Es probable que tu nunca hayas oído hablar de la startup Akhan Semiconductor, pero la compañía está a la cabeza en la producción de hardware que pronto estará en tu teléfonos inteligente, en tu SmartWatch, en el ordenador portátil o en tu casco realidad virtual.
Los nuevos componentes que ha desarrollado Akhan no sólo duran más y funcionan mejor que la tecnología de hoy, sino que también harán su impacto ambiental mucho menos grave. ¿El gran secreto? El uso de diamantes.
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En lugar de hacer chips de procesamiento de silicio, Akhan está utilizando la gema favorita de joyería, el diamante. Ésta piedra preciosa se usa también para cortar otros materiales. De hecho, el diamante es el mineral más duro en la escala de Mohs. Tiene también una habilidad especial para la transferencia de calor, y es mucho más eficiente en la retención de energía en circuitos electrónicos, comparado con el silicio. Los minerales, en promedio, pueden operar en temperaturas cinco veces más altas y a la vez eliminar hasta el 90 por ciento de la energía típicamente perdida en el curso de la transferencia de electrones.
«Somos la única empresa en el mundo que puede crear [estos diamantes],» Carl Shurbof, jefe de operaciones de Akhan, dijo a Digital Trends, «y estamos en una posición única para crear un nuevo ecosistema.»
«Podemos crear una prenda de tecnología portátil usable que … sea completamente flexible y pueda envolverse fácilmente alrededor de tu muñeca.»
Las aplicaciones de esta tecnología son prácticamente infinitas. Para los dispositivos de consumo como el teléfono inteligente que llevas en el bolsillo, el diamante podría reducir drásticamente la cantidad de calor que produce. Un teléfono inteligente hecho con un procesador de diamante no nos calentaría la cara cuando estemos conversando con un amigo, por ejemplo. La otra ventaja es que la carga y el teléfono en sí, también podrían durar bastante más tiempo. Las altas temperaturas desgastan la electrónica de manera agresiva, lo que significa que cualquier reducción de calor tiene el potencial para aumentar su vida útil.
Los teléfonos podrían ser más delgados, ya que no necesitarían los disipadores de regulación de la temperatura y los ventiladores que tienen los modelos de silicio actuales. Y como un bono adicional, los móviles podrían ser incluso más rápidos – el margen térmico recién descubierto permitiría a los fabricantes de teléfonos aumentar su rendimiento.
Tal vez aún más increíble, la electrónica basada en el diamante podría ser más barata que sus contrapartes de silicio, dijo Shurboff. Esto es también gracias a que se evitaría todo lo que esta relacionado con mantener el aparato lo suficientemente fresco como para que uno lo pueda manipular.
Pero los teléfonos inteligentes no son los únicos dispositivos que pueden beneficiarse. Los fabricantes de automóviles eléctricos Tesla, tienen como objetivo mejorar la eficiencia de los circuitos alrededor de un 18 por ciento, una meta que según Shurboff los circuitos de diamantes de Akhan podrían exceder fácilmente. Los diamantes están hechos a medida para la fabricación aeroespacial y empresas de productos pesados, que a menudo requieren materiales lo suficientemente fuertes como para resistir la radiación extrema como la de los rayos x.
Adam Khan, fundador y director ejecutivo de Akhan, concibió la idea en el 2007, cuando comenzó a perseguir la comercialización de productos electrónicos basados en uso de diamantes. Khan, es un graduado de la Universidad de Illinois en Chicago y de la Instalación de Fabricación de la Universidad de Stanford. Como ingeniero eléctrico se enfocó en tratar de resolver las dos barreras más imponentes que tiene la producción de diamante en masa: su deposición, el proceso instalar una capa de diamantes arriba una base de tipo oblea; y el ajuste fino de las propiedades eléctricas del diamante.
Pero Khan tuvo una ventaja con respecto a sus colegas: el apoyo de los científicos del Laboratorio Nacional de Energía Argonne (DOE) de los EE.UU. Akhan firmó acuerdos de licencia de propiedad intelectual, lo que le dio a la empresa exclusividad en los métodos para crear diamantes sintéticos y su utilización para producir transistores, condensadores, y resistencias – que son los componentes esenciales de los ordenadores de hoy en día.
La investigación del laboratorio encajaba con uno de los primeros avances de Khan: diamantes adheridos con seguridad a los metales conductores. La novedad estuvo en el proceso de unión. Khan encontró una manera de fijar de manera fiable los metales y aleaciones a las obleas de diamante sin afectar la conductividad de cualquiera de los materiales. Ese descubrimiento establece los engranajes finales en el gol de Akhan: la creación de Semiconductores – el componente esencial de los circuitos eléctricos – hecha de diamante. El año 2012 Akhan recibió la patente de los EE.UU. por este trabajo.
No son tus diamantes típicos
Los diamantes con los que trabaja Akhan no son el corte típico que puede encontrarse en una diadema de Harry Winston. En su lugar, Carl Shurboff, Jefe de Operaciones de Akhan le dijo a Digitl Trends, que éstos están diseñados expresamente para filtrar electrones por el interior de los aparatos.
«Cuando se dice ‘diamante’, todo el mundo piensa en diamantes de minas o diamantes de sangre», dijo Shurboff. «La idea de un diamante semiconductor es difícil de explicarle al público en general.»
A diferencia de los diamantes extraídos de túneles subterráneos en Siberia y Zimbabwe, los de Akhan son hechos por el hombre y fabricados con metano – «la molécula más abundante en el universo,» Shurboff aclaro. Éste es un hecho fundamental que le permite a la empresa mantener costos razonables.
Para producir estos diamantes, Akhan utiliza microondas que calientan un reactor lleno de hidrógeno, argón, y el metano antes mencionado. Una vez que el ciclo termina, el metano alcanza un estado de plasma, tomando la consistencia y la apariencia de un gas muy caliente. El resultado: las hojas delgadas de material de diamante que miden 1/70 del diámetro de un cabello humano. Aquí es donde comienza el futuro.
Dispositivos translúcidos, y que se pueden doblar
Más emocionante que un teléfono inteligente con corazón de diamante es lo que hay en el horizonte: dispositivos flexibles y translúcidos. Akhan está trabajando en semiconductores de diamantes flexibles que se pueden doblar un total de 45 grados en cualquier dirección, lo que Shurboff piensa que sería una gran ayuda para smartwatches y rastreadores de fitness.
«Las personas que compraron smartwatches y están interesados en tener un buen estilo, no les gusta los aparatos voluminosos y feos”, comentó Shurboff. «Nosotros podemos crear una tecnología portátil que puede ser transpuesta a cualquier cosa que desee, es totalmente flexible, y puede fácilmente envolverse alrededor de tu muñeca.»
Los diamantes no se van a germinar en una noche, por supuesto. Akhan ha empezado poco a poco. Primero esta combinando su tecnología de diamante con el silicio tradicional para una clientela industrial. Su nueva planta de Gurnee, el producto de un paquete de incentivos $ 5.5 millones de dólares del estado de Illinois, comenzó a distribuir chips el primer trimestre del 2016. Habrá que esperar otros dos años para que salgan modelos de diamantes listos para el consumo general.
Y cuando lo hagan, Shurboff dijo que el impacto ambiental será insignificante. La compañía afirma que sus diamantes semiconductores requieren un 20 por ciento menos de agua para producir que el silicio. Los dispositivos que, gracias a sus chips no necesitan disipadores de calor y ventiladores reducirán los materiales térmicos (que normalmente terminan en la basura), a más o menos 85-90 por ciento. Si bien actualmente Akhan obtiene las fuentes de metano de terceros, Shurboff dijo que en el futuro una fuente de metano podría se la utilización de los gases producidos por los coches.
«Estamos trabajando con la gente de alto calibre y socios de alto valor», agregó Shuroff. «Somos líderes mundiales en este campo.»
Pasara un tiempo antes de Akhan consiga un chip para el mercado global de semiconductores, una industria con un valor estimado de $ 327 millones de dólares en 2016, pero Shurboff confía en que los diamantes serán un gran competencia para el silicio.
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