España crea un chip fotónico reprogramable no volátil para tecnologías 6G y cuánticas
Un equipo de investigación de la Universidad Politécnica de Valencia, liderado por el profesor José Capmany, ha desarrollado un chip fotónico capaz de operar a altas velocidades sin necesidad de una fuente de alimentación constante. Los resultados, publicados en Nature Photonics, abren nuevas posibilidades para la creación de circuitos integrados programables en telecomunicaciones 6G y computación cuántica.
Perspectiva más allá del hype: Análisis del chip fotónico no volátil español del equipo de José Capmany
Mientras el mundo estaba pendiente de la WWDC y las visitas de los CEOs de las grandes empresas de IA a Corea, algo diferente sucedió en Valencia. Más silencioso, más modesto — y quizás más importante. Un equipo liderado por el profesor José Capmany de la Universidad Politécnica de Valencia publicó un resultado en Nature Photonics que, en dos o tres años, muchos llamarán un "punto de inflexión". ¿Y sabes qué? Tendrán razón.
La persona promedio lee: "chip reprogramable no volátil". El experto ve: una sentencia de muerte para los calentadores termo-ópticos y el amanecer de una era donde la luz aprende a "recordar" tan bien como el silicio, pero sin sobrecalentarse. Esto no es solo otro chip. Es una ruptura con el canon que ha gobernado la circuitería integrada fotónica durante los últimos 15 años.
La esencia: Qué está sucediendo realmente
Capmany y su equipo resolvieron un problema fundamental que ha estado sofocando la escalabilidad de los procesadores fotónicos. Hasta hoy, cualquier chip fotónico programable (esencialmente un "microprocesador para luz") requería un calentamiento constante de resistencias microscópicas para cambiar la fase de la luz — el llamado efecto termo-óptico. Cada uno de estos calentadores consume energía, calienta el encapsulado y hace imposible crear chips con miles de componentes.
Los investigadores reemplazaron la arquitectura. En lugar de calentamiento constante, utilizaron una plataforma híbrida de silicio + titanato de bario (BaTiO₃). Este es un material ferroeléctrico: retiene la polarización (y por tanto el estado óptico configurado) después de retirar la alimentación. En términos simples, crearon un análogo de la memoria flash no volátil para la luz, pero a nivel de conmutación de rutas ópticas.
Las cifras son elocuentes. El tiempo de conmutación es del orden de 80 nanosegundos. Esto es dos órdenes de magnitud mejor que cualquier sistema termo-óptico (que opera en microsegundos). El consumo de energía estático es prácticamente cero. En las tecnologías actuales, cada elemento de una matriz programable requiere vatios de calor 24/7. Aquí, la configuración no requiere energía en absoluto.
Cronología y contexto
El equipo de Capmany no es nuevo en esto. Han sido durante mucho tiempo líderes mundiales en fotónica programable. La spin-off iPronics, cofundada por Capmany, cerró una ronda de 20 millones de euros en 2025 con la participación de Triatomic Capital y ya ha estado probando sus soluciones con Vodafone.
Sin embargo, la publicación actual en Nature Photonics es el resultado de un consorcio:
| Participante | Rol | País |
|---|---|---|
| Lumiphase AG | Proveedor de materiales | Suiza |
| CEA Leti | Fabricación de prototipos de fotónica de silicio | Francia |
| Universidad griega | Socio científico | Grecia |
Esta es la respuesta de Europa al monopolio de EE. UU. y China en la fabricación de chips.
Contexto importante: abril de 2026. Hace solo dos meses, el mismo equipo de Capmany publicó una nueva teoría de la información en Advanced Photonics — "Información Fotónica Analógica" (API) — e introdujo el concepto de "anbit" (bit analógico). Este anbit puede transportar de 10 a 100 veces más información que un bit digital, pero requiere hardware fundamentalmente nuevo para su procesamiento. El chip anunciado ahora es la primera encarnación física de esa teoría. Primero las matemáticas (abril de 2026), ahora un prototipo funcional (junio de 2026). Un ritmo frenético. ¿Por qué es importante ahora? Porque la avalancha de datos de la IA, el 6G y el Internet de las Cosas está simplemente desbordando la electrónica. Según la propia estimación de Capmany, la electrónica ha alcanzado el 85-90% de su límite físico. La carrera para la próxima década es una carrera por la fotónica. Los españoles acaban de establecer una barrera.
Quién gana y quién pierde
Europa en su conjunto gana, y España en particular. Europa ya tiene tres megaproyectos para fábricas de chips fotónicos: Vigo (materiales III-V), Barcelona (silicio) y Valencia (silicio-titanato de bario híbrido). Ahora Valencia no solo tiene una fábrica, sino una ventaja arquitectónica. CEA Leti (Francia) participó en el desarrollo — por lo que Francia obtendrá este know-how para sus líneas.
iPronics gana. El brazo comercial del laboratorio. Su CTO Daniel Pérez afirma directamente "superar el principal obstáculo". Con este chip, iPronics puede vender no solo un "FPGA fotónico", sino un "FPGA fotónico que no se calienta y no consume electricidad en reposo". Para los centros de datos, donde las facturas de electricidad son el segundo gasto más grande después de los salarios, esta es una oferta que no pueden rechazar.
Ganan los desarrolladores de tecnologías 6G y cuánticas. 80 nanosegundos es lo suficientemente rápido para la conmutación de paquetes en centros de datos durante la conmutación por error. Y la ausencia de calor es crítica para la computación cuántica: cualquier circuito integrado fotónico para qubits sufre de calor parásito. Ahora esta barrera se elimina.
Pierden los fabricantes de chips termo-ópticos tradicionales. Startups y centros de I+D que han invertido miles de millones en tecnologías basadas en silicio dopado con calentamiento. Sus patentes sobre "control de fase mediante calor" se convierten en noticias del pasado. Algunos (como Klein Tools o LioniX) tendrán que pasarse urgentemente al titanato de bario.
NVIDIA pierde (parcialmente). Suena loco, pero la tendencia es clara. Los aceleradores fotónicos para IA se están convirtiendo gradualmente en una realidad. Mientras NVIDIA domina, la fotónica permite la computación analógica a una velocidad tremenda. Si iPronics escala su chip a miles de elementos programables, algunas tareas de álgebra lineal (multiplicación de matrices) se trasladarán de las GPU a las placas fotónicas. Una amenaza a largo plazo, pero se está gestando ahora mismo.
Lo que los medios no están diciendo
Y aquí está la idea principal que nadie que escriba sobre el "avance en España" verá.
Los medios no mencionan que el titanato de bario (BaTiO₃) es un material notoriamente difícil de fabricar. Su integración con silicio se consideraba "irresoluble" para la producción en masa. El equipo de Capmany, junto con Lumiphase AG y CEA Leti, hizo lo que Intel y GlobalFoundries no pudieron en sus líneas experimentales. Encontraron una forma de depositar o hacer crecer BaTiO₃ en un chip de silicio estándar preservando las propiedades ferroeléctricas. Si este proceso se transfiere a líneas comerciales, abrirá la puerta a una arquitectura híbrida electrónico-fotónica, donde la electrónica controla el silicio y la luz procesa los datos — con conmutación sin calentamiento.
Segundo matiz: 80 nanosegundos es bueno, pero para las CPU sigue siendo lento. Una frecuencia de conmutación de 12.5 MHz (1/80 ns) parece modesta en comparación con los transistores electrónicos de gigahercios. Esto significa: el chip no reemplazará la lógica, sino que funcionará como una matriz óptica reconfigurable (enrutador de flujo), no como un núcleo de computación en tiempo real. Pero para la conmutación 6G y la reconfiguración de procesadores fotónicos, es ideal.
Tercer matiz: el consumo de energía estático se reduce a cero, pero el dinámico (conmutación) aún requiere energía. Conmutar una puerta de 80 nanosegundos aún cuesta energía. Pero el logro principal está en otra parte: antes, un chip con 1000 calentadores consumía 100 W constantemente. Ahora un chip con 1000 conmutadores consume 0 W en espera y solo picos durante la reconfiguración. Para dispositivos IoT alimentados por batería y sensores cuánticos portátiles, esto cambia las reglas del juego. Admítelo, la diferencia es significativa.
Pronóstico: Próximos 30 días y 90 días
30 días:
- Hoja de ruta de iPronics. La empresa anunciará planes para un Field-Programmable Photonic Gate Array (FPPGA) comercial basado en la nueva tecnología. Plazo: 18-24 meses. Inversión en la línea de producción: alrededor de 30-40 millones de euros.
- Interés de los hiperescaladores. Google, AWS y Microsoft (que ya han probado prototipos de iPronics) solicitarán muestras de ingeniería para sus centros de datos. Enfoque: uso del chip para conmutación óptica en grandes clústeres de IA, donde reemplazar los conmutadores electrónicos por fotónicos podría ahorrar cientos de megavatios.
- Debate científico. Aparecerán preprints del MIT y Caltech criticando el "largo tiempo de conmutación" (80 ns frente al "límite teórico" de picosegundos de competidores que utilizan cristales líquidos). Comenzará una "guerra fotónica" de publicaciones.
90 días (septiembre de 2026):
- Consolidación en el ecosistema fotónico europeo. Dado que el proyecto NEoteRIC (aplicaciones de fotónica biomédica) ya está utilizando estos chips, veremos el primer producto comercial: un espectrómetro portátil o sensor de análisis de sangre alimentado por un chip fotónico no volátil. Esto atraerá la atención de gigantes farmacéuticos (Roche, Bayer).
- Inicio de negociaciones con ASML. ASML (Países Bajos) está interesada en cualquier óptica para sus escáneres EUV. La tecnología BaTiO₃ de la UPV podría utilizarse para crear elementos de control más precisos y eficientes energéticamente en máquinas de litografía.
- Pool de patentes. iPronics y la UPV presentarán patentes internacionales para la arquitectura "matriz de puertas fotónicas programables no volátil". Esto creará una barrera protectora contra competidores chinos, que todavía intentan resolver el mismo problema con materiales de cambio de fase (GST, SbTe).
Conclusión para estrategas
¿Qué hizo José Capmany? Esto no es solo un logro de ingeniería. Es una traducción de la fotónica de la categoría de "tecnología de laboratorio interesante" a "alternativa industrial viable". Anteriormente, la fotónica programable chocaba con una barrera térmica: para hacer un chip complejo, había que suministrar una gran potencia eléctrica y resolver la disipación de calor. Ahora la barrera ha desaparecido. El chip se puede escalar a miles y decenas de miles de elementos, creando verdaderos procesadores fotónicos que consumen energía solo cuando cambian su configuración.
Para Europa, que perdió la revolución de los chips electrónicos (siendo ASML la única excepción), esta es una oportunidad para hacerse un hueco en el próximo paradigma tecnológico. Para los inversores, es una señal para mirar a las empresas que trabajan con BaTiO₃ e integran ferroeléctricos en la litografía CMOS estándar. Quienes entren ahora cosecharán los frutos en tres años, cuando el 6G y la computación post-silicio se conviertan en algo común.
— Editorial Team
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