Los semiconductores son materiales que tienen una conductividad eléctrica entre la de los conductores (como los metales) y la de los aislantes (como los plásticos). Los semiconductores están formados principalmente por materiales como el silicio, el germanio y el arseniuro de galio, cuya estructura cristalina permite el movimiento controlado de electrones. Al añadir impurezas al material (es decir, al doparlo), se pueden controlar las propiedades eléctricas del semiconductor, lo que le permite funcionar como un conductor o un aislante según convenga.

Actualmente, la UPC cuenta con un total de 14 grupos de investigación especializados en semiconductores. Además, dispone de 4 centros específicos de investigación dedicados a este ámbito, donde se desarrollan proyectos innovadores y colaboraciones con instituciones de prestigio. La UPC también ofrece una amplia gama de opciones formativas, que incluyen estudios de grado, másteres, posgrados, programas de doctorado y más.

Conexiones sin hilo dentro de los chips para acelerar los ordenadores del futuro

El proyecto WINC pretende revolucionar la arquitectura de los ordenadores integrando redes inalámbricas dentro de los propios chips. Con el crecimiento exponencial del volumen de datos y el fin de la Ley de Moore, los sistemas actuales presentan un cuello de botella: la comunicación interna resulta demasiado lenta. WINC apuesta por la tecnología inalámbrica en frecuencias de terahercio para mejorar diez veces la velocidad, la eficiencia y la escalabilidad tanto de los ordenadores clásicos como de los cuánticos. El proyecto busca descubrir los límites de esta tecnología dentro de los chips, diseñar antenas y protocolos que se adapten y crear nuevas arquitecturas que aprovechen este cambio radical.

Convertidores de potencia más eficientes para camiones eléctricos

El proyecto RHODaS pretende desarrollar nuevas arquitecturas de convertidores de potencia mucho más eficientes y compactas gracias a nuevos materiales semiconductores y tecnologías avanzadas. Además, apuesta por un diseño ecológico y modular que permita integrar estas soluciones en una gran variedad de vehículos eléctricos, especialmente los de gran tonelaje, como camiones y remolques de más de 12 toneladas. Ello se traducirá en unos vehículos más sostenibles y autónomos a lo largo de su vida útil. También podrían aplicarse a vehículos más ligeros, para mejorar su rendimiento. El proyecto prevé validar estos sistemas en trenes de transmisión eléctrica de 1200 V destinados a vehículos pesados de cero emisiones.

Turbulencia dentro de los chips para mejorar la refrigeración

La turbulencia es un tipo de movimiento del fluido muy caótico y desordenado, pero muy eficiente para mezclar y transferir calor o energía. El proyecto SCRAMBLE pretende hacer posible, por primera vez, generar turbulencia dentro de microchips utilizando fluidos supercríticos a alta presión. Esto permitiría multiplicar por cien la eficiencia de la transferencia de energía en sistemas muy pequeños, con aplicaciones que van desde la refrigeración de procesadores y la energía en miniatura hasta nuevas tecnologías para motores y celdas de combustible. Estas tecnologías podrían contribuir significativamente a la transición hacia una economía energética más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

La UPC forma parte de la comunidad de innovación y conocimiento RawMaterials, del Instituto Europeo de Innovació y Tecnología (EIT), una iniciativa de la Unión Europea que tiene como objectivo impulsar la innovación y el crecimiento económico a través de la integración de la educación superior, la investigación y la innovación en el ámbito de las materias primas.

Tecnologías digitales y comunicaciones

Los semiconductores son fundamentales en el desarrollo de la computación y las tecnologías de la información, puesto que permiten el funcionamiento de microprocesadores, chips de memoria y otros componentes esenciales en ordenadores, servidores y dispositivos electrónicos. También desempeñan un papel clave en las telecomunicaciones, facilitando la transmisión de datos de alta velocidad a través de redes inalámbricas, fibra óptica y sistemas de comunicación por satélite, y hacen posible una conectividad global eficiente y fiable.

Industria, energía y transporte

En el ámbito industrial, los chips y semiconductores resultan indispensables en sistemas de control de procesos, robótica y automatización, puesto que mejoran la eficiencia y la productividad. En el sector energético, permiten el desarrollo de sistemas de electrónica de potencia como inversores y convertidores, esenciales para el almacenamiento y uso de energía, especialmente en fuentes renovables como los paneles solares y las turbinas. Tienen también aplicaciones críticas en el transporte, desde el control del motor y el frenado antibloqueo hasta sistemas de seguridad avanzados y aplicaciones aeroespaciales.

Consumo y salud

Los circuitos integrados están presentes en una gran variedad de dispositivos de electrónica de consumo, como teléfonos inteligentes, televisores y videoconsolas, donde permiten funciones avanzadas y una mejor experiencia de usuario. En el ámbito sanitario, la aplicación de estos circuitos en dispositivos médicos, sensores biomédicos, equipos de imagen e implantes ha supuesto una revolución, que se ha traducido en diagnósticos más precisos, tratamientos más personalizados y una gestión más eficiente de la información médica.

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