La empresa española seleccionada por ‘Nature’ como una de las más prometedoras del mundo

La fotónica integrada es una tecnología que promete revolucionar la comunicación 5G, los centros de datos, los sistemas de inteligencia artificial, la conducción autónoma o la computación cuántica. Pero a día de hoy, salvo en centros de datos, prácticamente solo la incluyen en sus productos gigantes tecnológicos como Google, Intel, Facebook o Huawei y grandes centros de investigación. El gasto elevado que conlleva crear circuitos de este tipo y los largos tiempos de desarrollo dejan fuera de juego a pequeñas y medianas empresas e investigadores con pocos recursos. La española iPronics, que acaba de ser seleccionada por la revista científica Nature y la multinacional alemana Merck como una de las mejores spin-off tecnológicas del mundo, pretende cambiarlo.

El objetivo de esta empresa, que nació en 2019 de la Universidad Politécnica de Valencia (por eso se la denomina spin-off), es democratizar el uso de la tecnología fotónica. Para ello, ha fabricado un procesador fotónico programable que se puede configurar para diferentes aplicaciones. De esta manera, los tiempos de desarrollo se reducen a apenas tres semanas y los costes asociados se reducen por la posibilidad de aumentar el volumen de fabricación.

¿Qué es exactamente la fotónica y en qué se diferencia de la electrónica? La fotónica usa la luz y sus propiedades para procesar, modificar, crear y detectar señales a muy alta velocidad. Daniel Pérez, ingeniero de Telecomunicaciones y CTO y cofundador de iPronics, explica que “la gran diferencia entre la fotónica y la electrónica reside en la física fundamental”: “La electrónica lo que hace es utilizar las propiedades de los electrones. En el caso de la fotónica, utilizamos fotones”.

“Hay gente que dice que la fotónica viene a competir con la electrónica. Nosotros decimos que viene a complementarla”, cuenta Pérez. Uno de los principales atractivos de la fotónica, según sus defensores, es la posibilidad de llegar allí donde la electrónica no podrá llegar. El ingeniero hace referencia a la Ley de Moore, que establece que el número de transistores que caben dentro de un chip se duplica cada dos años: “Hasta ahora todos los fabricantes han mantenido el ritmo de esa ley y se han forzado a cumplirla. Sin embargo, se está viendo que la electrónica está empezando a encontrar limitaciones en ciertas aplicaciones. Por ejemplo, las tarjetas gráficas se han empezado a utilizar para el entrenamiento de redes neuronales para sistemas de aprendizaje automático o machine learning y ahí la electrónica está empezando a hacer tope”.

Dentro de esta tecnología, destaca la fotónica integrada, que consiste en generar y controlar fotones dentro de un circuito. Los chips fotónicos son circuitos integrados similares a los que se encuentran en la electrónica integrada en teléfonos, ordenadores o coches, pero en lugar de utilizar electricidad (electrones) emplean señales ópticas (luz).

Pérez explica que los circuitos fotónicos integrados tienen más de 30 años y son los que a día de hoy hacen, por ejemplo, que millones de usuarios puedan conectarse a Facebook. Los centros de datos de esta compañía y muchos otros están integrando tecnología fotónica, según cuenta. “El mercado de la fotónica integrada sobrepasó los 1.000 millones de dólares americanos en 2020 y, según diferentes estudios de mercado, se estima una tasa de crecimiento compuesto de entre el 20% y el 26%”, cuenta Pérez. Aún así, esta tecnología a día de hoy “está escondida· en los centros de datos, las redes de comunicaciones ópticas y circuitos muy específicos.

Tres años de desarrollo y medio millón de euros

Pero si se trata de una tecnología madura que ha demostrado en investigaciones su potencial en el ámbito de la salud, defensa o telecomunicaciones, ¿por qué no se usa de forma masiva? “Para una pyme, un centro de una universidad o una empresa con pocos riñones financieros el enfrentarse al diseño de un circuito de este tipo implica un gasto que nunca va a ser menor de medio millón de euros”, señala Pérez. A esa cuantía se suma el tiempo de desarrollo, que “suele estar entre uno y tres años”: “Nadie en su sano juicio pretende meterse a diseñar un dispositivo que tiene tantos riesgos económicos para que realmente cuando quiera llegar al mercado hayan pasado tres años”.

Ahí es donde los miembros de iPronics, que llevan más de seis años investigando la fotónica programable, pretenden revolucionar el sector. Hasta ahora los chips en el mercado se han diseñado con un propósito específico. Pero el circuito creado por esta spin-off es de propósito genérico y está pensado para que un usuario programe lo que quiera sin necesidad de que tenga una carrera en física o en telecomunicaciones.

Con este chip programable, el tiempo de desarrollo sería “100 veces más rápido”, según Pérez, que calcula que el proceso llevaría unas tres semanas. Frente al más de medio millón de euros que conlleva fabricar normalmente este tipo de sistemas, las primeras estimaciones de iPronics apuntan que que el procesador fotónico reconfigurable con todo el equipo costará en torno a los 15.000 euros. Sus investigaciones indican que los sobrecostes se reducirán en cinco o 10 años a unos 1.500 euros. “Vamos a tener un ordenador que va a permitir configurar el chip después de haber sido fabricado. Así estamos haciendo que en lugar de esperar tres años para tener un circuito fotónico integrado, lo podamos configurar y diseñar en menos de tres semanas. Te puedes imaginar el acelerón científico que puede provocar eso”, añade.

El dispositivo de iPronics aún está en fase de desarrollo. La spin-off está trabajando en una versión precomercial que distribuirá en 2021 a los clientes que lo han demandado para realizar ensayos. Entre ellos, de momento hay gigantes tecnológicos, centros de investigación y universidades de todo el mundo. Empresas e investigadores que trabajan principalmente en inteligencia artificial y procesado con redes neuromórficas (sistemas que emulan la actividad del cerebro humano para realizar sus cálculos), según Pérez, que no ofrece los nombres de las empresas interesadas por motivos de confidencialidad.

iPronics espera empezar a comercializarlo en 2022. El ingeniero vaticina que esta tecnología se va a ir aplicando a campos más heterogéneos y “en cuatro o cinco años la empezaremos a ver de forma más extendida en el mercado”. Si finalmente se consigue que estos circuitos puedan ser utilizados para distintas aplicaciones, podría pasar algo similar a lo que ha ocurrido con la electrónica: “Cuando empezó en los años 70, eran circuitos que solo servían para una cosa, costaba mucho dinero hacerlos y era muy arriesgado ponerse a fabricarlos”. Pero años después, llegaron los microprocesadores y las FPGA—chips electrónicos que se pueden configurar para diferentes aplicaciones y están en televisores, coches o casas inteligente—. “Ha sido ese salto a lo genérico lo que ha hecho que la electrónica cambie nuestras vidas. Prevemos que haya un cambio similar en la fotónica”, concluye.

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