Anexo 1 Medidas para reforzar el ecosistema europeo de semiconductores

Descripción técnica de la iniciativa: alcance de las acciones

Las acciones iniciales y, cuando proceda, posteriores apoyadas por la iniciativa se ejecutarán de conformidad con la descripción técnica siguiente:

Parte I

Capacidades de diseño para tecnologías de semiconductores integradas

La iniciativa desarrollará capacidades de diseño innovadoras a gran escala para tecnologías de semiconductores integradas a través de una plataforma de diseño virtual disponible en toda la Unión. La plataforma de diseño virtual consistirá en nuevas instalaciones de diseño innovadoras con bibliotecas y herramientas ampliadas, que integrarán un gran número de tecnologías existentes y nuevas (incluidas tecnologías emergentes como la fotónica integrada, las tecnologías cuánticas y la inteligencia artificial/la ingeniería neuromórfica). En combinación con las herramientas de automatización del diseño electrónico (EDA) existentes, la plataforma permitirá el diseño de componentes innovadores y nuevos conceptos de sistema y demostrar funcionalidades clave, como nuevos enfoques en relación con el alto rendimiento, el bajo consumo energético, la seguridad, nuevas arquitecturas de sistemas 3D y heterogéneos, etc.

En estrecha colaboración con las industrias usuarias de diversos sectores económicos, la plataforma de diseño virtual conectará las comunidades de empresas especializadas en el diseño de chips, proveedores de herramientas y de propiedad intelectual e industrial, con organizaciones de investigación y tecnología para proporcionar prototipos virtuales de soluciones basadas en el desarrollo conjunto de tecnología. Se compartirán los riesgos y los costes de desarrollo y se promoverán nuevos métodos basados en la web para acceder a herramientas de diseño, con modelos de costes flexibles, especialmente para la creación de prototipos, y normas comunes de interfaz.

La plataforma de diseño virtual se actualizará continuamente con nuevas capacidades de diseño, a medida que vaya incorporando cada vez más tecnologías y diseños para procesadores de bajo consumo (incluidos los de código abierto, como RISC-V). Además, la plataforma de diseño virtual puede posibilitar el diseño de otras tecnologías, como los chips programables basados en matrices de puertas programables in situ, las nuevas arquitecturas de sistemas 3D y heterogéneos, etc. Ofrecerá sus servicios a través de la nube, maximizando el acceso y la apertura a toda la comunidad mediante la conexión de centros de diseño existentes y nuevos situados en los Estados miembros.

Parte II

Líneas piloto para preparar la producción innovadora, la prueba y la validación

La iniciativa apoyará líneas piloto para la producción, la prueba y la validación que permitan reducir la distancia entre el laboratorio y la fábrica por lo que respecta a las tecnologías de semiconductores avanzados, como las arquitecturas y materiales para la electrónica de potencia que fomenten la energía sostenible y renovable, el almacenamiento de energía, la fabricación inteligente de conformidad con las normas ambientales más estrictas, la automatización y la electromovilidad, un menor consumo de energía, la ciberseguridad, la seguridad funcional, mayores niveles de rendimiento informático o que integren tecnologías revolucionarias como chips neuromórficos y con inteligencia artificial incorporada, la fotónica integrada, tecnologías basadas en el grafeno y en otros materiales 2D, o que integren componentes electrónicos y microfluidos en sistemas heterogéneos, y soluciones tecnológicas para el aumento de la sostenibilidad y la circularidad de los componentes y sistemas electrónicos. Los ámbitos prioritarios incluyen lo siguiente:

a) Líneas piloto para experimentar, probar y validar, también a través de kits de diseño de procesos, el rendimiento de bloques de propiedad intelectual de semiconductores, prototipos virtuales, nuevos diseños y nuevos sistemas heterogéneos integrados de manera abierta y accesible.

La plataforma de diseño virtual mencionada permitirá la exploración en el diseño de nuevos bloques de propiedad intelectual de semiconductores y nuevos conceptos de sistema que se probarán y validarán en las líneas piloto a través de kits de diseño de procesos tempranos, que proporcionarán información inmediata para perfeccionar y mejorar los modelos antes de que pasen a la etapa de fabricación. Desde su puesta en marcha, la iniciativa ampliará varias líneas piloto existentes, en sinergia con la infraestructura de diseño, para permitir el acceso a proyectos de diseño y creación de prototipos (virtuales).

b) Nuevas líneas piloto sobre tecnologías de semiconductores, como silicio sobre aislante completamente agotado de hasta 10-7 nm, nodos avanzados gate-all-around y de vanguardia (por ejemplo, por debajo de 2 nm), complementadas con líneas piloto para la integración de sistemas heterogéneos 3D y empaquetado avanzado. Las líneas piloto incorporarán las actividades de investigación e innovación más recientes y sus resultados.

Las líneas piloto incluirán una infraestructura de diseño específica que consistirá, por ejemplo, en modelos de diseño que simulen el proceso de fabricación de las herramientas utilizadas para diseñar circuitos y sistemas en chip. Esta infraestructura de diseño y una virtualización de las líneas piloto de uso fácil se establecerán de forma que sean directamente accesibles en toda la Unión a través de la plataforma de diseño virtual. Este enlace permitirá a la comunidad de diseño probar y validar opciones tecnológicas antes de que estén comercialmente disponibles y garantizará que el diseño de nuevos chips y sistemas aproveche plenamente el potencial de las nuevas tecnologías y aporte innovación de vanguardia.

En conjunto, estas líneas piloto impulsarán la propiedad intelectual e industrial de la Unión, las capacidades y la innovación europeas en el ámbito de la tecnología de fabricación de semiconductores y reforzarán y ampliarán la posición de la Unión en el ámbito de los nuevos equipos y materiales de fabricación de módulos avanzados de tecnología de semiconductores, como, por ejemplo, las tecnologías de litografía y obleas.

Se organizarán una colaboración y un diálogo estrechos con la industria para orientar esta expansión de la capacidad y la inclusión crítica desde el inicio de una selección de líneas piloto cualificadas que incluyan, por ejemplo, empaquetado avanzado, tecnología de integración heterogénea 3D e importantes funcionalidades adicionales, tales como fotónica de silicio, electrónica de potencia, tecnologías de detección, compuestos de silicio y grafeno o tecnologías cuánticas. Esta potente infraestructura de líneas piloto a escala de la Unión, estrechamente conectada con la infraestructura encaminada a propiciar el diseño, es fundamental para ampliar los conocimientos y la capacidad teórica y efectiva de la Unión a fin solventar el desfase en innovación entre la investigación financiada con fondos públicos y la fabricación financiada comercialmente, y de aumentar tanto la demanda como la fabricación en la Unión para finales de la década.

Parte III

Capacidades avanzadas de tecnología e ingeniería para chips cuánticos

La iniciativa responderá a las necesidades específicas de la futura generación de componentes relacionados con el tratamiento de información que se basan en principios no clásicos, en particular los chips que aprovechan los efectos cuánticos (es decir, los chips cuánticos), sobre la base de las actividades de investigación. Los ámbitos prioritarios incluyen los siguientes:

a) Bibliotecas de diseño innovadoras para chips cuánticos, basadas en los procesos de diseño y fabricación de los procesos consolidados de la industria clásica de semiconductores para plataformas de cúbits basadas en semiconductores y fotones; complementadas con el desarrollo de bibliotecas de diseño innovadoras y avanzadas y con procesos de fabricación para las plataformas de cúbits alternativas que no sean compatibles con los semiconductores.

b) Líneas piloto destinadas a la integración de los circuitos cuánticos y la electrónica de control para construir chips cuánticos basándose en la investigación en curso y aprovechándola; y, para facilitar el acceso a salas blancas y fundiciones específicas para la creación de prototipos y la producción, reducir las barreras a la entrada en relación con el desarrollo y la producción de pequeños volúmenes de componentes cuánticos y acelerar los ciclos de innovación.

c) Instalaciones para probar y validar componentes cuánticos avanzados, entre los que se incluyen los producidos por las líneas piloto, cerrando el circuito de retroalimentación de la innovación en el que participan diseñadores, productores y usuarios de componentes cuánticos.

Parte IV

Una red de centros de competencias y desarrollo de capacidades

La iniciativa apoyará lo siguiente:

a) La creación de una red de centros de competencias en cada Estado miembro para promover el uso de estas tecnologías que actúen como interfaz con la plataforma de diseño virtual y las líneas piloto, faciliten su uso eficaz y proporcionen conocimientos especializados y capacidades a las partes interesadas, incluidas las pymes que sean usuarias finales. Los centros de competencias prestarán servicios innovadores a la industria, con especial atención a las pymes, el mundo académico y las autoridades públicas, ofreciendo soluciones adaptadas a usuarios muy diversos que fomentarán un mayor uso del diseño y la tecnología avanzada en la Unión. También ayudarán a aumentar el número de profesionales altamente cualificados en la Unión.

b) En cuanto a las capacidades, se organizarán acciones de formación específicas en torno a herramientas de diseño y tecnologías de semiconductores a nivel local, regional o a escala de la Unión. Se brindará apoyo a becas para estudios universitarios de posgrado. Estas acciones complementarán los compromisos de la industria en el marco del Pacto por las Capacidades, dado que aumentarán el número de períodos de prácticas y de aprendizaje, en colaboración con el mundo académico. También se prestará atención a los programas de reciclaje y perfeccionamiento profesionales para los trabajadores procedentes de otros sectores.

Parte V

Actividades del «Fondo de Chips» para el acceso al capital por parte de empresas emergentes, empresas emergentes en expansión, pymes y otras empresas de la cadena de valor de los semiconductores

La iniciativa apoyará la creación de un ecosistema próspero de innovación cuántica y en materia de semiconductores mediante el apoyo a un amplio acceso al capital riesgo para las empresas emergentes, las empresas emergentes en expansión y las pymes, a fin de que puedan desarrollar su negocio y ampliar su presencia en el mercado de manera sostenible.