El laboratorio valenciano de Silicon Valley y los chips del futuro

VALÈNCIA. Valencia toma posiciones en el campo de la fótonica, la ciencia para la generación, control y detección de fotones, la partícula fundamental de la luz. No solo tiene un fuerte tejido empresarial, sino que dispone de una infraestructura singular que se ha erigido como centro de referencia al que acuden grandes corporaciones: el Centro de Tecnología Nanofotónica de Valencia (NTC), adscrito a la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). Un complejo en el que no solo se investiga, sino que se fabrican microchips y al que ya han confiado sus servicios empresas de Silicon Valley.

Este centro cuenta con una 'sala blanca' en la que se hacen todos los procesos de fabricación, con clasificación clase 10, lo que implica un nivel de limpieza 10.000 superior al de un quirófano médico o una sala para integrar satélites, ya que mientras estos entornos pueden llegar a tener hasta 100.000 partículas en suspensión por metro cúbico, en este laboratorio de la UPV solo se pueden encontrar diez. Un hecho de vital importancia dado que en ella se fabrican nanochips fotónicos y cualquier partícula en el entorno puede inhabilitar uno o varios chips. Por tanto, se trata de la sala más limpia de España. 

El centro fue construido en 2009, pero no fue hasta 2014 cuando fue reconocido por el Gobierno como Instalación Científica y Tecnológica Singular (ICTS), lo que les permitió acceso a financiación. Ese mismo año también se aprobó el plan estratégico del centro, que contemplaba la ampliación de la sala blanca de los 250 metros cuadrados de entonces a los 500 metros cuadrados actuales para aumentar sus capacidades tecnológicas. 

De esta forma, además, de la línea completa para la micronano fabricación de dispositivos, integrados sobre obleas de silicio (150 mm), también cuenta con laboratorios de ensamblado y encapsulado de componentes fotónicos, de caracterización física y óptica de dispositivos y de caracterización de sistemas y redes ópticas.

Dado su alto nivel de precisión, la 'sala blanca' tiene un sistema de control de aire para garantizar su pureza y moderar el número de partículas. También, su cimentación es diferente y está aislada para evitar la resonancia de las vibraciones del tráfico rodado, dada la cercanía con el metro, dado que el microtamaño de los chips hace que cualquier movimiento pueda dañar y afectar su fabricación. 

Concretamente, estos microchips son diminutas estructuras de silicio con una alta capacidad de aplicaciones en sectores como el biomédico, el medio ambiente, la alimentación, la energía y la movilidad, la seguridad, las comunicaciones o la electrónica de consumo. De hecho, en el Centro de Tecnología Nanofotónica de Valencia las líneas de trabajo van desde las comunicaciones rápidas para el espacio hasta la biofotónica con sensores para detectar enfermedades.

Las principales implementaciones que ofrece son dispositivos semiconductores, incluyendo los dispositivos de potencia y los detectores de radiación, sensores, actuadores y MEMS (Microelectromechanical Systems), dispositivos y actuadores de nano escala y sistemas de laboratorio en un chip y los dispositivos poliméricos.

"Es la única sala certificada en España para hacer nanofabricación industrial y eso significa que la industria en España no tiene esa capacidad", explica Javier Martí Sendra, director del centro. Por tanto, la institución no solo da servicio a la propia universidad e investiga nuevas aplicaciones, sino que también ofrece producción a startups y grandes corporaciones que necesitan fabricación en serie. Así, solo en la 'sala blanca' trabaja un equipo de cerca de 18 personas que prestan servicios a terceros. "Nosotros estamos para ayudar al ecosistema a madurar y crecer", remarca el también catedrático.

En este momento, trabajan con grandes empresas de Silicon Valley que buscan las capacidades del centro por su eficiencia. "Nos dicen que nuestra forma de trabajar es muy simple y más sencilla que en otros sitios", destaca su director. Una de esas grandes corporaciones es Google para el desarrollo de sus gafas de realidad aumentada a través de chips fotónicos, pero también trabajan con una gran empresa de óptica para hacer unos filtros especiales.

Otra línea de trabajo son los 'metamateriales' para hacer realidad aumentada a través de lentes perfectas para microscopios o pinturas de camuflajes. "Nosotros somos capaces de ver objetos porque en ellos se refleja la luz. Si recubrimos un material con una reflacción negativa, la luz no se refleja, sino que rodea el objeto por lo que convertimos las cosas en invisible. Esos metamateriales requieren fabricar cosas muy pequeñas en superficies grandes", explica Martí. 

València, hub internacional

Una de las ventajas de los microchips fotónicos es que frente a los electrónicos, los que llevan cualquier dispositivo como ordenadores o móviles, consumen menos energía y no generan calor porque no existe calentamiento en su proceso. "La fotónica es más eficiente en cómputos y consumos", apunta. Y todas estas capacidades se están gestando desde València. "Estamos super bien posicionados como hub. El futuro pasa por aquí y, de hecho, la idea es aumentar la potencia que ya tenemos para que Valencia sea un hub de fotónica a nivel europeo", remarca.

Para poder llevar a cabo los proyectos, y dado que está reconocido como Instalación Científica y Tecnológica Singular, la financiación llega por parte del Gobierno y a través de fondos europeos. De hecho, hace solo unas semanas que el Consejo de Ministros aprobó un real decreto para destinar 71 millones de euros a la red de 'salas blancas' de micro y nanofabricación y a la red española de supercomputadoras. De ese montante, 6,1 millones han ido dirigidos a la 'sala blanca' de la UPV. Un montante que se suma a los 2 millones que recibió en 2023.

Estas inversiones forman parte del Proyecto Estratégico para la Recuperación y Transformación Económica de Microelectrónica y Semiconductores (PERTE Chip), con el objetivo de "dar un impulso decidido" a la fabricación y atender las peticiones de instituciones como la UPV de mejorar la instalaciones y los equipamientos. "Tenemos la ambición de seguir creciendo para ser cada vez más eficientes en una carrera muy competitiva a nivel mundial: la de los chips", aseguró hace unas semanas la Ministra de Ciencia, Innovación y Universidades, Diana Morant, en una visita al centro.

De hecho, con estas inversiones se están incorporando equipos y técnicas nuevas para crecimiento epitaxial por haces moleculares y técnicas de litografía avanzadas para hacer 3D. Solo una máquina de las que compone el equipamiento de este laboratorio cuesta tres millones de euros, pero es capaz de hacer hasta doce obleas -material para hacer chips- simultáneamente en solo tres horas. "El reto es conseguir que el proceso sea lo más rápido posible. Pero, además, cuantos más chips en una misma oblea más eficiente es el proceso. "Todo lo que parecía hace años ciencia ficción es ya una realidad gracias al desarrollo de la tecnología, que permiten poner los ladrillos del futuro", concluye el director del centro.