{"id":112657,"date":"2013-04-04T15:56:59","date_gmt":"2013-04-04T18:56:59","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=112657"},"modified":"2013-06-25T15:46:16","modified_gmt":"2013-06-25T18:46:16","slug":"memorias-del-futuro-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/memorias-del-futuro-3\/","title":{"rendered":"Memorias del futuro"},"content":{"rendered":"
\"Discos

EDUARDO CESAR<\/span>Discos de silicio, el semiconductor que es la base del chip de memoriaEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

Publicado en noviembre 2008<\/em><\/p>\n

Una memoria electr\u00f3nica que guarda la informaci\u00f3n incluso desconectada de una fuente de energ\u00eda, utilizada en chips de tarjetas inteligentes (smart cards) en boletos de transporte p\u00fablico, celulares, televisi\u00f3n digital y transacciones bancarias, se elaborar\u00e1 en una nueva f\u00e1brica que se erigir\u00e1 en 2009 en la\u00a0 ciudad de S\u00e3o Carlos, interior paulista. La presencia en la regi\u00f3n del Centro Multidisciplinario para el Desarrollo de Materiales Cer\u00e1micos, uno de los Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid) de la FAPESP, que cuenta con la participaci\u00f3n de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de Araraquara y la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), fue decisiva en la elecci\u00f3n de la ciudad como sede de la f\u00e1brica de semiconductores ferroel\u00e9ctricos. Socio en la empresa, de dicho centro de materiales cer\u00e1micos han salido 25 doctores y 17 m\u00e1steres en materiales ferroel\u00e9ctricos desde 2000, cuando ese Cepid fue creado. Muchos de esos profesionales o estudiantes de posgrado podr\u00e1n trabajar en la f\u00e1brica brasile\u00f1a.<\/p>\n

Inicialmente, la memoria de acceso aleatoria ferroel\u00e9ctrica, el FeRAM, tambi\u00e9n conocida como memoria no vol\u00e1til, ser\u00e1 producida con tecnolog\u00eda desarrollada por la empresa estadounidense Symetrix, creada hace 18 a\u00f1os en Estados Unidos por el brasile\u00f1o Carlos Paz de Ara\u00fajo, docente de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica de la Universidad de Colorado. El centro tambi\u00e9n contar\u00e1 con la participaci\u00f3n activa en el desarrollo de nuevas memorias ferroel\u00e9ctricas y de nuevos materiales. \u201cVamos a orientar la investigaci\u00f3n en nuevas memorias ferroel\u00e9ctricas porque sabemos que puede aplic\u00e1rsela, pero no\u00a0 vamos a dejar de lado la investigaci\u00f3n b\u00e1sica\u201d, dice el f\u00edsico Jos\u00e9 Arana Varela, docente del Instituto de Qu\u00edmica de Araraquara y prorrector de Investigaci\u00f3n de la Unesp, adem\u00e1s de ser el responsable de la divisi\u00f3n de innovaci\u00f3n del Cepid.<\/p>\n

Una delgada pel\u00edcula ferroel\u00e9ctrica<\/strong>
\nconstituida de capas muy finas de material semiconductor\u2013desarrollada por el centro de cer\u00e1micos mediante un nuevo m\u00e9todo, relativamente sencillo y de bajo costo, es una firme candidata para su futura utilizaci\u00f3n en los chips de memoria que se producir\u00e1n en la\u00a0 f\u00e1brica de S\u00e3o Carlos. \u201cLogramos obtener nuevos materiales con capacidad de almacenamiento hasta 250 veces mayor que las memorias convencionales\u201d, dice el qu\u00edmico Elson Longo, director general del Centro Multidisciplinario para el Desarrollo de Materiales Cer\u00e1micos, conocido por la sigla CMDMC. Estos nuevos materiales se elaboran a partir de una soluci\u00f3n org\u00e1nica obtenida de \u00e1cidos c\u00edtricos, presentes en frutas tales como naranja y lim\u00f3n (lea en Pesquisa FAPESP n\u00ba 52), mezclada con bario, plomo y titanio. \u201cEl compuesto se lleva a un horno sencillo a una temperatura de hasta 300\u00ba Celsius para extraer algunos elementos org\u00e1nicos como el carbono\u201d, explica Varela. Luego se efect\u00faa la cristalizaci\u00f3n del material en un aparato de microondas dom\u00e9stico para la obtenci\u00f3n de una pel\u00edcula delgada de titanato de bario y plomo. \u201cInicialmente vamos a emplear el proceso de la empresa estadounidense. En el futuro podremos trabajar con otros materiales adem\u00e1s de los que hemos desarrollado para fabricar pel\u00edculas (capas muy delgadas de material semiconductor) menos espesas\u201d, dice Varela. Cuanto m\u00e1s fino es el film, mayor es la integraci\u00f3n que puede hacerse en el sistema semiconductor y menor el costo final. Entre las ventajas del uso de pel\u00edculas delgadas ferroel\u00e9ctricas en la preparaci\u00f3n de dispositivos electr\u00f3nicos, en comparaci\u00f3n con las cer\u00e1micas magn\u00e9ticas utilizadas para memoria, se encuentran su menor tama\u00f1o, su bajo peso, la alta velocidad de escritura y lectura y el bajo voltaje de operaci\u00f3n.<\/p>\n

Los materiales ferroel\u00e9ctricos permiten la construcci\u00f3n de memorias electr\u00f3nicas que no\u00a0 necesitan ning\u00fan tipo de energ\u00eda para funcionar. \u201cLa capacidad de almacenar informaciones est\u00e1 ligada al ordenamiento de sus \u00e1tomos\u201d, dice Longo. Cada c\u00e9lula de memoria est\u00e1 compuesta de un \u00fanico transistor de acceso conectado a un capacitor ferroel\u00e9ctrico, un dispositivo que almacena energ\u00eda en un campo el\u00e9ctrico. El transistor act\u00faa como un interruptor, lo que permite que el circuito de control lea o escriba los n\u00fameros 0 y 1, del sistema binario, que se almacenar\u00e1n en el capacitor. El principio empleado es el mismo de los semiconductores magn\u00e9ticos que van en las tarjetas de cr\u00e9dito comunes y en los boletos de transporte. \u201cLa diferencia radica en que las tarjetas magn\u00e9ticas deben acercarse a un lector para pasar la informaci\u00f3n, mientras que las tarjetas ferroel\u00e9ctricas pueden leerse a una distancia de hasta seis metros\u201d, explica Longo. La lectura se hace por radiofrecuencia. El chip, de alrededor de dos mil\u00edmetros cuadrados de tama\u00f1o y espesor, no es visible. Embutido en las tarjetas o en celulares, por ejemplo, posee un sistema de protecci\u00f3n contra hackers.<\/p>\n

\"El

EDUARDO CESAR<\/span>El chip de memoria ferroel\u00e9ctrica puede leerse a una distancia de hasta seis metrosEDUARDO CESAR<\/span><\/p><\/div>\n

En Jap\u00f3n, donde la tecnolog\u00eda desarrollada por Ara\u00fajo y su equipo fue licenciada para la empresa Panasonic, se la utiliza en tarjetas del metro, de trenes y en los registros de conducir. Tambi\u00e9n es posible pagar las compras usando el celular, sin necesidad de recurrir a las tarjetas de cr\u00e9dito o d\u00e9bito. En Brasil, desde que se hizo el anuncio de la instalaci\u00f3n de la f\u00e1brica, varias empresas se han interesado en la tecnolog\u00eda. Pretenden sustituir las tarjetas magn\u00e9ticas por las ferroel\u00e9ctricas en diversas aplicaciones. \u201cUn gran banco brasile\u00f1o, que no desea importar la tecnolog\u00eda por cuestiones de seguridad, nos consult\u00f3 para producir tarjetas\u201d, dice Varela, que no revela el nombre de la instituci\u00f3n financiera porque las negociaciones a\u00fan est\u00e1n en marcha. Para el sector automotor, por ejemplo, podr\u00e1 desarrollarse un sistema anticolisi\u00f3n, una tecnolog\u00eda patentada por Symetrix.\u00a0 \u201cCon esa memoria es posible instalar un sistema de seguridad en el coche con sensores en la franja del infrarrojo, que funcionar\u00e1n como c\u00e1maras de visi\u00f3n nocturna para detectar la presencia de personas, animales o coches parados, en una franja de 100 a 200 metros adelante del veh\u00edculo\u201d, explica.<\/p>\n

Control integrado<\/b>
\nEn los supermercados, la utilizaci\u00f3n de la memoria ferroel\u00e9ctrica en lugar de los c\u00f3digos de barras permitir\u00e1 un control integrado de los productos. Informaciones tales como la fecha de validez del producto, el nombre del fabricante, el precio, el stock y la cantidad comprada estar\u00e1n dentro de un dispositivo del tama\u00f1o de una punta de alfiler. \u201cNo es un mero c\u00f3digo de barras, sino una memoria inteligente\u201d, dice Longo.\u00a0 \u201cCada etiqueta con un chip embutido costar\u00e1 menos de 0,01 real\u201d, subraya Varela. El consumidor que salga de compras sabr\u00e1 anticipadamente cu\u00e1nto gast\u00f3 al pasar a una distancia de tres o cuatro metros de un tablero. De acordar en finalizar la compra, antes de salir por la puerta se le har\u00e1 el d\u00e9bito o el cr\u00e9dito en la tarjeta que carga en el bolsillo. \u201cMientras que una tarjeta magn\u00e9tica (igual a las de cr\u00e9dito o d\u00e9bito) dura entre cuatro o cinco a\u00f1os, el ferroel\u00e9trico puede utilizarse hasta un bill\u00f3n de veces en las funciones escribir y leer de forma magn\u00e9tica (la forma en que las informaciones se graban en la memoria ferroel\u00e9ctrica), lo que brinda un promedio de vida \u00fatil de dos mil a\u00f1os\u201d, explica Varela. Una de las razones para ese menor tiempo de vida \u00fatil de las tarjetas magn\u00e9ticas es la necesidad del contacto directo para la lectura. Desde 1992 investigadores ligados al grupo que dio origen al CMDMC empezaron a estudiar los materiales ferroel\u00e9ctricos. El conocimiento originado en esos estudios result\u00f3 en la publicaci\u00f3n de 112 art\u00edculos cient\u00edficos en revistas nacionales e internacionales. \u201cComenzamos las investigaciones en la\u00a0 misma \u00e9poca que Carlos Ara\u00fajo, en la Universidad de Colorado\u201d, dice Longo. \u201cTrabajamos b\u00e1sicamente con los mismos compuestos desde entonces, pero \u00e9l patent\u00f3 el conocimiento generado por su equipo y mont\u00f3 una empresa\u201d. Ara\u00fajo, docente de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica, cre\u00f3 Symetrix con recursos del Small Business Innovation Research (SBIR), un programa estadounidense de apoyo a las peque\u00f1as empresas innovadoras que inspir\u00f3 la creaci\u00f3n del Programa de Investigaci\u00f3n Innovadora en la Peque\u00f1a y Microempresa (Pipe) de la FAPESP. Hoy en d\u00eda, la empresa tiene m\u00e1s de 200 patentes internacionales.<\/p>\n

La sociedad con los investigadores brasile\u00f1os empez\u00f3 durante un congreso sobre materiales semiconductores ferroel\u00e9ctricos en Portugal, a finales de 2006. En dicha\u00a0 ocasi\u00f3n, Ara\u00fajo le dijo a Varela que le gustar\u00eda visitar Brasil para hablar de su experiencia en el \u00e1rea. Poco tiempo despu\u00e9s, los investigadores del centro de cer\u00e1micos organizaron un simposio en Natal, R\u00edo Grande do Norte, ciudad donde Ara\u00fajo naci\u00f3 y vivi\u00f3 hasta los 17 a\u00f1os, antes de mudarse a Estados Unidos a finales de la d\u00e9cada de 1960, despu\u00e9s de participar de un programa de intercambio estudiantil.\u00a0 \u201cFue a partir del encuentro en Portugal que surgi\u00f3 la idea de montar una f\u00e1brica de semiconductores ferroel\u00e9ctricos en Brasil\u201d, comenta Longo. Inicialmente, adem\u00e1s de S\u00e3o Paulo, estaban en la pugna los estados de Pernambuco y R\u00edo de Janeiro. La elecci\u00f3n de S\u00e3o Carlos se dio en raz\u00f3n del conocimiento obtenido por el grupo de Longo y Varela durante estos a\u00f1os de investigaci\u00f3n en el \u00e1rea. Symetrix, que posee patentes licenciadas en Jap\u00f3n, Corea del Sur, Europa y Estados Unidos, firm\u00f3 en Brasil una asociaci\u00f3n comercial con el grupo brasile\u00f1o Emcalso-Damha, un conglomerado de empresas de construcci\u00f3n pesada y emprendimientos inmobiliarios con m\u00e1s de 40 a\u00f1os de actuaci\u00f3n en diversos segmentos. \u201cEl consorcio internacional viabiliza no solamente la producci\u00f3n para el mercado interno, sino tambi\u00e9n la exportaci\u00f3n\u201d, dice Longo. La empresa de Ara\u00fajo tiene tres divisiones: Symetrix Devices, responsable del desarrollo de los sistemas y las memorias,\u00a0 Symetrix Systems, que se encarga de las tarjetas y etiquetas inteligentes, y Symetrix Development, responsable del \u00e1rea de investigaci\u00f3n, desarrollo e innovaci\u00f3n y de las licencias de tecnolog\u00edas de la empresa.<\/p>\n

Proyecto alem\u00e1n<\/b>
\nBrasil importa anualmente alrededor de 100 millones de d\u00f3lares en chips, pero ninguno de ellos tiene memoria ferroel\u00e9ctrica. La participaci\u00f3n brasile\u00f1a representa alrededor del 2% del mercado mundial, del orden de los 52 mil millones de d\u00f3lares. Los planes del consorcio contemplan atender en la primera fase toda la demanda del mercado interno. La tecnolog\u00eda de memoria de Symetrix compite con otros tipos de memoria no vol\u00e1tiles como la Flash, empleada principalmente en tarjetas de memoria para c\u00e1maras fotogr\u00e1ficas, pen drives, aparatos de MP3 y celulares. La inversi\u00f3n inicial para la instalaci\u00f3n de la f\u00e1brica, que empezar\u00e1 a erigirse en 2009 y estar\u00e1 lista en 2011, es de 250 millones de d\u00f3lares. Actualmente, los socios est\u00e1n estructurando el plan de negocios. \u201cComo ya est\u00e1 definido el tama\u00f1o de la f\u00e1brica, se contrat\u00f3 a una empresa alemana para que se hiciera cargo del proyecto\u201d, dice Varela. La fabricaci\u00f3n de los chips con memoria ferroel\u00e9ctrica requiere un ambiente ultralimpio y de profesionales capaces de hacer la deposici\u00f3n de pel\u00edculas delgadas. \u201cNosotros contamos con personal calificado que sabe hacer la deposici\u00f3n qu\u00edmica y el tratamiento t\u00e9rmico necesario para la construcci\u00f3n de los chips\u201d, dice Varela.<\/p>\n

Las pel\u00edculas delgadas pueden hacerse tanto por deposici\u00f3n f\u00edsica como qu\u00edmica. La tecnolog\u00eda patentada por Symetrix, licenciada para Jap\u00f3n y que se emplear\u00e1 en la\u00a0 producci\u00f3n en S\u00e3o Carlos, utiliza una ruta qu\u00edmica, que es m\u00e1s barata porque puede us\u00e1rsela en grandes vol\u00famenes de material.\u00a0 \u201cLa soluci\u00f3n qu\u00edmica es depositada gota por gota sobre discos de silicio, un semiconductor que es la base del chip de memoria\u201d, explica Varela. \u201cEl tama\u00f1o del film depende de la viscosidad de la gota\u201d. Varios tipos de film con propiedades aislantes, ferroel\u00e9ctricas y conductoras, responsables de la funcionalidad del dispositivo, son depositados sobre los discos de silicio, conocidos como wafers. \u201cPara cada tipo de utilizaci\u00f3n se crea una arquitectura a la medida del material\u201d, dice Longo. La comunicaci\u00f3n entre los materiales que componen el chip de memoria es simult\u00e1nea. \u201cCuanto mayor sea la conductividad del material, m\u00e1s r\u00e1pida es la respuesta\u201d, explica.<\/p>\n

El proyecto
\n<\/b>Memorias ferroel\u00e9ctricas Modalidad <\/i><\/b>Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid\u2019s) Coordinador <\/i><\/b>Elson Longo \u2013 Centro Multidisciplinario para el Desarrollo de Materiales Cer\u00e1micos Inversi\u00f3n <\/i><\/b>R$ 1.200.000,00 por a\u00f1o para todo el CMDMC (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/i>
\n1. Costa, C.E.F. et al.<\/i> Influence of strontium concentration on the structural, morphological, and electrical properties of lead zirconate titanate thin films. Applied Physics A: Materials Science & Processing<\/b>. v. 79, n. 3, p. 593-597 ago. 2004.
\n2. Sim\u00f5es, A.Z. et al.<\/i> Electromechanical properties of calcium bismuth titanate films: A potential candidate for lead-free thin-film piezoelectrics. Applied Physics Letters (published online<\/b>). 17 feb. 2006.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Memorias del futuro","protected":false},"author":22,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[],"coauthors":[115],"class_list":["post-112657","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/112657","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/22"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=112657"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/112657\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=112657"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=112657"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=112657"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=112657"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}