«Yo diría que será en 2026/27 cuando veamos cómo el GaN entra de verdad en la producción en masa», afirma Antoine Jalabert, vicepresidente de la división de GaN del proveedor de semiconductores Onsemi.

«Si nos fijamos en la hoja de ruta de Nvidia, no hay otra opción que utilizar GaN para alcanzar ese tipo de densidades de potencia».

El GaN —también conocido como nitruro de galio— es un material de banda ancha famoso por su capacidad para soportar temperaturas y tensiones más elevadas. Está compuesto por galio, un metal blando y plateado utilizado principalmente en electrónica, y nitrógeno. Este compuesto pierde mucha menos energía en forma de calor que otros materiales —como el silicio o el carburo de silicio— durante la conversión de energía, ya que sus electrones pueden moverse más rápido.

«Los materiales de banda ancha presentan menores pérdidas, lo que simplemente significa que, al activarse o desactivarse, disipan menos calor, lo que nos permite llevarlos a frecuencias más altas», explica Jalabert. «Esto resulta útil porque, cuando se dispone de un sistema que funciona a una frecuencia más alta —especialmente en el caso de las fuentes de alimentación conmutadas—, ese sistema puede ser más pequeño».

Este compuesto lleva en manos de los científicos desde principios de la década de 1930, pero los primeros transistores basados en GaN no se desarrollaron hasta mediados de la década de 1990. En la actualidad, los transistores de GaN se encuentran principalmente en cargadores (para todo tipo de dispositivos, desde el móvil hasta los vehículos eléctricos). Sin embargo, debido a las necesidades energéticas cada vez mayores de los servidores, este material está poniendo ahora su mirada firmemente en el sector de los centros de datos, aportando una promesa de eficiencia, durabilidad y capacidades de conmutación rápida que el silicio simplemente no puede igualar.

A pesar de las ventajas conocidas de esta tecnología, Jalabert afirma que la adopción del nitruro de galio ha sido sorprendentemente lenta, sobre todo en el ámbito de los centros de datos, donde es probable que tenga el mayor impacto.

«El mundo llevaba esperando que el GaN se abriera paso en el ámbito de los servidores y las telecomunicaciones desde que empezamos a hablar de esta tecnología hace unos 10 o 15 años. ¿Por qué? Porque ahí es donde realmente se necesita densidad de potencia. ¿Y lo hizo? No. En cambio, se impuso en un ámbito en el que nadie se lo esperaba: en los adaptadores de carga», comenta entre risas.

Lateral frente a vertical

La empresa de Jalabert, Onsemi, es una de las pocas que ofrecen actualmente semiconductores de potencia basados en GaN. Fundada en 1999 como una escisión del Grupo de Componentes Semiconductores de Motorola, Onsemi, con sede en Scottsdale (Arizona), presentó en octubre de 2025 una gama de semiconductores de nitruro de galio vertical (vGaN).

A diferencia del nitruro de galio tradicional, que se fabrica lateralmente sobre sustratos de silicio o zafiro, los semiconductores de nitruro de galio verticales tienen una estructura 3D, lo que les permite conducir la electricidad verticalmente a través del sustrato de GaN.

Si bien el GaN lateral sigue ofreciendo ventajas frente al silicio —los cargadores que contienen este compuesto funcionan a una velocidad increíble, aunque a veces pueden calentarse un poco—, el GaN vertical permite que la corriente fluya a través del chip en lugar de por su superficie, lo que significa que se puede aumentar la capacidad de tensión del dispositivo sin tener que aumentar también su tamaño físico.

Onsemi describe su arquitectura como «GaN-on-GaN» y ha estado fabricando los dispositivos en su planta de Syracuse (Nueva York), aunque aún falta aproximadamente un año para que comience la producción en masa. Según la empresa, su tecnología vGaN puede soportar más de 1.200 voltios y tiene la capacidad de aumentar la densidad de potencia de los convertidores CC-CC de 800 V cuando se implementan en centros de datos de IA.

En diciembre del año pasado, la empresa se asoció con GlobalFoundries para desarrollar dispositivos GaN laterales a partir de 650 V, el límite máximo al que pueden llegar actualmente los dispositivos GaN laterales disponibles en el mercado.

Ahora que el mundo por fin se está poniendo al día con las aplicaciones de esta tecnología, en lo que respecta a la posición del nitruro de galio en la pila de los centros de datos, Jalabert explica que no veremos servidores completos basados en GaN, sino más bien solo los transistores o algunos de los componentes electrónicos dentro de las unidades de alimentación.

«No se va a sustituir todo el silicio o el carburo de silicio por GaN, pero hoy en día, con la IA, por ejemplo, donde vemos el valor del GaN, es en lo que llamamos el convertidor de bus intermedio del lado primario de alta tensión».

Para ilustrarlo mejor, señala el anuncio de Nvidia de que, a partir de 2027, el gigante de los chips realizará la transición hacia sistemas de rack y arquitecturas de alimentación de corriente continua de 800 voltios (VDC) para dar soporte a racks de 1 MW y superiores. Como resultado, Jalabert afirma que el GaN desempeñará un papel importante en la conversión del lado primario, especialmente en las fuentes de alimentación, donde la entrada de corriente continua deberá convertirse a líneas de tensión de 6 V, 12 V y 50 V (a menudo denominadas 48 V).

Aunque señala que todavía hay algunas etapas intermedias, por ejemplo por debajo de los 40 V, en las que aún no tiene sentido utilizar GaN —puesto que, a ese nivel, el silicio sigue ofreciendo una buena relación coste-rendimiento—, para quienes deseen hacer realidad los racks de 1 MW de Nvidia, el GaN es la única opción.

Vertical Semiconductor es otra empresa que busca llevar los semiconductores basados en vGaN a los centros de datos a gran escala.

Fundada en 2024, la oferta de esta empresa derivada del MIT se basa en la investigación llevada a cabo por el Grupo Palacios de la universidad, un laboratorio de investigación en GaN «líder a nivel mundial». En octubre de 2025, la startup recaudó 11 millones de dólares para financiar el desarrollo de sus transistores verticales de GaN y, en aquel momento, afirmó que destinaría los fondos a respaldar la implantación en el mundo real de esta tecnología para dispositivos con tensiones de entre 100 voltios y 1,2 kV.

En declaraciones a DCD desde la sede de la empresa en Cambridge, Massachusetts, la cofundadora y directora ejecutiva, Cynthia Liao, afirma que Vertical Semiconductor surgió de la necesidad de proporcionar al sector de los centros de datos mejores soluciones de conversión de potencia.

Liao no tiene formación en electrónica de potencia, pero, en 2023, se asoció con los cofundadores de Vertical, Josh Perozek y Tomás Palacios, mientras cursaba su MBA en el MIT. El laboratorio intentaba averiguar cómo comercializar los transistores de potencia de GaN que había desarrollado y, tras hablar con diferentes segmentos del sector y de clientes, Liao afirma que se dio cuenta de que existía una necesidad urgente de hacer frente a los retos energéticos que se avecinaban en el mercado de los centros de datos, pero nadie parecía tener muy claro cómo hacerlo.

«Cuanto más profundizábamos en esos retos, más nos dábamos cuenta de que el GaN vertical es especialmente adecuado para resolver muchos de esos problemas a la vez», afirma.

La investigación llevada a cabo por el laboratorio del MIT a lo largo de una década no solo demostró que el vGaN es «extremadamente atractivo en términos de rendimiento», sino también que la tecnología podía fabricarse a nivel de oblea utilizando un modelo totalmente «fabless», explica Liao.

Vertical Semi también se diferencia de otras empresas que ofrecen GaN vertical al llevar la tecnología al mercado mediante un enfoque totalmente compatible con CMOS. Tras el anuncio de la ronda de financiación de 2025, la startup afirmó que ya había demostrado su tecnología en obleas de ocho pulgadas utilizando métodos estándar de fabricación de semiconductores CMOS de silicio.

«Hemos fabricado estos dispositivos verticales de GaN en una planta de CMOS utilizando herramientas de silicio, y ni siquiera herramientas de silicio de última generación, lo que demuestra que no solo podemos hacer que esta tecnología sea de alto rendimiento, sino también muy rentable y escalable».

«Podemos comercializar nuestros productos con cualquier conjunto de herramientas CMOS», añade, «ya sea en formato de 200 mm, que es en lo que nos centramos ahora mismo, o, en el futuro, en formato de 300 mm… y creemos que nuestro enfoque de aprovechar las excelentes herramientas CMOS —especialmente aquellas que están algo desfasadas en el ámbito de los 200 mm— para crear tecnología de vanguardia con ellas es una forma increíble de escalar de verdad».

Liao señala además que Vertical también ha incorporado características de diseño a su oferta que han facilitado mucho la fabricación de su hardware, y la empresa afirma que incluso sus primeros prototipos han demostrado mejoras en el rendimiento.

«Ahora estamos trabajando para ampliar esto con un socio de fundición comercial… y, aunque nos encontramos en las primeras fases, ese traspaso a una fábrica comercial nos ayudará a llevar esto al mercado y a abordar los retos de consumo energético de los centros de datos».

Apostando por el GaN

Dicho esto, el futuro basado en el GaN que se nos promete no está exento de retos.

Aunque Jalabert afirma que las materias primas no suponen un problema, cabe señalar que el galio no es un material que se encuentre de forma natural en estado puro. Más bien, se extrae principalmente como subproducto en pequeñas cantidades durante el procesamiento industrial de la bauxita (para fabricar aluminio) y de los minerales de zinc.

Además, un informe de febrero de 2026 del Servicio Geológico de los Estados Unidos señalaba que este país no ha extraído galio a nivel nacional desde 1987. Y aunque China levantó su prohibición de exportar galio a EE. UU. durante un periodo de 12 meses a partir de noviembre de 2025, el país representa actualmente el 99 % de la producción mundial de galio primario de baja pureza.

Tanto Jalabert como Liao reconocen la situación geopolítica actual. Pero para Vertical Semi, ser una empresa de chips sin fábrica propia significa que la startup nunca maneja galio en bruto, sino que se abastece de obleas epitaxiales de galio —obleas que tienen una capa de nitruro de galio depositada sobre el sustrato mediante epitaxia (un tipo de crecimiento cristalino o deposición de material)—.

«Tomamos todo eso y lo llevamos a una planta de fabricación, donde nos encargamos del procesamiento, el diseño y el encapsulado, entre otras cosas. Hasta ahora, no hemos tenido ningún problema para abastecernos de los materiales nativos», afirma Liao.

«Dado que nuestro enfoque no utiliza específicamente GaN a granel (obleas de cristal puro, en contraposición al GaN que se ha cultivado sobre sustratos como el silicio o el zafiro), sino que utilizamos un sustrato de ingeniería que no contiene nitruro de galio, no nos vemos afectados por las fluctuaciones de precios de la materia prima. De hecho, hay muy poco GaN en nuestros dispositivos verticales de GaN.

«Hemos realizado simulaciones con un aumento de entre 1 000 y 10 000 veces en el coste de la materia prima, y el impacto en nuestro resultado final o en el coste por dispositivo es mínimo, simplemente porque la cantidad de material presente en cada uno de nuestros dispositivos es muy reducida».

Por su parte, para Jalabert y Onsemi, el mayor reto al que se enfrenta la empresa es el proceso de epitaxia. No solo se trata de una tarea compleja, sino que, actualmente, Estados Unidos cuenta con una capacidad limitada de epitaxia, mientras que, como era de esperar, China opera la mayoría de las instalaciones capaces de llevar a cabo este proceso.

«Este es el reto», afirma. «De hecho, este es el ingrediente secreto, lo que se oculta a la competencia: cómo se desarrolla esta técnica, cómo se hace crecer el GaN sobre el sustrato, porque todo lo demás se parece mucho a la fabricación estándar de chips».

A pesar de estos posibles obstáculos, el camino hacia el GaN está plagado de buenas intenciones, y el interés por la tecnología no hace más que crecer, afirma Liao.

«En general, ya sea en baja o alta tensión, diría que, a medida que avanzamos hacia racks de 100 V CC y más allá, existe un amplio consenso en que el carburo de silicio simplemente no es suficiente para este fin, y eso se debe realmente a la necesidad de poder manejar alto voltaje, alta eficiencia y alta densidad al mismo tiempo. Ninguno de estos aspectos es menos importante que los demás, porque si no se pueden conseguir todas esas cosas al mismo tiempo, entonces hay que cambiar realmente la forma en que se diseña el rack.

«Mi hipótesis es que, a medida que tecnologías como la nuestra y otras se vayan generalizando, el mercado estará preparado para apostar por la adopción del GaN. Y, por supuesto, la implantación de la tecnología siempre depende de nuestra capacidad para ofrecer una solución que satisfaga las necesidades de nuestros clientes, así que eso es en lo que nosotros, como industria del GaN, debemos centrarnos por completo. ¿Cómo lo hacemos bien y de forma fiable? Porque esta es una oportunidad increíble para que el nitruro de galio logre el impacto que siempre se pretendió que tuviera».