Después de la ley del chip es antes de la ley del chip. Porque en cuanto los políticos de Berlín, Bruselas y otros lugares abren la cornucopia de las subvenciones a la industria de semiconductores y distribuyen los primeros miles de millones, se despiertan nuevos deseos.
ManfredHorstmann, jefe de la fábrica de chips Manfred Horstmann, de Globalfoundries (GF) Dresde, ha pedido ahora una segunda ley europea de chips, una "European Chips Act 2.0" (ECA 2.0). Su objetivo es garantizar que más proyectos de expansión de la microelectrónica en Europa reciban subvenciones y que éstas fluyan también a largo plazo. Antecedentes: Globalfoundries Dresden ha recibido subvenciones Ipcei en el pasado, pero hasta ahora se ha quedado con las manos vacías en la ECA 1. "Alemania y Europa se han propuesto aumentar su propia producción de chips y reforzar así la resistencia industrial en la Unión", argumentó Horstmann durante un "debate parlamentario" organizado por el Sindicato Industrial de Minería, Química y Energía (IGBCE) junto con empresas de semiconductores de "Silicon Saxony". Este programa de expansión es "un maratón para el que se necesita aguante", subrayó el jefe de GF Dresde. "Por eso tenemos que empezar a pensar hoy mismo en una Ley Europea de Chips 2.0. Sólo podremos superar los retos del siglo -descarbonización, digitalización, demografía y seguridad- si seguimos trabajando en el tema de los chips. Y para ello necesitamos urgentemente un acceso a prueba de crisis a chips potentes, energéticamente eficientes y, sobre todo, fiables". Silicon Saxony ya había pedido anteriormente que las subvenciones de la CEPA fueran permanentes. La asociación de la industria sajona coincide así en gran medida con el gobierno estatal de Sajonia, el IGBCE, Globalfoundries y otros actores del sector de los semiconductores, que hasta la fecha se han beneficiado poco de las subvenciones de la CEPA o el Ipcei. "Uno de los puntos fuertes de la industria europea de semiconductores son sus tecnologías de semiconductores altamente especializadas y diversificadas para los sectores de la automoción, la medicina y la industria, que también pueden producirse en cantidades más pequeñas para satisfacer la demanda", argumenta, por ejemplo, Michael Woittennek, Consejero Delegado de X-Fab, con sede en Dresde. "Estos puntos fuertes deben ampliarse y promoverse con condiciones de ubicación competitivas a escala internacional. Por eso no debemos detenernos ahora en los proyectos iniciados en el marco de la Ley Europea de Chips, sino allanar el camino para una continuación que sitúe estos esfuerzos de expansión de la industria europea de semiconductores sobre una base más amplia."
Los proveedores también quieren ser incluidos en la Chip Act
Al mismo tiempo, las empresas de la industria proveedora de semiconductores también han levantado la mano y han expresado su necesidad de subvenciones para la Ley del chip. En un documento de posición conjunto, cuatro proveedores europeos de semiconductores han pedido que la UE modifique su ley del chip para que en el futuro también incluya y apoye a los proveedores locales de la industria europea de semiconductores.
"Si Europa quiere alcanzar con éxito los ambiciosos objetivos de producción e innovación de la ley del chip de la UE, creemos que los responsables de la toma de decisiones deben pensar más allá de la fábrica y adoptar un enfoque más holístico que incluya las necesidades de los elementos críticos de la cadena de suministro para fábricas de chips y fabricantes por contrato", reza el documento firmado por Toppan Photomasks Dresden, la austriaca 'IMS Nanofabrication', la sueca 'Mycronic' y 'Vistec Jena'. "Los fabricantes de herramientas, ópticas y fotomáscaras desempeñan un papel crucial en la financiación de la investigación, el desarrollo y la innovación europeos, así como en la producción en general". Sólo si la UE apoya todo el ecosistema que hace posible la fabricación de semiconductores, más allá de las grandes fábricas de chips, las cadenas de valor de la microelectrónica en Europa podrán ser a prueba de crisis. "Las futuras versiones de la ley del chip deberían tener en cuenta los elementos críticos de la cadena de suministro local -como los cofirmantes de este libro blanco- para garantizar la soberanía digital", exige Adrian Phillips, Presidente de Toppan Photomasks Europe. Sin embargo, las demandas concretas de la industria proveedora para un ECA 2.0 no se limitan a las subvenciones: Según el documento de posición, la UE y el Gobierno alemán deben hacer campaña urgentemente en favor de precios bajos de la energía. Los políticos también deberían prestar más apoyo a la formación de especialistas locales, liberalizar los visados para especialistas extranjeros en la industria de los semiconductores, suspender la prohibición de los llamados productos químicos a perpetuidad (PFAS) para la industria de los semiconductores hasta que se encuentre un sustituto, y conceder una desgravación fiscal del 25% para las nuevas inversiones en microelectrónica.
Infineon invierte 300 millones de euros más en las "viejas" fábricas de chips de Dresde
Raik Brettschneider es uno de los dos directores generales de Infineon Dresde, e Infineon en Sajonia está demostrando que la industria a veces puede arreglárselas sin miles de millones en subvenciones: El gigante alemán de los semiconductores consiguió inicialmente una subvención de mil millones de euros del Estado para su nueva planta de chips 4 de Dresde, de 5.000 millones de euros. Pero al mismo tiempo, la empresa también está invirtiendo alrededor de 300 millones de euros en la modernización y ampliación de la capacidad de sus fábricas existentes en Dresde, incluso sin subvenciones del TCE, como se ha sabido ahora más bien "por casualidad". Raik Brettschneider, uno de los dos Directores Generales de Infineon Dresde, subrayó que la trayectoria anterior de inversión continua había dado sus frutos a lo largo de los años. "Como resultado, el emplazamiento ha seguido siendo muy competitivo en términos de producción, proceso y desarrollo de productos". Por tanto, para el grupo de semiconductores merece la pena seguir invirtiendo en Sajonia y mantener en funcionamiento fábricas de unas tres décadas de antigüedad en un país con salarios elevados como Alemania.
Infratec pone en marcha la ampliación de la fábrica de sensores de Dresde
Un poco más pequeña, Infratec Dresde ha ampliado también su fábrica de salas blancas con un coste de 20 millones de euros: La nueva ala de producción y desarrollo crea "espacio para la innovación", anunció la empresa tecnológica, especializada en cámaras térmicas, sensores infrarrojos y tecnología de medición. Se trata del mayor proyecto de construcción de la empresa hasta la fecha y de una "clara apuesta por Dresde como emplazamiento empresarial". La ampliación de la fábrica comprende unos 2.700 metros cuadrados de nuevo espacio de producción y desarrollo para cámaras termográficas y detectores piroeléctricos. También dispone de una máquina de calibración totalmente automatizada de nuevo desarrollo para la calibración radiométrica de cámaras termográficas. Parte de la energía de la sala blanca procede de un sistema solar de 100 kW instalado en el nuevo edificio.
La industria del software también crece
Las industrias microelectrónicas vecinas de Sajonia también están creciendo. Casi la mitad de todos los empleados de la asociación industrial "Silicon Saxony" trabajan ahora en empresas de software, concretamente unos 40.000 del total de 81.000 empleados. Esto significa que el sector del software crece de forma mucho más dinámica que toda la industria de alta tecnología de Sajonia: mientras que el número total de empleados de las empresas de "Silicon Saxony" aumentó un 6,4% en un año, la industria del software alcanzó una tasa de crecimiento del 25%. El crecimiento estuvo impulsado por la demanda de la propia industria de semiconductores, pero también por la inteligencia artificial (IA) y la tendencia hacia lo digital y, en particular, la nube y las soluciones de código abierto. "Me atrevería a predecir que las empresas de software que no utilicen IA dejarán de existir en un plazo de dos a cinco años", afirmó recientemente Frank Schönefeld, responsable de tecnología de Telekom MMS en Dresde. "Todos estamos bajo presión para actuar y deberíamos aprovechar el tiempo".
Un software más económico podría hacer superfluas centrales eléctricas de gigavatios enteros
Sin embargo, no son solo las megatendencias omnipresentes como la IA y la nube las que contribuyen al crecimiento. Más bien, los ingenieros y otros desarrolladores de la industria del software de Sajonia también están dirigiendo su atención a nuevos temas que hasta ahora han pasado desapercibidos, pero que prometen un enorme potencial. Dado que el consumo de energía de la tecnología informática instalada en todo el mundo está creciendo rápidamente debido a la inteligencia artificial (IA), que consume mucha energía, a las granjas de minería de criptomonedas, a los crecientes centros de datos en la nube y a otras tendencias digitales, muchos programadores están ahora examinando más de cerca su software: los expertos estiman que entre el 10 y el 15% de las emisiones mundiales de dióxido de carbono y del consumo de energía de los centros de datos, los ordenadores personales y los teléfonos inteligentes puede ahorrarse si la programación es más sostenible y económica en el futuro. Un maratón de programación y pensamiento -el llamado "thinkathon"- en Dresde ha demostrado ahora cómo puede funcionar esto en principio. Durante tres días, doce inventores de Alemania, Estonia, Inglaterra e India trabajaron en equipos interculturales formados espontáneamente en el "Impact Hub" de Dresde para allanar el camino hacia una mayor "sostenibilidad en el desarrollo de software". El reto vino de la empresa de programación de Dresde "Zeiss Digital Innovation" (ZDI), que lleva tiempo trabajando en la "huella" energética y ecológica del software. "El consumo de energía de los dispositivos Zeiss es un problema para muchos clientes: el potencial de ahorro es muy demandado en el mercado", explica Hendrik Lösch, de Zeiss, con sede en Dresde. Por otro lado, las crecientes obligaciones de información sobre protección medioambiental que deben cumplir las empresas de la UE también están creando la necesidad de documentar y, en última instancia, reducir su propio consumo de energía cuando utilizan tecnologías digitales. "Será un tema importante para la economía", afirma Danny Städter, del Smart Systems Hub de Dresde, que colaboró en la organización del Thinkathon. "La idea es sensibilizar a la gente para que piense en el consumo de recursos ya en la fase de desarrollo del software". El concepto también podría generar efectos sinérgicos en el clúster: La tecnología informática económica -aunque desde una perspectiva de circuito en aquel momento- ya había sido el hilo conductor del clúster de excelencia "Cool Silicon" de Sajonia desde 2008. La idea de reducir el consumo de energía a través del software se prestaba sin duda bien a la idea de que los proveedores de hardware y software de Alemania Central trabajaran juntos en este tema. Y el concepto subyacente lleva años en la mente de los investigadores de Dresde: "Hace 20 años ya supervisé un doctorado en el que intentamos construir un 'compilador energéticamente eficiente'", recuerda el antiguo portavoz de 'Cool Silicon', el profesor Gerhard Fettweis.
Una oreja que se mueve como fuente de energía
Arshnoor Singh, de la HTW de Dresde, se unió a los "Cortadores de carbono" en el Thinkathon de Dresde "Sostenibilidad en el desarrollo de software",donde la atención no sólo se centra en los intentos de reducir el consumo de energía, sino también en experimentos sobre cómo pueden desarrollarse nuevas fuentes de energía descentralizadas para la electrónica ubicua y la tecnología de sensores. Así, los ingenieros de Dresde trabajan actualmente en una nueva generación de recolectores de energía. Estos "sistemas autónomos escalables y sostenibles de generación de energía eléctrica" ("snaps") están diseñados para generar electricidad a partir de los movimientos de personas y animales o las vibraciones de pequeñas máquinas, por ejemplo, y ser fácilmente ampliables para que también puedan suministrar mayores cantidades de energía si es necesario. Así lo afirma un comunicado de prensa de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Dresde (HTWD), que trabaja en colaboración con Wälzlagertechnik Dresden en estos "sistemas de suministro de energía autosuficientes, sostenibles y escalables" (S³PS). El objetivo es crear captadores de energía especialmente sostenibles y eficientes "que conviertan la energía mecánica disponible in situ, por ejemplo la procedente de los movimientos de personas o animales o de la vibración de máquinas, en energía eléctrica", explica el profesor Lutz Göhler, del Instituto de Electrónica Aplicada de la HTWD. En su interior, un pequeño generador electromagnético convierte los movimientos del entorno en electricidad. Los ingenieros quieren acoplar este generador a una electrónica especial de sintonización. "Por un lado, la electrónica garantiza que el generador funcione con la mayor eficiencia posible y, por otro, adapta la tensión suministrada por el generador a las necesidades del consumidor conectado". Los investigadores quieren diseñar sus recolectores de energía desde el principio de forma que sean fácilmente escalables, es decir, ampliables. Esto debería permitir proveedores de energía autónomos de unos pocos centímetros, pero también de varios decímetros de tamaño. También se presta especial atención al uso económico de los recursos y a los principios de reciclaje: "Como tienen una larga vida útil y para su producción se necesitan muchas menos materias primas que para las pilas o baterías recargables convencionales, los sistemas no sólo son autosuficientes, sino también sostenibles", subraya el equipo de HTWD. "Es más, las materias primas pueden recuperarse de forma barata al final de su vida útil".
La carga de datos aumenta: Los operadores móviles también se preocupan por el consumo de energía
En cualquier caso, el consumo de energía se está convirtiendo en una cuestión clave en cada vez más áreas de alta tecnología. Así se demostró también durante la conferencia sobre comunicaciones móviles "Connect", celebrada en Dresde: En vista del rápido aumento de la carga de datos en las redes, los ingenieros están cada vez más preocupados por el consumo de energía y los costes resultantes para los operadores de redes. Uno de los enfoques adoptados por los principales grupos de telecomunicaciones para resolver el problema y, al mismo tiempo, matar un segundo pájaro de un tiro, son las OpenRAN. Se trata de redes que prescinden en gran medida de la tecnología de red especial del Lejano Oriente en las estaciones de transmisión, sino que simulan esta electrónica especial en la tecnología informática estándar de los centros de datos. Michael Martin, de "1&1", entre otros, esbozó las ideas que hay detrás de esto durante "Connect": "ORAN nos hace menos dependientes de proveedores de hardware individuales, podemos utilizar las mejores antenas disponibles en la actualidad y nuestrahuella de carbono también mejora". Y es que estas arquitecturas abiertas e independientes del hardware también pueden reducir los requisitos energéticos y los problemas de localización de las redes de telefonía móvil, que están muy sobrecargadas: el planteamiento de simular la electrónica especial en tecnología informática estándar permite trasladar a la nube muchas funciones de las estaciones base clásicas. Esto reduce el tamaño de las estaciones de radio, lo que a su vez reduce las necesidades de espacio y los requisitos de ubicación. Y los centros de datos pueden abastecerse de energía de forma más eficiente que la tecnología de red descentralizada. Uno de los pioneros de estos conceptos ORAN es el Instituto Barkhausen de Dresde, que coordina proyectos de investigación de este tipo a escala internacional.
Una academia minera crea un programa de estudios para la explotación de Marte
Y otra delicia extraterrestre del panorama investigador de Sajonia: con el fin de preparar la colonización y la extracción de recursos en la Luna, Marte y el espacio, la Bergakademie Freiberg crea una nueva licenciatura en "Recursos espaciales - Tecnologías espaciales". Ya pueden matricularse los primeros estudiantes. Antecedentes: La minería terrestre es una tecnología antigua y madura que se enseña en Freiberg desde hace siglos. Sin embargo, ahora es importante transferir los conocimientos adquiridos en la Tierra a otras condiciones ambientales más extremas, explicó el profesor Carsten Drebenstedt, que lanzó el nuevo curso. "A diferencia de la Tierra, por ejemplo, en la Luna tenemos menor gravedad, no hay atmósfera, la radiación solar y cósmica es extrema, hay un bombardeo constante de micrometeoritos y temperaturas extremas. Enfrentarse a estas condiciones ambientales requiere mucha creatividad, inventiva, imaginación e innovación".
La Bergakademie Freiberg quiere preparar a los talentos del mañana para la vida y la minería en la Luna y Marte.
Fuentes
Globalfoundries Dresden, X-Fab, IG BCE, Oiger.de, Bergakademie Freiberg, Connect, HTW Dresden, Zeiss Digital Innovation, Smart SystemsHub Dresden, Toppan Photomasks Dresden, Vitstec Jena, Silicon Saxony.
