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SILFRARED. El lado oscuro de la luz

Ficha comercial

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Resumen

Fotodetectores económicos basados en silicio para visión nocturna y térmica 

La tecnología de Silfrared es un nuevo concepto basado en silicio monocristalino que incrementa su detectividad en el rango infrarrojo cercano-medio del espectro electromagnético. Los dispositivos de Silfrared no necesitan de refrigeración para operar y se fabrican con elementos químicos abundantes y no contaminantes, siendo su proceso de fabricación fácilmente integrado con la tecnología CMOS. Estas propiedades implican una reducción de más del 20% en los costes de fabricación frente a las tecnologías actuales. Silfrared satisfará la demanda del mercado de dispositivos económicos sensibles desde el visible al infrarrojo medio, un hito que lleva buscándose desde los años 90.

 
Descripción Tecnológica

SilfraredLos dispositivos Silfrared están basados en un nuevo concepto de acoplo por iluminación infrarroja para tecnología de fotodetectores de silicio.

Esta tecnología incrementa la respuesta en el infrarrojo cercano y medio (añadida a la del rango visible) con un dispositivo basado en silicio y sin refrigerar. En comparación con otros fotodetectores comerciales sensibles al infrarrojo medio (fabricados  con otros materiales diferentes al silicio), Silfrared presentaría la ventaja de abaratar los costes de fabricación y de su carácter no contaminante.

Esta tecnología sería totalmente compatible con la tecnología CMOS de circuitos integrados.

Sectores de aplicación comercial

  • Seguridad: cámaras de visión nocturna, aplicaciones militares/defensa…
  • TIC: comunicaciones ópticas, inspección y control de procesos industriales, nueva generación de videoguegos…
  • Otros: imagen médica, seguridad del automóvil, astrofísica…

“Silfrared incrementa la detectividad del silicio en el rango medio del infrarrojo a temperatura ambiente, siendo totalmente compatible con la tecnología CMOS y ahorrando más un 20% de los costes”

 
Necesidades de Mercado

  • Seguridad / militar
    • La mayoría de los detectores de infrarrojo han de ser refrigerados, lo cual impide reducir el tamaño del dispositivo, lo que sería muy interesante para aplicaciones en seguridad, extinción de incendios o militares.
    • Dispositivos basados en silicio son muy demandados, no solo por el abaratamiento de los costes de éste material, sino también porque debido a su abundancia, no se ve afectado por problemas políticos.
  • Industria automotriz: se requiere una nueva generación de sensores de infrarrojo para visión nocturna y seguridad vial.
  • TIC: la banda del infrarrojo para las comunicaciones es ampliamente utilizada en nuestro día a día (control remoto, informática, vehículos, diagnóstico médico,…). Un abaratamiento de los costes sería muy atractivo para la industria.
 
Potencial de Mercado

  • El mercado de los sensores de IR fue de 789 M$ en 2012 y se prevé que alcance  los 7 B$ in 2019.
  • El mayor mercado de dispositivos de infrarrojo es el norteamericano, estimado en 1B$ en 2008.
  • Sofradir, la empresa numero 1 en el desarrollo y fabricación de detectores de IR para aplicaciones militares, espaciales e industriales tuvo en 2011 unas ventas de 150 M€ (dos tercios en exportaciones). Sofradir abarca el 25% del mercado mundial.
  • Sofradir vendió 40.000 detectores de IR en todo el mundo. Sus clientes incluyen el ejercito americano, Thales, Sagem, Selex, Thales Alenia Space, ESA (Agencia Europea del Espacio) y FLIR Systems.
  • ULIS, una subsidiaria de Sofradir, tuvo 50 M€ de beneficios en 2012.
  • FLIR, lider mundial en el diseño, fabricación y marketing de cámaras de imagen térmica, tuvo 1.4 B$ de beneficios en 2012 (628 M$ en la división de visión térmica y medida, 486 M$ en la división de vigilancia y 158 M$ en la division raymarine). 619 M$ provinieron de sistemas guvernamentales. 700 M$ provinieron de Estados Unidos y 350 M$ de Europa.
  • FLIR invirtio un 10% de los beneficios en I+D.
  • Existen todavia mercados sin saturar de cámaras de seguridad (7.7 B$), aplicaciones militares (7 B$) y automovilística (6 B$).

“Existe un enorme mercado sin explotar en el campo de la tecnología de fotodetectores de infrarrojo sin refrigerar basados en silicio. Dispositivos baratos adaptados a la detección del infrarrojo cercano han sido investigados desde los años 90”.

 
Ventajas Competitivas de la Solución

  • Aplicación directa a un mercado sin saturar de 20 B$. Silfrared es la única tecnología conocida basada en silicio, sin refrigerar y adaptada a la fotodetección de visible y de infrarrojo medio.
  • Un ahorro de más del 20% de los costes del dispositivo: no es necesario operar a bajas temperaturas, mientras que otros dispositivos basados en silicio deben operar a temperaturas criogénicas (nitrógeno líquido: -196 °C) para alcanzar el rango del IR medio.
  • Dispositivos basados en elementos abundantes, baratos y no tóxicos como el silicio (28% de la corteza terrestre) y  el titanio (0.5%). Los dispositivos actuales se basan en elementos como el plomo (0.0014%) y el cadmio  (0.000015%).
  • Dispositivos de respuesta rápida. Productos sustitutivos como los microbolometros son comparativamente más lentos.
  • Procesos de fabricación de Silfrared son compatibles con la tecnología CMOS (90% de la tecnología actual) abaratando por tanto los procesos de fabricación.
 
Referencias

  • Grupo de investigación con una experiencia de más de 35 años en el campo de la microelectrónica.
  • Tecnología desarrollada en colaboración con el Instituto de Energía Solar de Madrid.
 
Protección

  • Patente concedida en España ES2546917
 
Grado de Desarrollo

  • Concepto
  • Investigación
  • Prototipo-Lab
  • Prototipo Industrial
  • Producción
 
Contacto

Contacto Silfrared

Javier Olea Ariza

e: j.olea@upm.es

Contacto UPM

Área de Innovación, Comercialización y Creación de Empresas

Centro de Apoyo a la Innovación Tecnológica  – UPM 

e: innovacion.tecnologica@upm.es

 
S2i 2018 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
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