La contribución de Finlandia a la línea piloto europea de semiconductores está fortaleciendo su posición en la industria europea de chips y creando nuevas oportunidades de crecimiento para las empresas.
La industria de chips es fundamental para la competitividad a largo plazo de Finlandia, ya que requiere acceso a la última tecnología y experiencia para desarrollar, fabricar y explotar tecnologías críticas. Finlandia aporta a la industria europea de chips sólidos conocimientos y experiencia en microelectrónica especializada, como radiofrecuencia (RF), sistemas microelectromecánicos (MEMS), fotónica integrada, desarrollo de materiales y procesos, tecnología integrada y tecnología cuántica superconductora.
La tecnología de chips realmente representa una tecnología profunda porque sus principios subyacentes y su entorno de fabricación son muy avanzados. Por ejemplo, los dispositivos de modelado de chips más complejos contienen más de 40.000 componentes y su desarrollo requiere décadas y miles de millones de euros. La comercialización definitiva de un dispositivo de este tipo es la culminación de innumerables visiones, invenciones, innovaciones, ambiciones, horas de trabajo y fondos.
Impulsando el crecimiento: tecnologías clave y tendencias del mercado
El crecimiento esperado en la industria de chips está impulsado por tecnologías como 5G, inteligencia artificial (IA), teléfonos inteligentes, computadoras, electrónica automotriz, vehículos eléctricos y autónomos y automatización de fábricas. Esto aumentará significativamente la producción de chips semiconductores en los próximos años.
Se espera que el mercado de la tecnología cuántica crezca a tasas de dos dígitos anualmente, y también se espera que se expanda el mercado de la fotónica. Los países nórdicos reconocen que necesitan una cooperación estratégica para mantenerse a la vanguardia de la tecnología.
Construyendo un ecosistema de chips finlandés resiliente
Una importante inversión estatal en la industria finlandesa de chips ha permitido el desarrollo sectorial y la integración en las cadenas de valor europeas. Aunque pequeño según los estándares mundiales, el ecosistema de chips de Finlandia es robusto y resistente y consta de tres áreas principales: semiconductores, fotónica y tecnología cuántica.
Los grupos de cooperación industrial en el centro de esta situación incluyen el Grupo de Industrias Tecnológicas de Semiconductores de Finlandia (semiconductores), Photonics Finland (fotónica) e InnovationQ (tecnología cuántica). A pesar de las diferencias entre estos grupos, existen muchas similitudes. Muchas empresas del ecosistema participan en el desarrollo, uso y venta de chips y de los equipos y materiales utilizados en la fabricación de chips.
La reciente estrategia de crecimiento ‘Chips from the North’ de Semiconductor Branch Group destaca el potencial del sector de semiconductores de Finlandia, donde los ingresos y el empleo podrían triplicarse en 10 años. Este sector es fundamental para la competitividad general de Finlandia y destaca la necesidad de experiencia en el desarrollo y aplicación de tecnologías críticas. También se necesita una cadena de suministro de chips europea para garantizar el acceso a chips avanzados. La cambiante situación geopolítica está abriendo nuevas oportunidades comerciales y de crecimiento para las empresas finlandesas, ya que los proveedores suelen tener su sede en Asia o América.
Los puntos fuertes de Finlandia en el sector de los semiconductores se concentran en la microelectrónica especializada (tecnología de RF, nuevos dispositivos y materiales de memoria, MEMS, semiconductores de potencia, fotónica integrada, tecnología cuántica, tecnología de integración de microfabricación y sólidas capacidades de diseño de sistemas en chips (SoC). Estas capacidades permiten el desarrollo de módulos de fabricación cada vez más complejos y nuevas soluciones tecnológicas miniaturizadas. Aprovechando estas fortalezas, Finlandia está en condiciones de hacer una contribución significativa a nivel mundial en sectores seleccionados. Actualmente, Finlandia y VTT están fortaleciendo sus capacidades de fabricación de chips especializados a través de cuatro líneas piloto de Chips JU: FAMES, APECS, NanoIC y PIXEurope, con el apoyo de la UE y el Ministerio finlandés de Economía, Empleo y Empresa. Además, la Universidad de Tampere forma parte de la línea piloto del GBM. Además, VTT también coordina el piloto superconductor SUPREME, que forma parte de todos los demás pilotos cuánticos.
Estos esfuerzos incluyen la adquisición de nuevos equipos de fabricación y actualizaciones de los equipos de fabricación existentes para desarrollar nuevas capacidades de fabricación en VTT en Espoo, Finlandia. Se espera que esta inversión mejore la competitividad y garantice el acceso a largo plazo a tecnologías clave, al tiempo que integra más firmemente a Finlandia en el ecosistema europeo de chips. Esto abre la puerta a negociaciones y cadenas de valor vitales que respaldan el crecimiento de las empresas finlandesas en los mercados europeos y globales.
Nueva inversión en las instalaciones de sala blanca de VTT
El nuevo equipo y la capacidad de procesamiento se ubicarán en las instalaciones de Micronova de VTT y en el centro previsto de Kvantinova en Otaniemi, Espoo. Las nuevas capacidades están en el centro del desarrollo de chips especializados para aplicaciones de almacenamiento y transferencia de datos, incluidas nuevas tecnologías de memoria, RF, piezo MEMS, fotónica integrada, tecnologías integradas y tecnologías cuánticas superconductoras, entre otras.
Las empresas y el ecosistema más amplio tendrán acceso a capacidades de procesamiento nuevas y mejoradas, así como al procesamiento VTT existente a través de servicios VTT en salas limpias compartidas de Micronova. Estas inversiones permitirán a las empresas desarrollar nuevos productos y servicios, impulsando el crecimiento de Finlandia. Al mismo tiempo, las empresas finlandesas tendrán acceso a la tecnología de línea piloto europea a través de VTT, fortaleciendo aún más las capacidades de procesamiento de Finlandia, incluidas las relacionadas con la tecnología de procesadores europea.
Participación de Finlandia en la línea piloto de microelectrónica europea Chips JU
Con la línea piloto JU de chips microelectrónicos, VTT se centra en nuevos procesos y dispositivos para microelectrónica especializada. La línea piloto FAMES está desarrollando filtrado RF BAW para soportar nuevas bandas de comunicación de hasta 15 GHz. VTT también desarrolla tecnologías de memoria no volátil basadas en FeFET que son compatibles con la integración monolítica con CMOS, ya sea como procesamiento back-end o post-CMOS. Ambas tecnologías se combinan con chips FD-SOI fabricados por LETI. En la línea piloto APECS, VTT está desarrollando tecnología de dispositivo pasivo integrado (IPD) para la integración de RF. Esta tecnología se utiliza en aplicaciones de comunicaciones para respaldar el empaquetado y la integración de transceptores BAW y RF. VTT también se centra en la tecnología RF con su línea piloto NanoIC, evaluando el rendimiento de RF de la tecnología CMOS de 2 nm desarrollada por IMEC.
PIXEurope: Línea piloto de fotónica de chips JU
La fotónica es otro campo en el que Finlandia destaca. Photonics Finland desempeña un papel importante en el desarrollo del ecosistema fotónico finlandés y ha integrado tecnología de fabricación de fotónica tanto en VTT como en la Universidad de Tampere. Este último participa en la línea piloto Chips JU Wide Band Gap. Con la financiación de la línea piloto de PIXEurope, VTT está invirtiendo en capacidades de fabricación e integración híbrida para chips fotónicos más complejos. Combinado con la experiencia de la Universidad de Tampere en semiconductores compuestos, esto permitirá una amplia gama de aplicaciones, desde comunicaciones hasta sensores. El Centro Finlandés de Competencia de Chips (FiCCC) ayuda a las empresas a poner en práctica estas nuevas tecnologías de chips.
En la línea piloto PIXEurope, VTT se centra en el desarrollo de su plataforma fotónica integrada SOI de 3 µm de espesor. La gruesa plataforma SOI PIC de VTT ofrece una combinación de baja pérdida óptica, integración de alta densidad y amplia cobertura de longitud de onda. Como parte de la línea piloto PIXEurope, VTT está invirtiendo en nuevos equipos para procesar obleas SOI en su sala limpia Micronova para mejorar la resolución de patrones y la suavidad de la superficie de las estructuras de guías de ondas ópticas dentro de los PIC, así como integrar otros materiales en obleas SOI para permitir funciones adicionales como modulación óptica de alta velocidad y detección óptica.
piloto cuántico europeo
Finlandia tiene una larga tradición de investigación y desarrollo en tecnología cuántica superconductora y ahora alberga a líderes del mercado mundial en este campo.
Sin embargo, el procesamiento de chips cuánticos aún está en sus inicios y requiere un desarrollo continuo para lograr reproducibilidad y confiabilidad. Con este fin se está poniendo en marcha el piloto cuántico europeo. VTT coordina el piloto europeo de tecnología cuántica superconductora SUPREME y participa en otros pilotos cuánticos, lo que sitúa a Finlandia a la vanguardia del desarrollo mundial de la tecnología cuántica.
Dada la creciente importancia de la tecnología cuántica para nuevos chips y aplicaciones, la participación de Finlandia en la Línea Piloto Europea es una inversión nacional importante, que refuerza su reputación como pionero en microelectrónica especializada y actividades de Línea Piloto. Esta participación integrará a Finlandia en la cadena de suministro de chips europea, desbloqueará nuevas perspectivas comerciales y de crecimiento para las empresas finlandesas y respaldará la competitividad y el crecimiento de la economía nacional. Además, el liderazgo de SUPREME ha convertido a Finlandia en un importante centro europeo de desarrollo tecnológico.
En el piloto SUPREME, VTT desarrollará un proceso de fabricación escalable para chips cuánticos superconductores y uniones Josephson, que son componentes clave de los sistemas cuánticos superconductores. El desarrollo implica cuatro tipos diferentes de procesos.
La unión por evaporación angular proporciona la mejor unión de coherencia, pero la reproducibilidad del procesamiento requiere mejoras. Aunque la unión de tres capas ofrece una buena reproducibilidad en la fabricación, el objetivo es mejorar el tiempo de coherencia. Los procesos de integración 3D superconductores, incluidos TSV y flip chips, permiten la construcción de módulos multichip con interfaces e integración superconductoras. El proceso híbrido admite la integración de RF y óptica a través de detectores de fotón único de nanocables superconductores (SNSPD).
Complementar las fortalezas de los países nórdicos
La contribución de Finlandia al ecosistema europeo de chips está creciendo, fuertemente impulsada por la posición central de VTT en el ecosistema europeo de líneas piloto. Más allá de Finlandia, los países nórdicos están bien posicionados para convertirse en actores importantes en la microelectrónica, la fotónica y las tecnologías cuánticas.
Juntos, estos pueden hacer una contribución significativa a la autosuficiencia y competitividad de Europa en tecnologías clave. Las fortalezas de los países nórdicos se complementan con una profunda tradición de investigación, una educación de alta calidad y una sólida cooperación público-privada. Aprovechar estas complementariedades y ampliar nuestra innovación e impacto colectivos es esencial para un mayor crecimiento.
Es importante que los países nórdicos trabajen juntos en el desarrollo y despliegue de tecnologías nuevas e importantes, que permitan a las empresas y economías nórdicas crecer con nuevas oportunidades.
autor
Piia Konstari, directora de servicios de microfabricación de VTT
Pekka Pursula, director de investigación cuántica y de microelectrónica del VTT
Este artículo también se publicará en el número 24 de la revista trimestral.
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