The factory decides what comes after siliconLa fábrica decide qué viene después del silicio
19 slides · 18 min · 2026-07-21language
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HanademiPlatzi
A post-silicon material has already crossed into mass-market volume.
Analysis: 703 divided by 42 gives a 16.74x record gap, not a product ranking.
The factory race is won only when devices can move from promising modules into repeatable electronic assemblies.
Un material pos-silicio ya alcanzó volumen de mercado masivo.
Análisis: 703 dividido entre 42 da una brecha de 16,74 veces, no una clasificación de productos.
La carrera industrial solo se gana cuando los dispositivos pasan de módulos prometedores a ensamblajes electrónicos repetibles.
The post-silicon race is not confined to laboratories. Navitas moved from 13 million cumulative GaN power ICs in January 2021 to more than 250 million by May 2025. That is about 19 times the starting milestone. These are specialized power products, not general-purpose processors.
La carrera pos-silicio no está confinada a los laboratorios. Navitas pasó de 13 millones de circuitos integrados de potencia GaN acumulados en enero de 2021 a más de 250 millones en mayo de 2025. Es cerca de 19 veces el hito inicial. Son productos especializados de potencia, no procesadores de uso general.
This result goes beyond a selected laboratory transistor. The study grew four-inch monolayer MoS2 films and measured 30 cm²/V·s mobility at room temperature. It also reported 99% device yield. Repetition across multiple wafers and production lots remains a separate manufacturing test.
Este resultado supera a un transistor de laboratorio seleccionado. El estudio cultivó películas monocapa de MoS2 de cuatro pulgadas y midió 30 cm²/V·s a temperatura ambiente. También informó un 99% de rendimiento de dispositivos. La repetición en varias obleas y lotes productivos sigue siendo una prueba industrial distinta.
Post-silicon speed records do not sit on one clean ladder. The reported InGaAs cutoff record is 703 GHz, while flexible MoS2 reached 42 GHz. That produces a 16.74x ratio. Gate lengths, substrates, flexibility requirements and test setups differ.
Los récords de velocidad pos-silicio no forman una escala limpia. El récord declarado de InGaAs es 703 GHz, mientras el MoS2 flexible alcanzó 42 GHz. Eso produce una razón de 16,74 veces. Difieren las puertas, los sustratos, la flexibilidad y las pruebas.
Reaching 300 mm does not finish the manufacturing test. Industrially fabricated WS2 transistors showed about three times greater threshold degradation in one conduction branch. The source connects the difference to process-induced inhomogeneity. This measures stability under stress, not wafer yield.
Llegar a 300 mm no termina la prueba industrial. Los transistores de WS2 fabricados industrialmente mostraron cerca de tres veces más degradación del umbral en una rama de conducción. La fuente vincula la diferencia con la inhomogeneidad inducida por el proceso. Esto mide estabilidad bajo estrés, no rendimiento de oblea.
A record device can hide a difficult starting material. Across 49 SiC wafers, average inclusion counts ranged from 0.14 to 39 per wafer. That is a 279-fold spread before device fabrication. Vendor and epitaxial thickness differ, so this exposes process sensitivity rather than a controlled vendor ranking.
Un dispositivo récord puede ocultar un material de partida difícil. En 49 obleas de SiC, los promedios variaron de 0,14 a 39 inclusiones por oblea. Es una dispersión de 279 veces antes de fabricar el dispositivo. Como difieren el proveedor y el espesor epitaxial, esto revela sensibilidad del proceso, no una clasificación controlada.
This study counted 4,500 graphene devices rather than showcasing one. About 75% passed the required gate, oxide and channel criteria. Strain, residues, tears and cracks from transfer were identified as failure sources. Repetition across production lots remains unproven.
Este estudio contó 4.500 dispositivos de grafeno en lugar de exhibir uno. Cerca del 75% cumplió los criterios de puerta, óxido y canal. La deformación, los residuos, los desgarros y las grietas de la transferencia fueron fuentes de fallo. La repetición entre lotes productivos sigue sin demostrarse.
Manufacturing readiness changes when devices must work together. After about 130 experimental batches, arithmetic units reached 96.5% yield. Control units reached 79.5%, while D-latches reached 61.5%. These are different modules, not sequential production generations, but the gap exposes the circuit-level filter.
La preparación industrial cambia cuando los dispositivos deben trabajar juntos. Tras unos 130 lotes experimentales, las unidades aritméticas alcanzaron un 96,5% de rendimiento. Las unidades de control llegaron al 79,5% y los biestables D al 61,5%. Son módulos distintos, no generaciones productivas sucesivas, pero la brecha revela el filtro del circuito.
The factory race is won only when devices can move from promising modules into repeatable electronic assemblies.
La carrera industrial solo se gana cuando los dispositivos pasan de módulos prometedores a ensamblajes electrónicos repetibles.
The manufacturing conversation has moved beyond tiny research flakes. Imec integrated monolayer WS2 and MoS2 FETs through a complete silicon-compatible 300 mm pilot flow. The work evaluated yield, variability, reliability and stability. It remains a research vehicle, not customer-qualified high-volume production.
La conversación industrial ya superó las pequeñas láminas de investigación. Imec integró transistores monocapa de WS2 y MoS2 mediante un flujo piloto completo de 300 mm compatible con silicio. El trabajo evaluó rendimiento, variabilidad, fiabilidad y estabilidad. Sigue siendo un vehículo de investigación, no producción masiva calificada por clientes.
Silicon is not a stationary incumbent. World semiconductor-product exports rose from $216.569 billion in 2001 to $682.190 billion in 2016. TSMC revenue also rose sharply across its separate 2015 to 2024 series. These measures are not directly comparable, but together they show the scale and motion of the established ecosystem.
El silicio no es un competidor inmóvil. Las exportaciones mundiales de productos semiconductores subieron de 216.569 millones USD en 2001 a 682.190 millones en 2016. Los ingresos de TSMC también crecieron con fuerza en su serie separada de 2015 a 2024. Las medidas no son directamente comparables, pero juntas muestran la escala y el movimiento del ecosistema establecido.
Replacement must compete with qualified volume, not only transistor performance. GlobalFoundries reports more than 2,000,000 40 nm CMOS wafers shipped from its platform. The platform carries automotive Grade 0 qualification and supports more than 200 customers. That installed ecosystem raises the threshold for wholesale displacement.
El reemplazo debe competir con volumen calificado, no solo con rendimiento de transistores. GlobalFoundries informa más de 2.000.000 de obleas CMOS de 40 nm enviadas desde su plataforma. La plataforma tiene calificación automotriz Grado 0 y soporta a más de 200 clientes. Ese ecosistema instalado eleva el umbral para un desplazamiento total.
The silicon ecosystem can weaken in one company and still expand as infrastructure. Intel revenue peaked in 2021 and declined afterward. Over a separate period, SEMI projects $374 billion of global 300 mm equipment spending from 2026 through 2028. Alternatives must fit into that investment wave or build a credible route around it.
El ecosistema de silicio puede debilitarse en una empresa y aun así expandirse como infraestructura. Los ingresos de Intel alcanzaron su máximo en 2021 y después disminuyeron. En un periodo separado, SEMI proyecta 374.000 millones USD de gasto mundial en equipos de 300 mm entre 2026 y 2028. Las alternativas deben encajar en esa inversión o presentar una ruta creíble alrededor de ella.
The incumbent manufacturing base is still adding capacity. SEMI projects 11.1 million 300 mm wafers per month by 2028. Of that total, 1.4 million wafers per month are projected for processes at 7 nm and below. A new material wins faster when it can use this infrastructure.
La base industrial establecida sigue añadiendo capacidad. SEMI proyecta 11,1 millones de obleas de 300 mm por mes para 2028. De ese total, 1,4 millones mensuales corresponderían a procesos de 7 nm o menos. Un material nuevo gana más rápido cuando puede usar esta infraestructura.
Scale does not mean stability. Micron revenue fell to $15.54 billion in 2023, then rose to $37.378 billion in 2025. That rebound more than doubled revenue in 2 years. A post-silicon contender must survive the same capital and demand cycles, not only pass a laboratory benchmark.
La escala no significa estabilidad. Los ingresos de Micron cayeron a 15.540 millones USD en 2023 y subieron a 37.378 millones en 2025. Ese rebote más que duplicó los ingresos en 2 años. Un competidor pos-silicio debe sobrevivir los mismos ciclos de capital y demanda, no solo superar una prueba de laboratorio.
Specialization does not remove industry cycles. ON Semiconductor revenue peaked at $8.326 billion in 2022 before declining through 2025. Wolfspeed rose from $328.6 million in 2017 to about $758 million in 2022 and remained near that level in 2024. Scale is possible, but manufacturing success still faces volatile markets.
La especialización no elimina los ciclos industriales. Los ingresos de ON Semiconductor alcanzaron 8.326 millones USD en 2022 antes de caer hasta 2025. Wolfspeed subió de 328,6 millones USD en 2017 a unos 758 millones en 2022 y se mantuvo cerca de ese nivel en 2024. Escalar es posible, pero el éxito industrial aún enfrenta mercados volátiles.
The credible route is visible in the device stack itself. Researchers placed an n-type MoS2 transistor above a p-type silicon FinFET. Together they formed a three-dimensional complementary inverter with voltage gain near 38. This demonstrates integration, not production qualification.
La ruta creíble aparece en la propia pila del dispositivo. Los investigadores colocaron un transistor n de MoS2 sobre un FinFET p de silicio. Juntos formaron un inversor complementario tridimensional con ganancia cercana a 38. Esto demuestra integración, no calificación productiva.
The strongest commercialization path is additive. MoS2 sits above a silicon FinFET, ReRAM enters an established CMOS process, and two-dimensional FETs use a 300 mm silicon pilot line. Even Imec's roadmap places possible channel replacement around 2041. That supports integration before replacement without claiming silicon channels are permanent.
La ruta de comercialización más sólida es aditiva. El MoS2 se coloca sobre un FinFET de silicio, ReRAM entra en un proceso CMOS establecido y los transistores bidimensionales usan una línea piloto de silicio de 300 mm. Incluso la hoja de ruta de Imec sitúa el posible reemplazo del canal alrededor de 2041. Esto respalda la integración antes del reemplazo sin afirmar que los canales de silicio sean permanentes.
GaN is the serious counterexample to a skeptical thesis. It combines shipment scale, yield evidence across more than 1,000 wafers and migration toward 300 mm manufacturing. Yet those milestones remain concentrated in power electronics and come from different companies. GaN validates specialization and silicon-compatible manufacturing more than wholesale CMOS displacement.
GaN es el contraejemplo serio frente a una tesis escéptica. Combina escala de envíos, evidencia de rendimiento en más de 1.000 obleas y migración hacia fabricación de 300 mm. Sin embargo, esos hitos siguen concentrados en electrónica de potencia y proceden de empresas distintas. GaN valida la especialización y la fabricación compatible con silicio más que el desplazamiento total de CMOS.
A post-silicon material has already crossed into mass-market volume. The same wafer-scale study reported 30 cm²/V·s at room temperature and 99% device yield.
Key findings
GaN is the strongest counterexample because it combines 250 million shipped units, thousand-wafer yield evidence and a 300 mm roadmap, yet remains concentrated in power electronics. Navitas Semiconductor
The strongest commercialization path is additive: MoS2 above silicon, ReRAM inside CMOS and 2D channels in 300 mm pilot flows, not a new standalone factory stack. npj 2D Materials and Applications
The 703 GHz InGaAs cutoff record is 16.74 times the 42 GHz flexible MoS2 cutoff result. Applied Physics Express
Imec fabricated monolayer WS2 and MoS2 FETs through a complete 300 mm silicon pilot-line flow, including electrical evaluation of yield, variability, reliability and stability. Discover Electronics
SEMI projects total 300 mm capacity at 11.1 million wafers monthly by 2028, including 1.4 million wafers monthly at 7 nm and below. SEMI
Global 300 mm fab-equipment spending is expected to total $374 billion from 2026 through 2028, after surpassing $100 billion annually in 2025. SEMI
GlobalFoundries reports more than 2 million 40 nm CMOS wafers shipped with automotive Grade 0 qualification and support for over 200 customers worldwide. GlobalFoundries
A 650 V GaN-on-silicon process matched mature silicon-CMOS probe and line yield using data from more than 1,000 wafers across two qualified technology generations. IEEE
Navitas shipped more than 250 million GaN power ICs by May 2025, strong proof that a post-silicon material can reach mass-market volume in specialized power products. Navitas Semiconductor
Wafer-scale graphene FET fabrication achieved about 75% yield across 4,500 devices, with transfer-induced strain, residues, tears and cracks identified as failure sources. IEEE Transactions on Electron Devices
Infineon developed 300 mm GaN power-wafer technology inside existing high-volume silicon infrastructure and targeted first customer samples for the fourth quarter of 2025. Infineon Technologies
After about 130 experimental batches, MoS2 circuit yield fell from 96.5% for arithmetic units to 79.5% for control units and 61.5% for D-latches. Nature Electronics
The argument
Analysis: 703 divided by 42 gives a 16.74x record gap, not a product ranking.
Process inhomogeneity produced a 3x stability penalty in one WS2 conduction branch.
Manufacturing variation appears before a transistor is even built.
A 75% yield across 4,500 devices made transfer damage impossible to ignore.
Different circuit modules separated 96.5% yield from 61.5%.
The factory race is won only when devices can move from promising modules into repeatable electronic assemblies.
This research is published in English and Spanish. Ver en español
La investigación detrás de esta presentación
Un material pos-silicio ya alcanzó volumen de mercado masivo. El mismo estudio a escala de oblea informó 30 cm²/V·s a temperatura ambiente y 99% de rendimiento.
Hallazgos clave
GaN es el contraejemplo más fuerte: combina 250 millones de unidades, evidencia de más de mil obleas y una ruta de 300 mm, pero sigue concentrado en potencia. Navitas Semiconductor
La ruta comercial más sólida es aditiva: MoS2 sobre silicio, ReRAM dentro de CMOS y canales 2D en líneas piloto de 300 mm, no una fábrica independiente. npj 2D Materials and Applications
El récord de corte de 703 GHz en InGaAs es 16,74 veces el resultado flexible de MoS2 de 42 GHz. Applied Physics Express
Imec fabricó transistores monocapa de WS2 y MoS2 mediante un flujo completo en una línea piloto de silicio de 300 mm, con evaluación eléctrica integral. Discover Electronics
SEMI proyecta una capacidad total de 11,1 millones de obleas mensuales de 300 mm para 2028, incluidas 1,4 millones en 7 nm o menos. SEMI
El gasto mundial en equipos para fábricas de 300 mm sumaría 374.000 millones de dólares entre 2026 y 2028, tras superar 100.000 millones anuales en 2025. SEMI
GlobalFoundries informa más de 2 millones de obleas CMOS de 40 nm enviadas, calificación automotriz Grado 0 y soporte para más de 200 clientes mundiales. GlobalFoundries
Un proceso de GaN sobre silicio de 650 V igualó el rendimiento de prueba y línea de CMOS maduro con datos de más de 1.000 obleas y dos generaciones. IEEE
Navitas había enviado más de 250 millones de circuitos integrados de potencia de GaN hasta mayo de 2025, prueba sólida de volumen masivo en productos especializados. Navitas Semiconductor
La fabricación de transistores de grafeno a escala de oblea logró cerca del 75% de rendimiento en 4.500 dispositivos, con fallos ligados principalmente a la transferencia. IEEE Transactions on Electron Devices
Infineon desarrolló tecnología de potencia de GaN en obleas de 300 mm dentro de infraestructura de silicio y programó muestras para clientes en el cuarto trimestre de 2025. Infineon Technologies
Tras unos 130 lotes experimentales, el rendimiento de circuitos de MoS2 bajó del 96,5% en unidades aritméticas al 79,5% en control y 61,5% en biestables. Nature Electronics
El argumento
Análisis: 703 dividido entre 42 da una brecha de 16,74 veces, no una clasificación de productos.
La inhomogeneidad del proceso produjo una penalización de 3 veces en una rama de conducción de WS2.
La variación industrial aparece antes de fabricar un transistor.
Un rendimiento del 75% en 4.500 dispositivos hizo imposible ignorar el daño de transferencia.
Distintos módulos de circuito separaron un rendimiento del 96,5% de uno del 61,5%.
La carrera industrial solo se gana cuando los dispositivos pasan de módulos prometedores a ensamblajes electrónicos repetibles.
Esta investigación se publica en inglés y español. Read in English
