logró reproducir el microcontrolador 6502 en versión flexible y semitransparente mediante tecnologías de IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) y polisilicio de baja temperatura. En relación con los memristores, explicó que Leon Chua predijo teóricamente su existencia en 1971 y que el primer dispositivo se fabricó en 2008; su integración con los TFT sobre el BEOL permite aplicaciones como redes neuronales artificiales y cómputo en memoria.
El doctor Hernández Luna indicó que existen laboratorios y cuartos limpios con capacidad para el desarrollo de estos dispositivos en Baja California, Sonora, Guanajuato, Querétaro, Puebla, Tamaulipas, Chihuahua y la Ciudad de México. Recordó que las primeras fabricaciones de circuitos integrados en el país datan de 1984, en la Universidad Autónoma Metropolitana y el CINVESTAV (Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN), y mencionó desarrollos posteriores como EGMOS 1, en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, en 1989, y el proyecto de circuitos flexibles iniciado por el IPN en 2024. Presentó resultados propios del CNMN-IPN, entre ellos transistores tipo N y tipo P, memristores caracterizados con 10 mil pulsos, y un cuarto limpio clase ISO 14644 en el que se han formado estudiantes del programa Delfín, además de señalar que el centro forma parte del Laboratorio Nacional de Micro y Nanotecnologías, con sedes en el IPN y en Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías, Querétaro, y que ofrece servicios multiproyecto mediante los cuales estudiantes y profesores pueden diseñar circuitos con software libre como LTspice y KLayout para su posterior fabricación. "Creo que México tiene una gran oportunidad a esa diversificación de aplicaciones", afirmó.
En el intercambio con el público, a la pregunta del doctor Aguilar Juárez acerca de cómo debería evolucionar la formación de un estudiante de ingeniería interesado en semiconductores, el ponente respondió que es ingeniería en electrónica, ni física ni química; sobre la independencia tecnológica, explicó que la fabricación con tecnología de silicio en Taiwán toma alrededor de seis meses, mientras que la tecnología desarrollada por su equipo puede fabricarse en aproximadamente una semana, y que ello contribuye a los objetivos gubernamentales de independencia en el suministro de dispositivos semiconductores; en cuanto a oportunidades económicas, señaló que la protección de la propiedad intelectual es clave para generar ingresos y mencionó el proyecto Kutsari, impulsado por el gobierno de México para el diseño de circuitos integrados.
Al finalizar, la doctora Isabel Patricia Aguilar Juárez, profesora de la División de Ciencias Básicas, en nombre de la Facultad de Ingeniería agradeció la participación de los representantes del Centro de Nanociencias y Micro y Nanotecnologías del Instituto Politécnico Nacional e invitó a la comunidad a las próximas conferencias del ciclo.
