Dado que la electrónica civil y militar se ha vuelto indispensable, quienes tienen las materias primas dictan la ley

Nuestra vida está dominada por la electrónica, incluso para las operaciones más triviales que hacemos a través de un teléfono móvil, como enviar y recibir documentos, pagar, mostrar valores como boletos o recibos, reservar vacaciones, bienes o servicios.

Temas tratados en el artículo:

- Cómo se construyen los microchips

- Cuáles son las principales materias primas utilizadas

- ¿Qué son el galio y el germanio?

- Producción mundial de galio y germanio

Puedes encender o apagar la calefacción, el aire acondicionado, regar el jardín, enfriar o calentar el coche, comprobar dónde lo tienes aparcado, ver el tiempo etc..

Pero toda esta tecnología, la que podemos ver y la que no conocemos en detalle, siendo parte de un producto , necesita materiales para poder vivir y algunos de estos son decididamente raros, caros y no están al alcance de todos.

Desde el estallido de la guerra ruso-ucraniana, nos hemos vuelto aún más conscientes de que mucha, si no toda, la tecnología militar hace un uso extensivo de semiconductores, tanto para la guerra activa como para el control y la intercepción.

Misiles y drones que golpean objetivos, bombas guiadas, interferencias de guerra electrónica, son solo una parte del uso que los ejércitos hacen en el campo militar.

Cómo se fabrican los microchips

La construcción de un microchip, también llamado circuito integrado, es un proceso complejo que implica varios pasos de fabricación.

La primera fase, la de diseño, parte de la concepción y diseño del microchip. Los ingenieros definen la funcionalidad y la disposición de los componentes dentro del chip mediante un software especializado.

Luego pasamos a la fabricación de obleas, realizadas utilizando silicio como material base. Una oblea de silicio se produce mediante un proceso llamado "crecimiento de cristales".

En este proceso, el silicio fundido se cultiva en una semilla de silicio para formar un gran cilindro de cristal. Posteriormente, el cilindro se corta en finas lonchas llamadas barquillos.

Posteriormente, las obleas de silicio se someten a un proceso de limpieza para eliminar cualquier impureza de la superficie y garantizar la máxima pureza del material.

En este punto tiene lugar la creación del circuito, mediante el uso de una serie de máscaras fotolitográficas para "imprimir" el modelo del circuito en la oblea.

Las máscaras están hechas de un material fotosensible y están expuestas a una luz ultravioleta a través de la oblea. Este proceso transfiere el modelo del circuito a la capa fotosensible de la oblea.

Después de la fotolitografía, la oblea se somete a un proceso de grabado químico o plasma para eliminar la capa fotosensible y los materiales no deseados, dejando solo las regiones deseadas del bucle.

Se añaden capas finas de materiales, como metales (normalmente aluminio o cobre), óxidos y nitritos, mediante técnicas de deposición química. fase de vapor (CVD) o pulverización catódica. Estas capas sirven para formar los contactos y aislar las distintas partes del circuito.

Se realiza otro proceso de fotolitografía para definir y grabar los detalles de las estructuras de los componentes en el chip, como transistores, capacitores y líneas de interconexión.

Después de la segunda fotolitografía, se depositan capas de metales conductores y posteriormente se graban para crear las líneas de interconexión que conectan los diversos componentes en el chip.

Después de fabricar la oblea, los chips se prueban para asegurarse de que funcionan correctamente. Luego, los chips de trabajo se cortan de la oblea y se empaquetan en cubiertas protectoras, a menudo de plástico o cerámica, con clavijas de contacto para conectarlos a un circuito externo.

¿Cuáles son las principales materias primas utilizadas para producir semiconductores

Los microchips contienen varios materiales, incluidos algunos que pueden considerarse "materias primas raras". Los principales componentes utilizados son los siguientes:

El silicio es el material base predominante utilizado para fabricar microchips. Es abundante en la corteza terrestre y está ampliamente disponible.

Oro se utiliza para contactos e interconexiones dentro de microchips debido a su excelente conductividad y resistencia a la corrosión.

Cobre se utiliza en las interconexiones y circuitos impresos dentro del microchip debido a su alta conductividad eléctrica. El cobre es un material abundante y ampliamente utilizado en muchas industrias.

Aluminio se usa a menudo para contactos y capas conductoras dentro de microchips. Tiene buena conductividad eléctrica y está ampliamente disponible.

El germanio es menos común que el silicio, pero se puede usar en algunas aplicaciones especializadas, como los transistores de alta velocidad.

El indio se utiliza para la producción de transistores de alta frecuencia y pantallas de cristal líquido (LCD). Es un material relativamente raro y caro.

Galio se utiliza en algunos dispositivos semiconductores de alto rendimiento. Es un material raro y caro.

¿Qué son el galio y el germanio?

Galio es un elemento químico que tiene el símbolo Ga en la tabla periódica. Es un metal blando de color plateado claro y se utiliza en diversas aplicaciones tecnológicas, incluidos los semiconductores.

A menudo se emplea para la producción de dispositivos semiconductores de alto rendimiento, como transistores de alta frecuencia, LED, láseres y células solares de película delgada.

El galio es relativamente abundante en la corteza terrestre, pero generalmente se extrae como subproducto del procesamiento del mineral de aluminio.

El germanio es un elemento químico con el símbolo Ge en la tabla periódica. Es un semimetal gris plateado y se usa ampliamente en la fabricación de semiconductores.

El germanio fue uno de los primeros materiales utilizados para fabricar transistores y diodos, y todavía se utiliza en dispositivos semiconductores de alto rendimiento. También se emplea en fibras ópticas y lentes para espectroscopia infrarroja.

El germanio se encuentra principalmente en el mineral de zinc, la esfalerita y la argirodita, y se extrae principalmente de las minas de zinc, cobre y carbón.

Producción mundial de galio y germanio

Por mucho que todos sepamos el valor del oro y su origen geográfico, es bueno recordar de dónde se extraen el galio y el germanio y quién mantiene el mercado.

Veamos quiénes son los principales productores de galio actualizados a 2021:

China es el principal productor mundial de galio y representa una parte importante de la producción mundial.

Japón es otro gran productor de galio, con varias empresas involucradas en la producción de este elemento.

Estados Unidos también tiene una importante producción de galio, con varias empresas dedicadas a su extracción y producción.

Rusia es un notable productor de galio, con varias minas e instalaciones de producción.

Alemania tiene una producción modesta de galio.

Los principales productores de germanio actualizados a 2021:

China es el principal productor mundial de germanio y representa una parte importante de la producción mundial.

Rusia es un importante productor de germanio, con varias minas y plantas de procesamiento.

Estados Unidos también tiene una importante producción de germanio, con minas activas y empresas dedicadas a su extracción.

Canadá es otro país que contribuye a la producción mundial de germanio.

Bélgica alberga algunas empresas que se ocupan del procesamiento y la producción de germanio.

Con miras a un cambio de los ejes político-militares globales y al nacimiento de nuevas coaliciones internacionales, la disponibilidad de materias primas y de tierras raras para necesidades civiles e industriales, se convierte en un arma política, un chantaje económico, una ventaja estratégica.

Traducción automática. Nos disculpamos por cualquier inexactitud. Artículo original en italiano.