El Programa Chips de la Comisión Europea acaba de seleccionar la iniciativa PIXEurope, en la que participa la Universidade de Vigo, para liderar la Línea Piloto Europea de Chips Fotónicos, cuyo objetivo es ofrecer plataformas tecnológicas de última generación, transformando y transfiriendo procesos y tecnologías de fotónica integrada innovadoras y disruptivas para acelerar la adopción industrial de los mismos. La finalidad es la creación de tecnología de propiedad europea en un sector de importancia capital para la soberanía tecnológica. El Centro de Investigación en Tecnologías de Telecomunicación -atlanTTic- de la UVigo participará en este proyecto a través de su laboratorio QOPHI Lab, bajo la coordinación de los investigadores Francisco Díaz y Francisco Soares y con el objetivo de desarrollar nuevas técnicas de empaque de chips, empleando tecnologías experimentales, con aplicaciones esenciales para sectores como la automoción y las telecomunicaciones de alta velocidad.
Con 20 socios de 11 países y coordinado por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), el consorcio PIXEurope movilizará inversiones de alrededor de 400 millones de euros, de los cuales la UVigo recibirá 15M€. La iniciativa y plan de acción está cofinanciada por la Comisión Europea y el Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública, la Secretaría de Estado de Telecomunicaciones e Infraestructuras Digitales y el Proyecto Estratégico de Microelectrónica y Semiconductores, conocido como PERTE Chip. Junto con el ICFO y la UVigo, por parte de Espala en PIXEurope participan también el Instituto de Microelectrónica de Barcelona, la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), el Centro Nacional de Microelectrónica del CSIC (IMB-CNM-CSIC) y la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M).
La puesta en marcha de esta línea piloto tratará de dar respuesta a las necesidades de la sociedad digital que están conduciendo a un aumento del mercado mundial de los circuitos integrados fotónicos, cuya producción se espera que crezca más de un 400% en los próximos 10 años. Hacia finales de esta década se prevé que el mercado mundial de la fotónica supere los 1,5 billones de euros, una cifra comparable a todo el PIB anual de España. Precisamente, una de las claves para el acceso masivo al mercado de esta tecnología está en la reducción de los altos costes de empaque y testeo de los chips fotónicos, en su integración con dispositivos electrónicos y en la estandarización de dicho empaque.
Planta experimental de chips fotónicos
Para avanzar en esos tres aspectos, PIXEurope escogió el QOPHI Lab de atlanTTic para liderar la apertura de una planta de empaque experimental en la UVigo para desarrollar nuevas técnicas para el encapsulado de chips, mediante el uso de nuevas tecnologías como polímeros, metales, etc. En dicha planta se estandarizarán técnicas y procesos y se probarán modelos de integración fotónica-electrónica. Esta planta experimental permitirá a las empresas y centros de investigación probar nuevos conceptos y desarrollar sistemas de empaque que posteriormente, mediante un proceso de maduración tecnológica, se pueda transferir a entornos de producción.
Según Francisco Díaz, “el empaque supone casi el 80% de los costes de producción de un chip fotónico, por lo que cualquier avance en la estandarización de procesos y en el uso de nuevos materiales y técnicas que supongan un avance en la tecnología y a la vez reduzcan este coste, supondrá un avance muy importante para la llegada de la tecnología basada en la fotónica integrada al mercado masivo. Con este proyecto, la UVigo pretende convertirse en referente en esta tecnología, en colaboración con centros de investigación líderes mundiales como IMEC y Tyndall”.
Por su parte, Francisco Soares valora que “además de las actividades sobre empaque de chips fotónicos, el QOPHI Lab también desempeñará un papel destacado en Europa en dos actividades adicionales. La primera actividad es la estandarización de las pruebas de chips fotónicos mediante la introducción de un denominado Kit de Diseño de Pruebas (TDK, por sus siglas en inglés) que permite a los diseñadores de chips fotónicos probar de forma remota sus chips en las instalaciones de fabricación directamente después de la fabricación utilizando equipos bien calibrados y rutinas de medición estandarizadas. Esta actividad se basará en el desarrollo que actualmente se lleva a cabo en la cátedra nacional NextChip, que se ampliará a escala europea en PIXEurope. La segunda actividad adicional será el desarrollo de modelos de simulación para predecir con precisión el rendimiento de los chips fotónicos mucho antes de una fabricación posiblemente costosa, lo que permite a los diseñadores evaluar la viabilidad de los chips fotónicos para cualquier aplicación específica”.
El objetivo, añade Díaz, “se centra en que esta Línea Piloto de investigación desarrolle estas tecnologías y se transfieran a Líneas Piloto industriales, donde se maduren las técnicas desarrolladas y finalmente acaben en entornos industriales de fabricación. Además, este proyecto pretende consolidar la investigación desarrollada hasta la fecha en un ecosistema centrado en la fabricación y el empaque de chips, fundamentalmente en tecnologías III-V, crear empleo altamente cualificado, formar tecnólogos y profesionales para satisfacer las demandas de la industria y, finalmente, atraer nuevos actores del ecosistema de fabricación y encapsulado al entorno creado”.
PIXSpain Competence Center
La UVigo, a través del QOPHI Lab, participa también en el PIXSpain Competence Center, el consorcio español de fotónica integrada que desarrollará un ecosistema de conocimiento nacional en fotónica integrada. En él, además de los socios españoles participantes en PIXEurope, se integra también la Universidad de Málaga. Según Díaz, “este proyecto supone un acicate y un reconocimiento a la I+D+i desarrollada en el QOPHI Lab de atlanTTic en los últimos años, no solo a través de distintos proyectos Horizonte Europa en colaboración con los más importantes actores europeos en esta tecnología, sino en la transferencia de tecnología al mercado, como fue la creación de SPARC, fábrica comercial de semiconductores III-V”.
