Entrevistado por este diario digital, Pardo consideró que los 12.250 millones de euros que aporta el PERTE Chip son “suficientes” para acometer ese reto, aunque reconoce que será “muy difícil” lograr el objetivo. El PERTE Chip es el más ambicioso del Gobierno. Su cuantía duplica al de energía renovables (6.920 millones de euros) y es así de voluminoso por los altos niveles de inversión que se requieren para poder comprar y actualizar unos equipos muy sofisticados.
KDPOF, asentada en la localidad madrileña de Tres Cantos, tiene relaciones con TSMC, el gigante de Taiwán que anunció que abrirá una fábrica en Dresde (Alemania) que presumiblemente entrará en funcionamiento en 2027. Dado que la diversificación productiva en Europa es básica, parece lógico pensar, dijo Pardo a industry TALKS, que una segunda planta de semiconductores de última generación podría ver la luz en nuestra geografía.
La firma dirigida por Pardo, dedicada al diseño, investigación y comercialización de microchips, está muy bien posicionada en este mercado altamente innovador, pues no en vano ha conseguido financiación de la Comisión Europea, a través de un Proyecto Importante de Interés Común Europeo (IPCEI) de 8.100 millones de euros, para levantar en España una planta de encapsulado de dispositivos optoelectrónicos destinados principalmente a la industria del automóvil. Esa inversión comunitaria cifrada en 30 millones de euros permitirá a KDPOF convertirse en una empresa pionera en España contando ya con clientes internacionales de la talla de Daimler.
En ese IPCEI europeo hay otras tres empresas españolas que participan directamente (Innova IRV Microelectronics, Openchip y Semidynamics Technology Services), además de otras seis que actúan como participantes asociados (DAS Photonics, Derivados del Flúor, iPronics, VLC-Photonics, Vodafone y Wooptix)
Fundada en 2010, KDPOF se concentra en chips fotónicos utilizados en las comunicaciones a alta velocidad que sirven para interconectar con robustez y eficacia los distintos componentes de un vehículo como las cámaras, los sensores, los procesadores o la Inteligencia Artificial. Esa interconexión es crítica para los coches autónomos.
La fabricación de un chip consta de tres procesos fundamentales: el primero es la creación de una oblea de silicio que sirve de base al microchip, el segundo es el ensamblaje y el tercero son las pruebas para asegurar la calidad. Son estos dos últimos pasos los que KDPOF traerá a Tres Cantos. El objetivo es poder comercializar los microchips a principios de 2025.
Pardo era una de las personas que fueron invitadas esta misma semana al Pleno de la Asamblea de Madrid donde se aprobó una Proposición No de Ley (PNL) para recuperar la antigua fábrica de chips de Tres Cantos y poner el foco en el sector de los semiconductores. Las otras dos personas invitadas eran un representante de industry TALKS y otro de CEIM, la Confederación Empresarial de Madrid. Las tres organizaciones fueron citadas por el diputado de Mas Madrid Alberto Oliver, durante el debate previo a la votación. Oliver había llevado una proposición muy similar al Pleno en octubre e incluso había negociado su redacción con el Partido Popular mediante una transaccional, pero finalmente la iniciativa no fue refrendada entonces por el Parlamento regional. A la segunda, fue la vencida.
La PNL, además, insta al Gobierno de España a aumentar los fondos asignados al PERTE Chip, a “desarrollar una Estrategia Nacional para la industria de semiconductores” y a impulsar las vocaciones tecnológicas STEAM.
En febrero de este año se publicó la ley europea de Chips con el objetivo de aumentar la producción de semiconductores un 20% de aquí a 2030. La voluntad de Bruselas y Estrasburgo apunta a inyectar recursos económicos y talento continental para contrarrestar la dependencia de Asia, Taiwán, Corea del Sur y China, principalmente, y en definitiva para recuperar la soberanía tecnológica industrial perdida.
Luis Fonseca, director del Instituto de Microelectrónica de Barcelona del Centro Nacional de Microelectrónica (IMB-CNM), también ve factible el crecimiento de esta industria en España, a pesar de los desafíos que presenta. De hecho, una planta de fabricación avanzada de semiconductores puede producir 50.000 obleas al mes, pero consumir la electricidad y el agua de una ciudad de 100.000 habitantes, costando más de 15.000 millones de euros de inversión y necesitando dos o tres años para ser construida y otros dos para llegar a su pico de productividad.
“Igual no es mala idea tener cierta capacidad de tecnología micrométrica de silicio que pueda dar lugar a pymes que están trabajando en la electrónica pero que aún no han dado el salto a la microelectrónica. Quizás sea un paso de complejidad media que pueda ser suficiente además de aconsejable”, opinó Fonseca, porque, destacó, la cuarta parte del negocio del volumen mundial de semiconductores todavía está en entornos micrométricos o ligeramente submicrométricos.
En cuanto al potencial de España en el sector del chip, Fonseca destacó que se están implantando nuevas casas de diseño a las ya existentes. En este sentido es muy importante remarcar la revolución que puede suponer la arquitectura abierta de microprocesadores RISC-V, con la iniciativa del microprocesador europeo, liderada por el Barcelona Computing Center (BSC). “Esa arquitectura va a dar lugar a un hervidero de potenciales iniciativas”, indicó.
En lo referente a plantas de fabricación avanzada y de encapsulado avanzado, añadió Fonseca a la audiencia, surge el dilema de “foundry sí o no” (como foundry o fundición se conoce a las plantas que fabrican obleas de silicio que contienen los chips), pero un nicho de investigación que no está cubierto del todo es poder dotar a startups o pymes de un entorno que les permita dar el paso de gigante para poder acudir a una foundry porque normalmente necesitan unos volúmenes de producción más cortos y más asequibles. Podemos estar hablando, continuó, de entornos flexibles de nuevos materiales y tecnologías que cubren el hueco existente entre el Lab y el Fab.
Una foundry de obleas de 5 nanómetros de diámetro no podrá hacerse con tecnología española, estimó Fonseca, ni una de 100 nanómetros. “En Europa estamos en 20 con intención de llegar a 10, pero solo son capaces las grandes industrias. Algo micrométrico sí podría desarrollarse por entero con tecnología nacional”, sostuvo el profesor Fonseca durante una conferencia magistral sobre chips celebrada en el VI Congreso de Industria y Pyme.
El Instituto de Microelectrónica de Barcelona es una de las tres sedes que tiene el CNM. Está situado en el campus universitario de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), pero es un centro público de investigación que depende del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Se dedica a la micro y la nanotecnología para desarrollar dispositivos electrónicos y una de sus características es que dispone de unas impresionantes instalaciones de micro y nanofabricación. La Sala Blanca del IMB-CNM es la más grande de España dedicada a la investigación. Está considerada una Gran Instalación Científica desde 1996 y por los años 2000 pasó a integrarse en la red de Instalaciones Científicas y Técnicas Singulares (ICTS), una red que también incluye el sincrotrón ALBA, situado en Cerdanyola del Vallès (Barcelona), el Centro de Supercomputación de Barcelona (BSC) y los grandes telescopios de observación astronómica.
Pardo intervino en el VI Congreso de Industria y Pyme, organizado por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo (MINCOTUR), en calidad de vicepresidente de la Asociación Española de Industria de Semiconductores (AESEMI), creada en 2021. La misión de AESEMI es dar visión a todas las empresas que forman parte del ecosistema tecnológico de los semiconductores en España e impulsar el sector a nivel nacional e internacional. El sector acoge a 250 empresas, diseñadoras, proveedores, clientes… El volumen resulta significativo.
La mesa, moderada por la directora general de Industria y Pyme del MINCOTUR, María Muñoz, contó con la presencia de Marcos Martínez, coordinador del Grupo de Trabajo de Microelectrónica de AMETIC; y de Jaime Martorell, el comisionado especial del PERTE de Microelectrónica y Semiconductores. “Tenemos que acercarnos a tener capacidad de producción en la Unión Europea y en concreto en España”, indicó Muñoz.
AMETIC, reveló Martínez, hizo una encuesta entre sus asociados para determinar en qué estado se encuentra el sector de la microelectrónica y los semiconductores: “Estamos mejor que donde pensábamos, pero no dónde deberíamos estar”, explicó. El lema del Grupo de Trabajo de Microelectrónica de AMETIC es crecer, crear y atraer.
“La industria de microelectrónica es muy compleja y amplia. Incluso los países punteros como Taiwán constituyen solo una parte del proceso que se completa en otros lugares. Por eso es imposible tener una autonomía estratégica a nivel país”, subrayó Martorell, referente indiscutible en el sector de los chips pues ya fue capaz de traer en los años 80 a España, concretamente a Tres Cantos, una fábrica de semiconductores para AT&T. Martorell también es el administrador único de la Sociedad Estatal de Microelectrónica y Semiconductores (SEMyS), creada para la ejecución del PERTE Chip y que seguirá funcionando más allá de la vigencia de este. Independientemente de las fábricas, aseguró, “lo que es muy importante es el ecosistema”.
Para Pardo, “el dilema es que las empresas del sector crecemos hasta un punto que no sabes qué hacer con ellas, porque para abastecer el mercado mundial tienes que crecer mucho, pero tampoco quieres venderla a un americano o a un chino, porque se trata de crear industria”.
“Es necesario crear un camino para las empresas”, sostuvo el empresario industrial. Quizás la solución sería, adelantó, crear un socio industrial en España, crear una empresa como NXP o Brocom donde se puedan integrar esas startups y spinoffs “para que todo lo que se invierte aquí se quede aquí”.
“No es un enunciado hiperbólico sino una sentencia firme” decir que la fotónica integrada es la soberanía tecnológica que España necesita, argumentó, por su parte, Rosa Sánchez, Innovation Manager de secpho, el clúster de tecnologías Deep Tech, al presentar a los otros cuatro ponentes expertos que participaron en la mesa redonda sobre el chip fotónico celebrada dentro de los actos del VI Congreso de Industria y Pyme.
A Sánchez la acompañaban Carlos Abellán, CEO de la startup Quside; Carlos Domínguez, responsable de la Plataforma Fotónica del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM); David Doménech, CTO de VLC Photonics; y Javier Martí, coordinador del Centro Tecnológico de Nanofotónica de Valencia (NTC) y fundador de la empresa Das Photonics.
Domínguez trabaja hace muchos años en el IMB-CNM y su interés desde la Plataforma Fotónica que él coordina es “hacer visible todo los que son los circuitos fotónicos integrados en las industrias españolas desde el punto de vista no solo de su fabricación sino también de sus aplicaciones” y “ver qué posibilidades tienen estos circuitos para el desarrollo de nuevos productos dentro del mercado actual”, explicó.
En consecuencia, trabajan en tres vías diferentes: mediante proyectos colaborativos con las empresas, bien de carácter nacional o internacional; mediante proyectos de investigación de apoyo a las empresas; mediante el desarrollo de demostradores, a través de una propuesta de costes compartidos para que a las pymes le salga menos caro desarrollar algunos tipos de conceptos en fabricación en lo que llaman “obleas multiproyecto”, donde no se tienen derechos de propiedad intelectual sobre la tecnología que se genera sino solo sobre los diseños. También existe la opción de prototipos específicos, que sí mantienen los derechos de propiedad intelectual e industrial, pero son más onerosos.
El Instituto de Microelectrónica de Barcelona también quiere apoyar en la formación, donde pueden colaborar con la Academia para dar cursos específicos en tecnologías que le son propias o bien formar cursos a medida para personal industrial con requerimientos concretos ya no solo a nivel ingeniero sino también técnico.
Martí, quien también es catedrático de Fotónica en la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), dijo que la fotónica es el hermano pequeño de la micronanoelectrónica y que lo que falta es “la transferencia” del conocimiento. “La fotónica es una tecnología de nicho para sectores de nicho”, como el aeroespacial y el de defensa, recalcó. “Es curioso como el ecosistema ha ido creciendo, escalando y madurando, y hay que acompañar al ecosistema”, admitió.
Abellán dirige Quside, una firma pionera cuántica-fotónica que se ocupa de “tecnologías avanzadas de aletoriedad” aplicadas a la criptografía y la ciberseguridad, por un lado, y a la computación de alto rendimiento, por otro. En concreto, producen generadores cuánticos de números aleatorios para distintas industrias y lo que ellos llaman RPUs (Randomness Processing Units).
VLC Photonics, que diseña y testea obleas, forma parte del grupo japonés Hitachi, lo que evidencia el buen estado de salud del sector en España.
“La tecnología fotónica integrada no tiene el mercado de la microelectrónica, pero su bajo grado de madurez es precisamente lo que la hace más interesante”, apuntó Martí. “Hay ahí una oportunidad de posicionamiento en la tecnología y en la fabricación. Es el momento”.
“La Administración pública es consciente de la importancia de esta tecnología, no ahora, pero sí a futuro”, aseveró Domínguez, del IMB-CNM. “Los fundamentos para consolidar esta tecnología [de la fotónica integrada] deben ser ambiciosos”, remachó, teniendo en cuenta que España “tenemos toda la cadena de valor, desde el concepto hasta el encapsulado”.
Lo digital es la palanca para mover el mundo, pero los chips son el apoyo para hacerlo de verdad, infirió Fonseca, el director del Instituto de Microelectrónica de Barcelona, citando el famoso principio de Arquímedes, que. De hecho, como dijo la presidenta de la Comisión Europea, Ursula von der Leyen, no hay digital sin chips y así también lo reconoce el PERTE Chip.
El origen de los semiconductores, dijo Fonseca, se remonta a la invención del transistor, hace 75 años, que supuso el amanecer de la era digital. John Bardeen, William Shockley y Walter Brattain ganaron por ello el premio Nobel de Física. Bardeen obtuvo uno segundo por la semiconductividad que se vuelve a usar ahora por la computación cuántica y Shockley fue el padre de Sillicon Valley.
El invento del transistor fue un punto seminal de la microelectrónica. Se inició la senda de la era digital, jalonada de tres grandes hitos: la miniaturización pues el transistor vino a sustituir las válvulas de vacío, la integración, y la escalabilidad, la producción industrial de transistores. “La microelectrónica es capaz de fabricar y conectar muchos dispositivos pequeños de forma automarizada”, explicó Fonseca en una conferencia magistral pronunciada en el VI Congreso de Industria y Pyme.
El transistor funciona como un amplificador, pero también como interruptor y se convierte en la encarnación del bit, del sistema binario 0 y 1, lo que da lugar a los grandes protagonistas de la era digital: las memorias y los microprocesadores.
La unión de la electrónica analógica con la digital es la que ha hecho que la microelectrónica, a pesar de ser invisible, sea indispensable en la vida cotidiana, pues tenemos chips en todo tipo de productos de consumo, no solo donde pensamos que están sino también más allá, por ejemplo, mucho equipamiento médico los lleva. “Por eso la microelectrónica es la tecnología más compleja, precisa y habiltadora de la historia de la industria”, dijo Fonseca, “y el transistor, de hecho, es el artefacto más fabricado de la historia de la Humanidad desde su invención” en una magnitud de 1022, es decir, 10.000 trillones, una cantidad que representa “la suma de todos los granos de arena de las playas y los desiertos de la Tierra”. “Eso da una idea del gran nivel de producción que han alcanzado estos dispositivos”, enfatizó.
Pero ¿qué representan estas tecnologías? Son como un iceberg, donde el 90% está a la vista y son las aplicaciones digitales, pero donde solo el 10% es la micro(nano)electrónica. “Y el hecho de que esté sumergido y no se vea es uno de los problemas que tenemos para generar y atraer talento. Somos un poco invisibles”, enfatizó Fonseca.
¿Cómo de pequeño es lo pequeño en micro(nano)electrónica? La medida en la que trabaja esta tecnología es la micra (µm), la centésima parte de un cabello humano, y el nanómetro (nm), que viene a ser el radio de una molécula de ADN. Su material de referencia, pero no el único, pero sí el más importante, es el silicio, dado que el 80% de los chips están fabricados con este elemento químico, muy abundante en la corteza terrestre, lo que encierra una paradoja pues el silicio no es un mineral; en la naturaleza lo encontramos como dióxido de silicio (SiO2), por ejemplo, la arena. La forma ideal para obtener silicio es a través del cuarzo al que se quema mezclado con agua y virutas de madera. Después de obtener el material metalúrgico y procesarlo, se obtienen obleas muy finas de silicio que serás las empleadas en las salas blancas, en las plantas de producción de semiconductores. Las salas blancas están especialmente diseñadas para obtener bajos niveles de contaminación controlando las partículas en aire, la temperatura, la humedad, el flujo de aire, la presión interior del aire y la iluminación
Pero ¿por qué los chips necesitan salas blancas? Porque conseguir estructuras nanométricas a alto rendimiento requiere un entorno muy limpio y estable. Una sala limpia proporciona las condiciones óptimas de proceso gracias al control de toda fuente de contaminación. El ambiente controlado en temperatura y humedad favorece la repetición de los procesos; el aire ultralimpio evita las partículas; todos los productos químicos que entran en contacto con las obleas tienen una pureza extrema; las personas que trabajan en esos entornos deben llevar vestimentas especiales, con un mono de cabeza a los pies, para no contaminar los productos.
Los chips se fabrican por capas finas que se graban. Suelen tener de un milímetro cuadrado (1 mm2) a un centímetro cuadrado (1 cm2). Se construyen como una casa, plano a plano, teniendo cuidado que cada plano esté alineado con el anterior. ¿Con qué materiales? Con el silicio como semiconductor como partida y con materiales que se comportan como un aislante o como un conductor para poder guiar los electrones dentro del circuito y cumplir así su función.
La micronanoelectrónica hace dispositivos cada vez más pequeños porque el transistor es cada vez más pequeño. Las obleas cada vez son más grandes; las de investigación son de 10 ó 15 centímetros mientras que las de fabricación son de 20 o 30 ctms. Así una oblea de 1960 de 2,5 ctms de diámetro contenía 9 transistores y ahora una oblea de 30 centímetros tiene 109 transistores, es decir, 1.000 millones de ellos.
Los tres ámbitos de la micronanotecnología se concretan en la miniaturización de memorias, procesadores, memorias; cuando no se pueda miniaturizar más habrá que buscar arquitecturas alternativas como la computación cuántica y la neuromórfica. Otro ámbito es la diversificación con dispositivos que agradecen la miniaturización pero que no dependen de ella: electrónica analógica, comunicaciones, sensores, actuadores, electrónica de potencia, otros semiconductores como el grafeno, la fotónica integrada o la electrónica flexible. Todo esto da dos tipos de dispositivos que convenientemente combinados “no son cabeza sin cuerpo ni cuerpo sin cabeza”.
La miniaturización, la escalabilidad y la multifuncionalidad de los chips permiten su despliegue en todo tipo de escenarios de difícil acceso como el corazón en el caso de un marcapasos o en el espacio en el de un satélite de observación de la Tierra, pero también tienen aplicaciones en las Smart Cities, en la agricultura de precisión. Los chips pueden introducirse en células vivas, pero también existen sondas neuronales de grafeno, parches diagnósticos a partir del sudor, módulos inteligentes de potencia o sensores de radiación desplegados actualmente en el CERN, el Centro Europeo para la Investigación Nuclear.
¿Cómo de compleja es la cadena de suministro de los chips? Es realmente global, cruzando multitud de fronteras pues las obleas se producen en un sitio, los equipos en otro, el ensamblado en un tercero, los químicos en otro. “Muchas de esas rutas sobrevuelan Europa, pero todos sabéis que Europa es la última frontera”, afirmó Fonseca.
El director del INB-CNM también constató lo concentrada que está la industria de los semiconductores pues solo dos empresas fabrican los chips más pequeños, de menos de siete nanómetros: Samsung y TSMC y mostrando un gráfico de barras, evidenció que a lo largo de los años se ha ido reduciendo el número de empresas que mantuvieron el liderazgo en este sector productivo: en 2001 eran 17, en 2009, 9 y en 2015 ya solo 4. Por área geográficas, en Asia (Taiwán, Corea del Sur, China) se encuentra más del 80% de la fabricación a terceros. Taiwán tiene el 63%; Corea del Sur el 18%; China, el 16%. La microelectrónica se deslocalizó, pero en realidad se relocalizó más que antes.
Otra idea lanzada por Fonseca es que las nuevas tecnologías de semiconductores no reemplazan a las anteriores; en otras palabras, los diferentes nodos conviven entre sí. Los más modernos se fabrican en volúmenes más bajos que los otras, pero aquellos tienen mucho mayor valor añadido.
