Un xip de nitrur de gal·li (GaN) dissenyat per la Universitat Estatal de Pennsilvània ha aconseguit operar a 800 °C, superant l’anterior marca dels xips de carbur de silici (SiC) a 600 °C i establint un nou rècord per a l’electrònica d’alta temperatura. Aquest avenç obre la porta a sensors i circuits en entorns extrems com sondes a Venus, turbines de gas, motors hipersònics i processos químics intensius.

- La clau tècnica: tant el **GaN** com el **SiC** són semiconductors de banda prohibida ampla, cosa que evita que els transistors quedin “sempre encesos” a alta temperatura perquè cal més energia per excitar els electrons cap a la banda de conducció. El GaN, a més, aporta avantatges particulars gràcies als seus transistors HEMT.
- Com funciona el HEMT de GaN: utilitza una capa d’**AlGaN** sobre **GaN** que crea una **gas d’electrons bidimensional (2DEG)** a la interfície. Aquest 2DEG concentra càrrega amb molt poca resistència, permetent:
- Comutació més ràpida entre estat apagat/encès.
- Més corrent per voltatge aplicat (major densitat de corrent).
- En SiC és molt més difícil generar un 2DEG equivalent, per això el GaN pot assolir millor rendiment a alta temperatura.

- Les innovacions que han permès arribar als 800 °C:
- **Minimització del corrent de fuita** perquè el transistor realment es mantingui apagat quan toca.
- Ús d’una **barrera de tantal silici** per protegir el dispositiu i impedir reaccions indesitjades (per exemple, del titani amb l’AlGaN) que podrien destruir el 2DEG.
- Disseny dels contactes metàl·lics laterals per evitar que toquin el 2DEG i n’augmentin la inestabilitat.

- Aplicacions potencials:
- Monitoratge en turbines de gas i refineries, on la calor extrema fins ara impedia electrònica integrada.
- Missions espacials com una sonda a **Venus** (temperatura ambient ~470 °C): si el xip aguanta 1 hora a 800 °C, a 600–700 °C pot durar molt més.
- Aeronàutica i defensa: vehicles hipersònics poden superar els 1.500 °C a les arestes d’atac, on sovint hi ha radars i processadors que requereixen electrònica resistent a la calor.

- Reptes pendents:
- **Fiabilitat a llarg termini** del GaN per sobre de 500 °C: es tem l’aparició de microfissures i microesquerdes; avui els prototips aguanten aproximadament 1 hora a 800 °C.
- Reduir dependències de materials com el **titani** dins l’estructura del dispositiu per evitar reaccions que perjudiquin el 2DEG.
- Escalar el dispositiu per fer-lo **més ràpid** i preparar la **comercialització**, aprofitant que hi ha pocs proveïdors d’electrònica per a condicions tan extremes.

- Competència oberta GaN vs SiC:
- El GaN marca el rècord de temperatura gràcies als HEMT i al 2DEG, però el **SiC** destaca per la seva robustesa i **fiabilitat**; equips rivals treballen per portar el SiC a rangs tèrmics similars.
- És probable que totes dues tecnologies **coexistisquen**, cadascuna en el seu nínxol, mentre la cursa per l’electrònica d’ultra-alta temperatura continua “escalfant-se”.