La Comissió Europea i l'Empresa Comuna Xips (Chips JU) seleccionen el consorci PIXEurope per liderar la línia pilot europea sobre Circuits Fotònics Integrats Avançats

El Programa Xips de la Comissió Europea ha confirmat l'elecció de PIXEurope, la línia pilot europea de xips fotònics avançats, com la 5a línia pilot de l'Estratègia Europea de Xips, que entra així a la fase de negociació financera i tècnica.

En el marc de l'Estratègia Europea de Chips, l'anomenada European Chips Act, la creació de PIXEurope persegueix oferir plataformes tecnològiques d'avantguarda, transformant i transferint processos i tecnologies fotòniques integrades innovadores i disruptives per accelerar-ne l'adopció industrial. L'objectiu és la creació de tecnologia de propietat i fabricació europees en un sector de capital importància per a la sobirania tecnològica i, per tant, per a la creació i el manteniment dels corresponents llocs de treball a la Unió.

Al consorci de PIXEurope hi participen 20 entitats d'Espanya, Àustria, Bèlgica, Finlàndia, França, Irlanda, Itàlia, Polònia, Portugal, Països Baixos i el Regne Unit, i estarà coordinat a nivell continental per l'ICFO, l'Institut de Ciències Fotòniques (amb seu a Barcelona).

A Espanya, a més, de l'ICFO i de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC; formen part del consorci la Universitat Politècnica de València (UPV); la Universitat Carlos III de Madrid (UC3M); i la Universitat de Vigo (UVigo).  La línia pilot està cofinançada pel Ministeri per a la Transformació Digital i la Funció Pública del Govern i compta amb el suport de la Generalitat de Catalunya.

El context d'una demanda creixent de xips 

Cada any, les necessitats de la societat digital augmenten considerablement, com mostra l'augment del mercat mundial de circuits integrats fotònics (PIC), la producció del qual s'espera que creixi més d'un 400% els propers 10 anys. A finals de la dècada, es preveu que el mercat mundial de la fotònica superi els 1,5 bilions d'euros, xifra comparable a tot el producte interior brut anual d'Espanya.

Aquest notable creixement es deu a la necessitat imperant i demanda de dispositius per a aplicacions en àmbits com les telecomunicacions, la intel·ligència artificial, la detecció d'imatges, l'automoció i la mobilitat, la medicina i l'assistència sanitària, la cura del medi ambient, les energies renovables, defensa i seguretat, i una àmplia gamma de sectors d'aplicacions de consum. Les característiques i especificacions necessàries per a aquestes aplicacions les proporciona la combinació de xips microelectrònics i xips fotònics. Els primers s'encarreguen del processament de la informació mitjançant la manipulació d'electrons dins de circuits basats en silici i les seves variants, mentre que els segons fan servir fotons a les gammes de l'espectre visible i infraroig en una àmplia varietat de materials.

Al llarg dels propers 10 anys i durant la fase operativa, la línia pilot impulsarà la capacitat de producció i el potencial d'innovació de les empreses europees a un nou nivell, permetent desenvolupar i fabricar prototips dels seus productes basats en xips fotònics. Ajudarà les organitzacions de recerca a salvar la distància entre el laboratori i la fàbrica explotant resultats científics nous i accelerant la comercialització d'aquesta recerca, en particular recolzant la creació de noves empreses de base tecnològica (start-ups).

En particular, la línia pilot contribuirà al disseny i el desenvolupament d'una cadena de fabricació optimitzada, amb la participació d'usuaris finals i socis industrials, per a l'avaluació dels processos de producció que es transferiran a escala industrial, amb l'objectiu últim de crear un ecosistema europeu únic de PICs; establint-se, a nivell mundial, com la primera línia pilot de PIC totalment integrada i que funciona en mode d'accés obert per a l'usuari.

En aquest sentit, l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC tindrà una participació significativa, ja que actuarà com a nucli tecnològic liderant el grup que incorporarà nous equipaments avançats per a la fabricació i caracterització de xips fotònics de nitrur de silici, una de les tecnologies d'integració monolítica amb què es treballarà a la línia pilot. fosfur d'indi, silici, silici germani, carbur de silici i alumini.

L'activitat de l'IMB-CNM a PIXEurope s'enfoca a establir una tecnologia de nitrur de silici amb alta capacitat d'integració i pèrdues molt baixes en propagació, donant lloc a circuits fotònics més compactes i eficients energèticament.

El Prof. d’investigació del CSIC i responsable del projecte a l'IMB-CNM Carlos Domínguez assenyala que PIXEurope afavorirà la investigació i el desenvolupament en un àmbit clau, com és la fotònica integrada; ajudant la indústria europea a millorar la seva competitivitat i posicionant Europa al mercat de les tecnologies avançades, reduint la dependència tecnològica. “Europa disposa dels coneixements científics i dels recursos humans i tècnics que calen per liderar la revolució fotònica a nivell mundial”, afegeix.

Pel que fa al nostre país, indica que “PIXEurope ens permetrà posicionar-nos a nivell internacional com un focus tecnològic de primer ordre, atraient i retenint talent i millorant la productivitat de les nostres empreses”. 

Joaquin Faneca, doctor i investigador de l'IMB-CNM, afegeix que “PIXEurope ofereix als investigadors joves una oportunitat excepcional d'accedir a una àmplia gamma de tecnologies fotòniques integrades i adquirir experiència pràctica en disseny, fabricació i verificació. Comptar amb unes instal·lacions tan avançades a Europa permet als nous talents desenvolupar els seus coneixements, formar la propera generació de líders en fotònica i impulsar la innovació en aquest camp a Europa”.

L'IMB-CNM té actualment una de les Sales Blanques més grans del sud d'Europa, acreditada amb la ISO9001 i preparada per produir prototips i petites sèries de xips sota demanda de les empreses i dels grups acadèmics L'IMB-CNM és el centre més gran d'Espanya dedicat a la investigació i desenvolupament de Micro i Nano Tecnologies (MNT) per a aplicacions electròniques i fotòniques, amb unes capacitats úniques en tecnologia de silici i materials complementaris o afins que permeten la fabricació de components, circuits i sistemes per a diferents camps d'aplicació (comunicacions,  centres de dades, energia, medicina…). Pertany al Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i està acreditat com a Unitat d'Excel·lència Maria de Maeztu per l'Agència Estatal de Recerca (2024-2028).

A més, l'institut forma part del consorci APECS, tercera línia pilot de la Chips JU, on es desenvolupa tecnologia per a la integració heterogènia i l'encapsulat avançat de sistemes microelectrònics. Aquest consorci està liderat per la institució Fraunhofer d'Alemanya. IMB-CNM és l'única institució espanyola que participa a dues línies pilot.

També, en el marc de les convocatòries de la Chips JU, l'IMB-CNM és l'única institució que participa a les dues propostes preseleccionades per establir Centres de Competència a Espanya i en l'única proposta presentada per al desenvolupament de la Plataforma Europea de Disseny. "Tot això evidencia i reforça el nostre paper com a referència de l'ecosistema dels semiconductors espanyol i el nostre alt grau de representativitat a Europa", explica Luis Fonseca, director de l'IMB-CNM.

Sobre l'Empresa Comuna (EC) Xips

L'Empresa Comuna Xips de la Comissió Europea dona suport a la investigació, el desenvolupament, la innovació i les futures capacitats de fabricació a l'ecosistema europeu de semiconductors. Va ser llançada pel Reglament núm. 2021/1085 del Consell de la Unió Europea i modificada al setembre de 2023 com a part de la Iniciativa Chips for Europe. Per fer front a l'escassetat de semiconductors i reforçar l'autonomia digital d'Europa, compta amb un finançament important de la UE, nacional/regional i de la indústria privada de gairebé 11 000 milions d'euros. L'AC Chips està finançada per la Unió Europea, els Estats participants a l'AC Chips i membres privats.

L'abril del 2024, l'EC Chips va anunciar la selecció de quatre línies pilot per a la seva implantació a Europa. Ara, la línia pilot PIC es converteix en la cinquena a entrar en negociacions, en un esforç clau per enfortir la creació de capacitats i la innovació a Europa. D'acord amb els objectius de la iniciativa Chips for Europe, s'espera que aquesta línia pilot col·labori estretament amb les altres línies pilot de l'empresa comuna Chips (1, 2, 3 i 4), la plataforma de disseny i els centres de competència.

_{Imatge principal: Caracterització d'un circuit fotònic integrat de nitrur de silici. Crèdit: IMB-CNM, CSIC.}