Elettronica più sostenibile con il GaN, il silicio del futuro: la sfida dei ricercatori Unical

È stato definito il “silicio del futuro”. È il GaN (nitruro di gallio), un semiconduttore come il silicio – oggi il componente fondamentale per l’elettronica avanzata e l’informatica – ma con prestazioni nettamente superiori. È più versatile, affidabile, resistente: è capace di trasferire grandi quantità di energia quasi annullandone la dispersione e senza surriscaldarsi. Oggi è utilizzato nei led, nei laser per i dischi blu-ray, nei trasmettitori a radiofrequenza o nei radar. Le sue applicazioni sono ancora tante, ma si tratta di una tecnologia nuova e ancora da studiare.

Anche i ricercatori Unical sono impegnati in questa sfida con il progetto GaN4AP (GaN for Advanced Power Applications), finanziato dall’Unione Europea attraverso il programma Horizon 2020. I partner italiani del progetto GaN4AP riceveranno un ulteriore finanziamento dal ministero dello Sviluppo Economico.

L’obiettivo di GaN4AP è quello di rendere l’elettronica basata su GaN la principale tecnologia per i sistemi di conversione di potenza, con la possibilità di sviluppare sistemi elettronici di potenza con perdita di energia prossima allo zero.

Il consorzio del progetto GaN4AP vede la presenza di importanti aziende del settore elettronico, energetico ed automobilistico come STMicroelectronics, Ferrari, Enel, Valeo, NXP e Aixtron.

L’Unical partecipa a GaN4AP attraverso il Consorzio Nazionale Interuniversitario per la Nanoelettronica IU.NET, costituito da 12 università italiane attive nell’area delle Tecnologie Elettroniche.

Il progetto GaN4AP è il quarto progetto europeo Horizon 2020 nell’ambito dei dispositivi elettronici, presentato attraverso il consorzio IU.NET, insieme a R2RAM, WInSiC4AP e REACTION.

GaN4AP punta allo sviluppo di sistemi elettronici di potenza innovativi per la conversione e la gestione della potenza con architettura avanzata e topologia circuitale basata su transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT) all’avanguardia fondati su GaN, che possono raggiungere l’efficienza di conversione della potenza richiesta del 99 per cento.

Tra gli obiettivi del progetto anche quello di sviluppare un materiale innovativo (nitruro di alluminio e scandio, AlScN) che, combinato con soluzioni avanzate di crescita e processo, possa fornire proprietà fisiche eccezionali per transistor di potenza altamente efficienti. Si mira, inoltre, a sviluppare una nuova generazione di dispositivi basati su GaN; produrre nuove soluzioni GaN intelligenti e integrate (STi2GaN) sia nelle varianti System in Package (SiP) sia monolitiche, che favoriscano la generazione di convertitori di potenza per la mobilità elettrica.

Il responsabile scientifico dell’Università della Calabria è il professor Felice Crupi del Dipartimento di Ingegneria Informatica, Modellistica, Elettronica e Sistemistica.