Ciencia y Tecnología
Dentro del Instituto de Microelectrónica de Sevilla: aquí se diseñan chips para el espacio y se trabaja en criptografía post-cuántica
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 <img src="https://i.blogs.es/2b06df/imse-xataka-destacada/1024_2000.jpeg" alt="Dentro del Instituto de Microelectrónica de Sevilla: aquí se diseñan chips para el espacio y se trabaja en criptografía post-cuántica">
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<p>La isla de la Cartuja, en Sevilla, es uno de esos lugares que desafían el recuerdo colectivo. Lo que muchos siguen asociando con los solares huérfanos de la Expo&#8217;92 es hoy el mayor parque tecnológico de Andalucía <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.circuloempresarioscartuja.com/la-cartuja-de-sevilla-lidera-el-ranking-de-los-parques-tecnologicos-de-andalucia-con-un-volumen-de-negocio-de-5-513-millones/">por volumen de facturación</a>: más de 5.500 millones de euros de actividad económica, 575 entidades y 31.000 empleados.</p>
<p><!-- BREAK 1 --></p>
<p>Pero los números no transmiten lo que sí transmite llegar allí. Calles anchas, mucho verde, cero viviendas. Lo que sí hay, y a raudales, <strong>son instituciones, centros de investigación y empresas tecnológicas</strong>, además de bares de menú para capturar a sus oficinistas. Es un enclave que parece diseñado para trabajar sin distracciones y que, si uno no lo busca expresamente, pasa de largo sin sospechar lo que hay dentro de sus edificios.</p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 13" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/6282b7/imse-xataka-13/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>El acceso al edificio, en la isla de la Cartuja. Imagen: Xataka.</span>
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<p>En uno de ellos está el <a rel="noopener, noreferrer" href="http://www.imse-cnm.csic.es/">Instituto de Microelectrónica de Sevilla (IMSE)</a>, centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla. Aquí se diseñan circuitos integrados. Chips. No se fabrican (eso lo hacen TSMC, GlobalFoundries o UMC en sus plantas de Asia o Europa), pero sí se conciben, se dibujan capa a capa, se simulan, se prueban y se transfieren a la industria.</p>
<p><!-- BREAK 3 --></p>
<p>Es una distinción clave que <strong>c</strong><strong>onviene entender desde el principio para no caer en comparaciones absurdas con los gigantes del silicio</strong>: esto no es una fábrica de semiconductores. Es un centro donde se investiga en las ideas que acaban dentro de los semiconductores.</p>
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<h2>Diseñar un chip es como dibujar los planos de un edificio de trece plantas</h2>
<p>Rafael Castro, uno de los investigadores del IMSE, nos lo explica con una analogía directa: lo que hacen es dibujar los planos de un edificio, planta a planta, más las conexiones entre una y otra. Después mandan esos planos a una <em>foundry</em> (normalmente la archiconocida TSMC) y reciben de vuelta las muestras fabricadas.</p>
<p>Un chip puede tener hasta trece niveles de metal, cada uno con su enrutado y sus vías de conexión. El diseñador tiene que decidir dónde va cada transistor, qué distancia hay entre componentes, o cómo se comportará el circuito ante variaciones de temperatura o tensión. En el diseño analógico, que es una de las especialidades fuertes de este instituto, <strong>ese trabajo es esencialmente artesanal</strong>.</p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 12" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/783a23/imse-xataka-12/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Uno de los cuadros que decoran el centro es esta reproducción a gran escala del layout o plano de diseño de un circuito integrado. El cuadro muestra la compleja organización de los componentes y las almohadillas de conexión periféricas, un trabajo de precisión que los investigadores comparan con la arquitectura de un edificio de trece plantas. Imagen: Xataka.</span>
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<p>"Si fuera digital, la herramienta te lo automatiza todo, pero si es analógico tienes que tener mucho cuidado de dónde pones cada transistor", señala el Dr. Castro. <strong>La proximidad entre componentes, la simetría, las capacitancias parásitas&#8230; todo importa</strong>. Un condensador mal colocado puede arruinar la operación de un amplificador. "Es como una orfebrería", resume.</p>
<p><!-- BREAK 6 --></p>
<p>Y no es barato. Fabricar un milímetro cuadrado en una tecnología de cinco nanómetros cuesta unos 100.000 euros. Las licencias de las herramientas de diseño electrónico asistido por computador pueden alcanzar el millón de euros anuales.</p>
<p><!-- BREAK 7 --></p>
<p>El IMSE pertenece a <a rel="noopener, noreferrer" href="https://europractice-ic.com/">Europractice</a>, una red universitaria europea que abarata algo el acceso, pero fuera de ese paraguas las pymes que quieran entrar en el mundo del diseño de chips se enfrentan a una barrera económica bestial. De ahí que <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.horizontevropa.cz/files_public/elfinder/8409/CHIPS%20JU,%20Anton%20Chichkov.pdf">Europa esté financiando un proyecto de 15 millones de euros para crear herramientas de diseño de código abierto</a>, tanto digitales como analógicas, accesibles para todo el ecosistema.</p>
<p><!-- BREAK 8 --></p>
<h2>Lo que hay en Marte y lo que hay en tu módem</h2>
<p>Al recorrer los laboratorios del IMSE uno se cruza con cosas que no esperaba. Hay, por ejemplo, un circuito diseñado aquí que <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.diariodesevilla.es/sevilla/Investigadores-sevillanos-aportan-tecnologia-Marte-Perseverance_0_1548445613.html">fue enviado a Marte como parte del Perseverance</a>. En el laboratorio conservan el gemelo (el mismo concepto de <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/pro/digital-twins-que-sirven-cuales-beneficios-problemas-gemelos-digitales" data-vars-post-title="Digital twins: qué son, para qué sirven y cuáles son los beneficios y problemas de los gemelos digitales " data-vars-post-url="https://www.xataka.com/pro/digital-twins-que-sirven-cuales-beneficios-problemas-gemelos-digitales"><em>digital twin</em></a> pero aplicado con toda literalidad) del chip que viajó al espacio. También hay convertidores de datos que operan en módems comerciales de fibra óptica. Y sensores de visión capaces de procesar 7.000 imágenes por segundo, pero a un coste comparable al de la cámara de un móvil.</p>
<p>Esos sensores son un buen ejemplo de lo que el IMSE aporta al campo: no competir con Samsung y compañía en la fotografía de consumo (eso carece de sentido), sino <strong>resolver problemas que la industria convencional no aborda</strong>. El procesamiento de señal en el plano focal permite que el chip empiece a tratar la información al mismo tiempo que la recibe.</p>
<p><!-- BREAK 9 --></p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 04" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/24be5c/imse-xataka-04/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Banco de pruebas personalizado para la caracterización de sensores de visión de alta velocidad y cámaras de eventos. Este montaje experimental permite recrear condiciones de movimiento y flujo controladas para validar la capacidad de respuesta del chip en tareas de inspección industrial y detección de objetos. Imagen: Xataka.</span>
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<p>¿Para qué sirve eso? Para inspección industrial, por ejemplo. Los paracaídas se validan contando las fibras rotas por centímetro cuadrado, una cámara ultrarrápida y barata que haga ese trabajo tiene un valor evidente. También se usó una variante de esta tecnología para contar cangrejos de río en el Guadalquivir, o para los primeros sistemas de frenado por detección de obstáculos que se desarrollaron con Volvo, inspirados en el sistema de procesamiento visual de la langosta.</p>
<p><!-- BREAK 10 --></p>
<p>El IMSE llama a esta tecnología "cámara de eventos": en lugar de capturar fotogramas completos a intervalos regulares, el sensor solo registra lo que cambia, imitando el funcionamiento de la retina humana. De ese enfoque nació Chronocam (<a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.prophesee.ai/2018/02/21/chronocam-becomes-prophesee/">hoy Prophesee</a>), una empresa que ha llevado la investigación del instituto al mercado.</p>
<p><!-- BREAK 11 --></p>
<p>La línea actual, <a rel="noopener, noreferrer" href="https://cordis.europa.eu/project/id/101070679/es">el proyecto europeo Nimble AI</a>, va más allá: circuitos integrados para detección y procesamiento neuromórfico con un consumo hasta cien veces menor y una latencia cincuenta veces más rápida. Teresa Serrano, directora del IMSE, apunta también a la neurociencia: procesadores que interaccionen con sistemas neuronales y sirvan para pacientes de epilepsia o párkinson.</p>
<p><!-- BREAK 12 --></p>
<p>"Muchas veces mi familia me dice: pero ¿dónde están tus productos?", reconoce el Dr. Castro. "Es complicado, porque son ideas tan nuevas, tan disruptivas, que el tiempo que tardan en llegar a la sociedad es muy largo. A veces no llegan, porque otros competidores se adelantan o simplemente la sociedad ya no tiene esa necesidad".<strong> La distancia entre la investigación de base y el producto final es enorme, y el IMSE opera conscientemente en esa frontera</strong>: ideas que pueden tardar una década en materializarse, si es que lo hacen.</p>
<p><!-- BREAK 13 --></p>
<h2>Cómo envejecen los chips (y por qué importa)</h2>
<p>Una de las líneas de investigación más llamativas del instituto tiene que ver con algo que no solemos pensar: <strong>los chips envejecen</strong>. Javier Díaz Fortuny, investigador del IMSE, trabaja en esto. La analogía que usa es la de una autopista: los transistores son carreteras por las que circulan electrones. Cuando el chip es nuevo, el asfalto está como un tapete. Pero con el tiempo, y especialmente con altas temperaturas o precipitaciones intensas, aparecen grietas y baches. En los chips, los electrones tardan más en llegar, hasta que un día no llegan a tiempo y el circuito falla.</p>
<p>Esto no es un problema abstracto. Los centros de datos que alimentan la IA operan a temperaturas muy altas durante periodos muy largos. Cambiar un chip en un servidor de ese tipo cuesta mucho tiempo y mucho dinero.</p>
<p><!-- BREAK 14 --></p>
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 <a href="https://www.xataka.com/componentes/todo-mundo-quiere-quitarle-trono-a-asml-hoy-asml-ha-decidido-que-trono-alto" class="pivot-outboundlink" data-vars-post-title="ASML ha descubierto una forma de mejorar aún más sus máquinas UVE. Es una noticia terrible para China y EEUU"><br />
 <img alt="ASML ha descubierto una forma de mejorar aún más sus máquinas UVE. Es una noticia terrible para China y EEUU" width="375" height="142" src="https://i.blogs.es/1b8426/asml2/375_142.jpeg"><br />
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 <a href="https://www.xataka.com/componentes/todo-mundo-quiere-quitarle-trono-a-asml-hoy-asml-ha-decidido-que-trono-alto" class="desvio-taxonomy-anchor pivot-outboundlink" data-vars-post-title="ASML ha descubierto una forma de mejorar aún más sus máquinas UVE. Es una noticia terrible para China y EEUU">En Xataka</a>
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<p> <a href="https://www.xataka.com/componentes/todo-mundo-quiere-quitarle-trono-a-asml-hoy-asml-ha-decidido-que-trono-alto" class="desvio-title js-desvio-title pivot-outboundlink" data-vars-post-title="ASML ha descubierto una forma de mejorar aún más sus máquinas UVE. Es una noticia terrible para China y EEUU">ASML ha descubierto una forma de mejorar aún más sus máquinas UVE. Es una noticia terrible para China y EEUU</a>
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<p>El mantenimiento preventivo (saber cuándo va a fallar antes de que falle) requiere entender a fondo la física del envejecimiento. Y eso es lo que hacen aquí: diseñan monitores que van dentro del propio chip, <strong>pequeños osciladores de apenas 25 micrómetros cuadrados que actúan como chivatos</strong>. Si el chip sufre una sobretensión o un aumento de temperatura, la frecuencia de oscilación varía con una granularidad suficiente para saber exactamente qué ha pasado.</p>
<p><!-- BREAK 15 --></p>
<p>Para estudiar el envejecimiento sin tener que esperar los diez años de rigor, <strong>usan una técnica llamada envejecimiento acelerado</strong>: someten el chip a tensiones y temperaturas por encima de las nominales, simulando años de operación en unas horas. En su laboratorio, conectado a una <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/ordenadores/raspberry-pi-5-caracteristicas-precio-ficha-tecnica" data-vars-post-title="Llega la nueva Raspberry Pi 5 y lo hace presumiendo de un potente chip propio y más capacidad de expansión que nunca" data-vars-post-url="https://www.xataka.com/ordenadores/raspberry-pi-5-caracteristicas-precio-ficha-tecnica">Raspberry Pi 5</a>, tienen un sistema que permite subir la temperatura ambiente hasta 350 grados y controlar las tensiones de alimentación del chip con precisión.</p>
<p><!-- BREAK 16 --></p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 01" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/337827/imse-xataka-01/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Laboratorio de caracterización del IMSE equipado con un sistema de forzado de temperatura ThermoStream (centro). Esta maquinaria permite someter a los chips a condiciones térmicas extremas para realizar pruebas de estrés y envejecimiento acelerado. Imagen: Xataka.</span>
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<p> <img alt="Imse Xataka 02" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/80ad58/imse-xataka-02/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Detalle de la placa de evaluación con un chip diseñado en el IMSE (en el zócalo central). El sistema está integrado con una Raspberry Pi y una pantalla táctil que permiten monitorizar, en tiempo real y de forma portátil, cómo responden los sensores internos del silicio ante variaciones de tensión y temperatura. Imagen: Xataka.</span>
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<p> <img alt="Imse Xataka 03" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/ba2212/imse-xataka-03/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Detalle del chip que aparece de lejos en la imagen anterior, donde la micro-orfebrería del diseño analógico es visible. Las anotaciones sobre el silicio indican las áreas funcionales comentadas: los aceleradores de IA neuromórfica (visión de eventos), los monitores de envejecimiento (como los osciladores que detectan baches), y el hardware de criptografía post-cuántica. Imagen: Xataka.</span>
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<p> <img alt="Imse Xataka 05" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/f4225f/imse-xataka-05/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Cámara de pruebas ambientales de sobremesa, utilizada para el control preciso y local de la temperatura de circuitos y sensores. Este equipo complementa los ensayos de estrés extremo, permitiendo validar el comportamiento de los diseños bajo condiciones de funcionamiento controladas y reproducibles. Imagen: Xataka.</span>
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<p>Pero hay un giro interesante: esos mismos fenómenos físicos que degradan los circuitos <strong>también pueden ser explotados como vulnerabilidades de seguridad</strong>. Un atacante que conozca el camino crítico de un chip (el más largo, el que marca el límite temporal de las operaciones) podría estresarlo a propósito para inyectar código malicioso en la memoria. "Puedo meterme en el código y tomar control del chip", explica el Dr. Díaz Fortuny. "Para evitar tanto el envejecimiento como los ataques fraudulentos, diseñamos sistemas de monitorización interna".</p>
<p><!-- BREAK 17 --></p>
<p>El siguiente paso es incorporar IA a ese sistema. En un proyecto europeo en marcha están desarrollando una red neuronal que irá incrustada en el propio chip, entrenada con datos de distintos escenarios de ataque. En tiempo real será capaz de clasificar si lo que está ocurriendo es el envejecimiento natural o un ataque, y qué hacer para mitigarlo. Un sistema inmunitario.</p>
<p><!-- BREAK 18 --></p>
<h2>El mercado negro de chips reciclados</h2>
<p>Hay otra aplicación de estos monitores que resulta bastante inquietante: <strong>detectar chips reciclados</strong>. Porque los hay. Existe un mercado de semiconductores donde se venden como nuevos componentes que en realidad son de segunda mano, fabricados hace años o en tecnologías inferiores a las contratadas.</p>
<p>Para un producto de consumo, eso puede significar una vida útil más corta de lo esperado. Para una aplicación crítica (un dispositivo médico, un sistema de aviación, un componente de automoción) puede significar <strong>un fallo que se convierta en una catástrofe</strong>.</p>
<p><!-- BREAK 19 --></p>
<p>Usando la física de los transistores y los monitores que han desarrollado, el equipo del IMSE puede rastrear qué le ha pasado a un chip en toda la cadena de suministro: si ha estado expuesto a temperatura (lo que indicaría que fue soldado en algún momento), cuánto tiempo lleva desde que salió de la <em>foundry </em>o si las condiciones de conservación fueron las adecuadas.</p>
<p><!-- BREAK 20 --></p>
<p>"Te pueden dar gato por liebre", resume el Dr. Díaz Fortuny. "Un chip que tiene diez años no es el que pediste, aunque el diseño sea parecido".</p>
<h2>Criptografía post-cuántica: prepararse para un enemigo que aún no existe</h2>
<p>En otro despacho del IMSE, Macarena Martínez y Piedad Brox trabajan en algo que suena a ciencia ficción pero tiene un calendario muy concreto: la criptografía post-cuántica. La premisa es sencilla de explicar pero vertiginosa en sus implicaciones. Toda la seguridad digital actual (las transacciones bancarias, las comunicaciones cifradas o las firmas digitales) se sostiene sobre problemas matemáticos que un ordenador clásico no puede resolver en un tiempo razonable. Cuando exista un ordenador cuántico "criptográficamente relevante", esos problemas dejarán de serlo.</p>
<p>"Con que haya uno en el mundo, como estamos conectados, es suficiente", explica la Dra. Martínez. La estimación de consenso en la comunidad científica sitúa ese momento a unos quince años vista. Pero hay un matiz preocupante: ya hay actores estatales que están recolectando información cifrada hoy, con la intención de <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/investigacion/ordenadores-cuanticos-amenazan-a-tecnologias-cifrado-este-motivo-que-no-tenemos-que-entrar-panico" data-vars-post-title="Los ordenadores cuánticos amenazan a las tecnologías de cifrado. Este es el motivo por el que no tenemos por qué entrar en pánico " data-vars-post-url="https://www.xataka.com/investigacion/ordenadores-cuanticos-amenazan-a-tecnologias-cifrado-este-motivo-que-no-tenemos-que-entrar-panico">descifrarla cuando dispongan de capacidad cuántica</a>. Es lo que se conoce como <em>harvest now, decrypt later</em>: <strong>roba ahora, descifra más adelante</strong>. Las fotos de tu WhatsApp probablemente no sean muy relevantes, pero la información de una empresa dedicada a la Defensa, la estrategia de una empresa del IBEX o los secretos industriales, sí lo son.</p>
<p><!-- BREAK 21 --></p>
<p>La respuesta es diseñar nuevos algoritmos criptográficos que resistan los ataques de un ordenador cuántico. Los matemáticos los formulan, los informáticos los implementan en software y los ingenieros electrónicos como los del IMSE los llevan al hardware. <strong>Esa cadena tiene sus propios problemas</strong>: un algoritmo puede ser matemáticamente seguro pero su implementación en circuito puede filtrar información.</p>
<p><!-- BREAK 22 --></p>
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 <a href="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/china-tiene-dos-fabricantes-chips-tecnologia-7-nm-malisima-noticia-para-eeuu-sus-aliados" class="pivot-outboundlink" data-vars-post-title="Se suponía que China no podía producir chips de 7nm sin las máquinas de ASML. Ya tiene a dos empresas capaces de hacerlo"><br />
 <img alt="Se suponía que China no podía producir chips de 7nm sin las máquinas de ASML. Ya tiene a dos empresas capaces de hacerlo" width="375" height="142" src="https://i.blogs.es/981a70/huali-ap/375_142.jpeg"><br />
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 <a href="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/china-tiene-dos-fabricantes-chips-tecnologia-7-nm-malisima-noticia-para-eeuu-sus-aliados" class="desvio-taxonomy-anchor pivot-outboundlink" data-vars-post-title="Se suponía que China no podía producir chips de 7nm sin las máquinas de ASML. Ya tiene a dos empresas capaces de hacerlo">En Xataka</a>
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<p> <a href="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/china-tiene-dos-fabricantes-chips-tecnologia-7-nm-malisima-noticia-para-eeuu-sus-aliados" class="desvio-title js-desvio-title pivot-outboundlink" data-vars-post-title="Se suponía que China no podía producir chips de 7nm sin las máquinas de ASML. Ya tiene a dos empresas capaces de hacerlo">Se suponía que China no podía producir chips de 7nm sin las máquinas de ASML. Ya tiene a dos empresas capaces de hacerlo</a>
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<p>Si un cifrador tarda más cuando procesa un uno que cuando procesa un cero, un atacante puede deducir la clave simplemente midiendo tiempos. "Nosotros como diseñadores tendemos a ahorrar potencia y área, pero si no haces nada cuando tienes un cero y haces algo cuando tienes un uno, estás revelando información", explica la Dra. Martínez.</p>
<p><!-- BREAK 23 --></p>
<p>Los nuevos algoritmos post-cuánticos son mucho más costosos computacionalmente que los clásicos. Llevarlos a un chip pequeño como el de un sensor IoT, una cámara de vigilancia o un dispositivo médico es un reto enorme. El IMSE trabaja en proyectos europeos como <a rel="noopener, noreferrer" href="http://www.imse-cnm.csic.es/docs/noticias/20230601_nota_prensa_ecuadorSPIRS_IMSE.pdf">SPIRS</a> y <a rel="noopener, noreferrer" href="http://www.imse-cnm.csic.es/es/noticias/noticias-20230329-comision-europea-selecciona-proyecto-qubip.php">QUBIP</a>, con presupuestos de varios millones de euros, para desarrollar aceleradores de hardware que hagan viable esa criptografía en dispositivos con recursos muy limitados. "Lo que queremos es que el próximo móvil o el próximo portátil que compres pueda usar nuestros diseños para ser más seguro", sintetiza la Dra. Martínez. Una aspiración mayor.</p>
<p><!-- BREAK 24 --></p>
<p>Mientras tanto, <strong>hay que gestionar la transición</strong>. La criptografía clásica no puede desaparecer de un día para otro porque hay protocolos que validar, sistemas bancarios que migrar o infraestructuras que actualizar entre miles de ejemplos crítico. Los dos mundos van a tener que convivir durante años, y el equipo del IMSE está estudiando cómo hacer esa transición de forma ordenada, evaluando qué mejora y qué empeora en recursos con cada paso.</p>
<p><!-- BREAK 25 --></p>
<h2>Una sala blanca de siete millones de euros</h2>
<p>En medio de la visita hay unas inoportunas obras que han complicado un fragmento de la grabación, pero al mismo tiempo dejan ver el prefacio de algo que está por llegar: <strong>el IMSE está construyendo una sala blanca ISO 6 para empaquetado avanzado de chips</strong>, con un coste aproximado de siete millones de euros entre la infraestructura y los equipos. Una sala blanca es esencialmente eso: un espacio donde el aire se filtra de forma obsesiva para eliminar las partículas de polvo. En la fabricación de semiconductores, una mota de polvo en el lugar equivocado puede inutilizar un chip entero. La sala blanca del IMSE regenerará todo su aire cada minuto, las 24 horas del día.</p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 10" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/b86767/imse-xataka-10/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Estado actual de las obras de la nueva sala blanca ISO 6 del IMSE. Este espacio, que requiere una inversión de siete millones de euros incluyendo sus equipos y herramientas, albergará los equipos de empaquetado avanzado y testado necesarios para que el instituto pueda cerrar el ciclo completo de prototipado de sus chips sin depender de terceros. Imagen: Xataka.</span>
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<p>Esa sala todavía en obras, con sus 500.000 euros de coste para la sala en sí (el grueso del presupuesto va a los equipos de testado y empaquetado), está lejos del montante que manejan instituciones con recursos superiores, pero cumple su función:<strong> permitir al instituto cerrar el ciclo completo de prototipado</strong>, desde el diseño hasta el empaquetado y testado, sin depender de terceros. Nos explica sus detalles Joaquín Ceballos, vicedirector técnico de la entidad.</p>
<p><!-- BREAK 26 --></p>
<p>La máquina de testado automático que tienen, capaz de evaluar si cada chip funciona correctamente después de fabricarlo, cuesta cerca de un millón de euros. Las de última generación están en torno a 400.000, pero el testado analógico lleva más tiempo que el digital, lo que encarece el proceso.</p>
<p><!-- BREAK 27 --></p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 11" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/dfb15f/imse-xataka-11/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Oblea de silicio de grado industrial. Se presenta sobre un bastidor metálico de corte (dicing frame), con secciones que ya han sido extraídas para prototipos. Imagen: Xataka.</span>
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<p>En producción industrial, <strong>cada milisegundo que un chip pasa en la máquina de test tiene un coste</strong>. Si fabricas para un gran fabricante de la escala de Apple, necesitas medir centenares de miles de unidades: la diferencia entre un test de un segundo y uno de diez milisegundos es la diferencia entre un negocio viable y uno ruinoso.</p>
<p><!-- BREAK 28 --></p>
<h2>La cámara anecoica y los límites de lo posible</h2>
<p>Hay un momento de la visita especialmente divertido. En el lateral de una sala está la puerta <strong>da acceso a una cámara anecoica electromagnética</strong>: una habitación forrada de espuma con formas piramidales, diseñada para absorber las ondas de radio y eliminar cualquier reflexión.</p>
<p><!-- BREAK 29 --></p>
<p>Dentro, el silencio es físico. La espuma no solo absorbe las ondas electromagnéticas sino también las acústicas, y el efecto es inmediato: la voz suena seca, sin reverberación alguna, como si el espacio se tragara las palabras.</p>
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<p> <img alt="Imse Xataka 08" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/9fde02/imse-xataka-08/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Desde la puerta de la cámara anecoica. Las paredes, forradas con pirámides de espuma conductora, absorben las ondas de radio para evitar rebotes, permitiendo medir con total precisión la directividad de antenas y circuitos de alta frecuencia (hasta 110 GHz) en un entorno de "silencio" acústico y radioeléctrico absoluto. En el centro se aprecia la mesa que rota el dispositivo en varios ejes con precisión milimétrica. Esto permite caracterizar la directividad de las antenas y chips de radiofrecuencia desde todos los ángulos posibles, sin que las ondas reboten en las paredes gracias al revestimiento piramidal. Imagen: Xataka.</span>
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<p> <img alt="Imse Xataka 09" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/5ec7ac/imse-xataka-09/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Vista desde el interior de la cámara anecoica con la puerta cerrada. Imagen: Xataka.</span>
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<p><strong>La cámara se usa para caracterizar antenas</strong>, midiendo su directividad (cómo captan la señal según la dirección de la que viene). La mesa interior rota en varios ejes mientras una señal controlada le llega desde el otro extremo. El equipo trabaja en un rango de frecuencias que va desde 800 MHz hasta 26 GHz. </p>
<p><!-- BREAK 30 --></p>
<p>Es una de las inversiones del <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/europa-quiere-ser-lider-encapsulado-avanzado-chips-espana-tiene-rol-protagonista-proyecto" data-vars-post-title="Europa quiere ser líder en encapsulado avanzado de chips. Y España tiene un rol protagonista en el proyecto " data-vars-post-url="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/europa-quiere-ser-lider-encapsulado-avanzado-chips-espana-tiene-rol-protagonista-proyecto">PERTE Chip</a> que ha permitido al IMSE ampliar sus capacidades de medida en radiofrecuencia hasta los 110 GHz, frente a los 16 GHz anteriores. Cuanto más ancho de banda puedes medir, más relevante es la investigación.</p>
<p><!-- BREAK 31 --></p>
<h2>Siete nanómetros y la frontera europea</h2>
<p>Una pregunta obligada en cualquier conversación sobre semiconductores en Europa: ¿hasta dónde se puede llegar? El IMSE diseña en nodos tecnológicos que van desde los más establecidos (28 o 40 nanómetros, los habituales en automoción y aplicaciones industriales) hasta los más avanzados, dentro de los que resultan accesibles en suelo europeo.</p>
<p>En Europa se puede diseñar comercialmente hasta 7 nanómetros. <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/componentes/tsmc-se-esta-quedando-capacidad-nodo-n3-eso-va-a-afectar-a-todo-que-compras" data-vars-post-title="El nodo N3 de TSMC es la base sobre la que se construye toda la tecnología que utilizamos. Y ahora afronta problemas" data-vars-post-url="https://www.xataka.com/componentes/tsmc-se-esta-quedando-capacidad-nodo-n3-eso-va-a-afectar-a-todo-que-compras">TSMC ya fabrica en 3 nanómetros</a> y avanza hacia 2; Apple, Google y otros gigantes usan esas tecnologías punteras para sus procesadores de consumo.</p>
<p><!-- BREAK 32 --></p>
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<div class="caption-img ">
<p> <img alt="Imse Xataka 06" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/2747ed/imse-xataka-06/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Un investigador sostiene un circuito integrado diseñado íntegramente en el IMSE. Este chip analógico, protegido en su encapsulado cerámico con ventana transparente, muestra la complejidad final de la "orfebrería" descrita en el artículo, lista para ser testeada y validada en los laboratorios del centro. Imagen: Xataka.</span>
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<p> <img alt="Imse Xataka 07" class="centro_sinmarco" src="https://i.blogs.es/5488a5/imse-xataka-07/450_1000.jpeg"></p>
<p> <span>Vista de un circuito integrado protegido en un encapsulado cerámico con ventana transparente. La imagen muestra el chip de silicio interno y cientos de finos hilos de unión de oro (&#8217;wire bonds'), ilustrando la complejidad y precisión de la "orfebrería" requerida para fabricar un diseño IMSE. Imagen: Xataka.</span>
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<p>Pero <strong>la miniaturización extrema no siempre es necesaria ni deseable</strong>. El chip más caro de un coche normal puede costar unas pocas decenas de euros, porque se fabrica en masa (centenares de miles de unidades, o directamente millones) y en nodos muy establecidos donde el proceso está perfectamente controlado.</p>
<p><!-- BREAK 33 --></p>
<p>Los nodos avanzados <strong>son para quienes necesitan exprimir cada vatio de consumo o meter más transistores en el mismo espacio</strong>, y eso tiene un precio: a 3 nanómetros, un milímetro cuadrado puede superar con creces los 100.000 euros de coste de fabricación. Además, TSMC impone restricciones severas de acceso a su documentación técnica, incluso a socios europeos con acuerdos firmados. La información llega cifrada, capada, y a veces hay que pedirla expresamente. No es sencillo ni rápido.</p>
<p><!-- BREAK 34 --></p>
<h2>Los LLMs llegan al diseño de circuitos</h2>
<p>Incluso aquí, en un laboratorio donde se trabaja con osciloscopios y puntas de testado, la IA generativa está cambiando las cosas. El IMSE participa en un consorcio europeo que explora, a través del proyecto del CSIC iLINK 2025 llamado <a rel="noopener, noreferrer" href="http://www.imse-cnm.csic.es/es/proyectos-ind.php?idproyecto=281">LLMWARS</a>, cómo los modelos de lenguaje pueden asistir en el diseño de circuitos.</p>
<ul>
<li><strong>En la parte digital</strong>, donde los circuitos se describen con lenguajes de hardware como <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.dte.us.es/Members/paulino/Verilog-Intro.pdf">Verilog</a> o <a rel="noopener, noreferrer" href="https://docta.ucm.es/rest/api/core/bitstreams/4ded6d60-6b62-4f59-a7cd-2511b9a73861/content">VHDL</a>, los <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/basics/llm-que-significa-que-se-puede-hacer-este-tipo-modelo-inteligencia-artificial" data-vars-post-title="LLM: qué es y qué se puede hacer con este tipo de modelo de lenguaje de aprendizaje profundo para inteligencia artificial" data-vars-post-url="https://www.xataka.com/basics/llm-que-significa-que-se-puede-hacer-este-tipo-modelo-inteligencia-artificial">LLMs</a> ya pueden aprender de repositorios públicos de código y generar diseños desde un <em>prompt</em>. Las grandes empresas de herramientas de diseño electrónico, como Synopsys o Mentor, <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.synopsys.com/ai.html">ya ofrecen asistentes</a> que aplanan considerablemente el trabajo del diseñador digital.</li>
<li><strong>En la parte analógica</strong>, el panorama es diferente. El diseño analógico es mucho más artesanal, más multiparamétrico, más dependiente de la experiencia del diseñador. No hay tantos repositorios públicos de los que aprender. La cantidad de artículos científicos sobre aplicaciones de un LLM al diseño analógico ha crecido de forma explosiva en los últimos tres años, pero en Europa no había ningún esfuerzo coordinado.</li>
</ul>
<p>El consorcio en el que participa el IMSE intenta cambiar eso último, explorando en qué fases del proceso (desde la especificación hasta la extracción de parásitos del <em>layout</em>) los modelos de lenguaje pueden aportar valor real.</p>
<h2>El valor de lo que no se ve</h2>
<p>Al salir del IMSE y volver a las calles anchas y verdes de la Cartuja, es difícil no pensar en la distancia entre lo que se hace aquí y la percepción pública de lo que España aporta al mundo de esta industria.</p>
<p>Este instituto lleva décadas formando investigadores y transfiriendo conocimiento a la industria. Sus chips han llegado a Marte, sus convertidores operan en módems comerciales y sus algoritmos de seguridad protegerán los dispositivos del futuro. O al menos aspiran seriamente a ello.</p>
<p><!-- BREAK 35 --></p>
<p>Tres de las cinco empresas de la <a rel="noopener, noreferrer" href="https://catedra.us.es/usechip/">Cátedra USECHIP</a> de la Universidad de Sevilla tienen sede en el mismo parque. El IMSE es uno de los dos nodos españoles de la recién creada <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.imb-cnm.csic.es/es/noticias-divulgacion/noticias/el-csic-lidera-la-participacion-espanola-en-la-plataforma-de-diseno">Plataforma de Diseño de Chips de la UE</a>, liderada en nuestro país por el CSIC y coordinada por el IMEC belga con una financiación de 25 millones de euros.</p>
<p><!-- BREAK 36 --></p>
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<p>Nada de esto significa que España vaya a competir con TSMC fabricando obleas. Pero <strong>esa nunca ha sido la pregunta correcta</strong>. La pregunta es qué parte de la cadena de valor puedes ocupar con tus capacidades, y qué pasa cuando no la ocupas. Europa depende de Asia para fabricar sus chips y esa dependencia tecnológica es un riesgo estratégico que la <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/componentes/europa-quiere-fabricar-20-semiconductores-mundo-para-2030-acaba-dar-primer-paso" data-vars-post-title="Europa se ha propuesto independizarse tecnológicamente de EEUU: Y ha empezado por lo más difícil: los chips" data-vars-post-url="https://www.xataka.com/componentes/europa-quiere-fabricar-20-semiconductores-mundo-para-2030-acaba-dar-primer-paso">Chips Act</a> intenta mitigar, con un éxito desigual en su primera edición. La segunda, dicen quienes trabajan en esto, debería ser más concreta.</p>
<p><!-- BREAK 37 --></p>
<p>Mientras tanto, en un edificio de la Cartuja, un investigador conecta un chip a una Raspberry Pi para medir cómo envejece el silicio. Otro diseña aceleradores criptográficos que cabrán en un sensor del tamaño de una moneda. Y en una sala blanca todavía a medio construir, los filtros de aire esperan el momento de empezar a limpiar, limpiar y limpiar <a rel="noopener, noreferrer" href="https://www.mecart-cleanrooms.com/learning-center/cleanroom-classifications-iso-8-iso-7-iso-6-iso-5/">de la forma obsesiva que la ISO 6 exige</a>. Una vez cada minuto.</p>
<p><!-- BREAK 38 --></p>
<p>La ciencia avanza así: con más paciencia que prisa, pero sin pausa.</p>
<p>En Xataka | <a class="text-outboundlink" href="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/china-ha-iniciado-batalla-eeuu-japon-que-nadie-habla-crucial-para-ganar-guerra-chips" data-vars-post-title="Para dominar los chips, China tiene que hacerse primero con una tecnología hiperespecializada en manos de su rival histórico: Japón" data-vars-post-url="https://www.xataka.com/empresas-y-economia/china-ha-iniciado-batalla-eeuu-japon-que-nadie-habla-crucial-para-ganar-guerra-chips">Para dominar los chips, China tiene que hacerse primero con una tecnología hiperespecializada en manos de su rival histórico: Japón</a></p>
<p>Imagen destacada | Xataka</p>
<p> &#8211; <br /> La noticia<br />
 <a href="https://www.xataka.com/componentes/dentro-instituto-microelectronica-sevilla-aqui-se-disenan-chips-para-espacio-se-trabaja-criptografia-post-cuantica?utm_source=feedburner&;utm_medium=feed&;utm_campaign=06_Apr_2026"><br />
 <em> Dentro del Instituto de Microelectrónica de Sevilla: aquí se diseñan chips para el espacio y se trabaja en criptografía post-cuántica </em><br />
 </a><br />
 fue publicada originalmente en<br />
 <a href="https://www.xataka.com/?utm_source=feedburner&;utm_medium=feed&;utm_campaign=06_Apr_2026"><br />
 <strong> Xataka </strong><br />
 </a><br />
 por <a href="https://www.xataka.com/autor/javier-lacort?utm_source=feedburner&;utm_medium=feed&;utm_campaign=06_Apr_2026"><br />
 Javier Lacort<br />
 </a><br />
 . </p>
<p> La isla de la Cartuja, en Sevilla, es uno de esos lugares que desafían el recuerdo colectivo. Lo que muchos siguen asociando con los solares huérfanos de la Expo&#8217;92 es hoy el mayor parque tecnológico de Andalucía por volumen de facturación: más de 5.500 millones de euros de actividad económica, 575 entidades y 31.000 empleados.</p>
<p>Pero los números no transmiten lo que sí transmite llegar allí. Calles anchas, mucho verde, cero viviendas. Lo que sí hay, y a raudales, son instituciones, centros de investigación y empresas tecnológicas, además de bares de menú para capturar a sus oficinistas. Es un enclave que parece diseñado para trabajar sin distracciones y que, si uno no lo busca expresamente, pasa de largo sin sospechar lo que hay dentro de sus edificios.</p>
<p> El acceso al edificio, en la isla de la Cartuja. Imagen: Xataka.</p>
<p>En uno de ellos está el Instituto de Microelectrónica de Sevilla (IMSE), centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla. Aquí se diseñan circuitos integrados. Chips. No se fabrican (eso lo hacen TSMC, GlobalFoundries o UMC en sus plantas de Asia o Europa), pero sí se conciben, se dibujan capa a capa, se simulan, se prueban y se transfieren a la industria.</p>
<p>Es una distinción clave que conviene entender desde el principio para no caer en comparaciones absurdas con los gigantes del silicio: esto no es una fábrica de semiconductores. Es un centro donde se investiga en las ideas que acaban dentro de los semiconductores.</p>
<p>Diseñar un chip es como dibujar los planos de un edificio de trece plantasRafael Castro, uno de los investigadores del IMSE, nos lo explica con una analogía directa: lo que hacen es dibujar los planos de un edificio, planta a planta, más las conexiones entre una y otra. Después mandan esos planos a una foundry (normalmente la archiconocida TSMC) y reciben de vuelta las muestras fabricadas.</p>
<p>Un chip puede tener hasta trece niveles de metal, cada uno con su enrutado y sus vías de conexión. El diseñador tiene que decidir dónde va cada transistor, qué distancia hay entre componentes, o cómo se comportará el circuito ante variaciones de temperatura o tensión. En el diseño analógico, que es una de las especialidades fuertes de este instituto, ese trabajo es esencialmente artesanal.</p>
<p> Uno de los cuadros que decoran el centro es esta reproducción a gran escala del layout o plano de diseño de un circuito integrado. El cuadro muestra la compleja organización de los componentes y las almohadillas de conexión periféricas, un trabajo de precisión que los investigadores comparan con la arquitectura de un edificio de trece plantas. Imagen: Xataka.</p>
<p>"Si fuera digital, la herramienta te lo automatiza todo, pero si es analógico tienes que tener mucho cuidado de dónde pones cada transistor", señala el Dr. Castro. La proximidad entre componentes, la simetría, las capacitancias parásitas&#8230; todo importa. Un condensador mal colocado puede arruinar la operación de un amplificador. "Es como una orfebrería", resume.</p>
<p>Y no es barato. Fabricar un milímetro cuadrado en una tecnología de cinco nanómetros cuesta unos 100.000 euros. Las licencias de las herramientas de diseño electrónico asistido por computador pueden alcanzar el millón de euros anuales.</p>
<p>El IMSE pertenece a Europractice, una red universitaria europea que abarata algo el acceso, pero fuera de ese paraguas las pymes que quieran entrar en el mundo del diseño de chips se enfrentan a una barrera económica bestial. De ahí que Europa esté financiando un proyecto de 15 millones de euros para crear herramientas de diseño de código abierto, tanto digitales como analógicas, accesibles para todo el ecosistema.</p>
<p>Lo que hay en Marte y lo que hay en tu módemAl recorrer los laboratorios del IMSE uno se cruza con cosas que no esperaba. Hay, por ejemplo, un circuito diseñado aquí que fue enviado a Marte como parte del Perseverance. En el laboratorio conservan el gemelo (el mismo concepto de digital twin pero aplicado con toda literalidad) del chip que viajó al espacio. También hay convertidores de datos que operan en módems comerciales de fibra óptica. Y sensores de visión capaces de procesar 7.000 imágenes por segundo, pero a un coste comparable al de la cámara de un móvil.</p>
<p>Esos sensores son un buen ejemplo de lo que el IMSE aporta al campo: no competir con Samsung y compañía en la fotografía de consumo (eso carece de sentido), sino resolver problemas que la industria convencional no aborda. El procesamiento de señal en el plano focal permite que el chip empiece a tratar la información al mismo tiempo que la recibe.</p>
<p> Banco de pruebas personalizado para la caracterización de sensores de visión de alta velocidad y cámaras de eventos. Este montaje experimental permite recrear condiciones de movimiento y flujo controladas para validar la capacidad de respuesta del chip en tareas de inspección industrial y detección de objetos. Imagen: Xataka.</p>
<p>¿Para qué sirve eso? Para inspección industrial, por ejemplo. Los paracaídas se validan contando las fibras rotas por centímetro cuadrado, una cámara ultrarrápida y barata que haga ese trabajo tiene un valor evidente. También se usó una variante de esta tecnología para contar cangrejos de río en el Guadalquivir, o para los primeros sistemas de frenado por detección de obstáculos que se desarrollaron con Volvo, inspirados en el sistema de procesamiento visual de la langosta.</p>
<p>El IMSE llama a esta tecnología "cámara de eventos": en lugar de capturar fotogramas completos a intervalos regulares, el sensor solo registra lo que cambia, imitando el funcionamiento de la retina humana. De ese enfoque nació Chronocam (hoy Prophesee), una empresa que ha llevado la investigación del instituto al mercado.</p>
<p>La línea actual, el proyecto europeo Nimble AI, va más allá: circuitos integrados para detección y procesamiento neuromórfico con un consumo hasta cien veces menor y una latencia cincuenta veces más rápida. Teresa Serrano, directora del IMSE, apunta también a la neurociencia: procesadores que interaccionen con sistemas neuronales y sirvan para pacientes de epilepsia o párkinson.</p>
<p>"Muchas veces mi familia me dice: pero ¿dónde están tus productos?", reconoce el Dr. Castro. "Es complicado, porque son ideas tan nuevas, tan disruptivas, que el tiempo que tardan en llegar a la sociedad es muy largo. A veces no llegan, porque otros competidores se adelantan o simplemente la sociedad ya no tiene esa necesidad". La distancia entre la investigación de base y el producto final es enorme, y el IMSE opera conscientemente en esa frontera: ideas que pueden tardar una década en materializarse, si es que lo hacen.</p>
<p>Cómo envejecen los chips (y por qué importa)Una de las líneas de investigación más llamativas del instituto tiene que ver con algo que no solemos pensar: los chips envejecen. Javier Díaz Fortuny, investigador del IMSE, trabaja en esto. La analogía que usa es la de una autopista: los transistores son carreteras por las que circulan electrones. Cuando el chip es nuevo, el asfalto está como un tapete. Pero con el tiempo, y especialmente con altas temperaturas o precipitaciones intensas, aparecen grietas y baches. En los chips, los electrones tardan más en llegar, hasta que un día no llegan a tiempo y el circuito falla.</p>
<p>Esto no es un problema abstracto. Los centros de datos que alimentan la IA operan a temperaturas muy altas durante periodos muy largos. Cambiar un chip en un servidor de ese tipo cuesta mucho tiempo y mucho dinero.</p>
<p> En Xataka</p>
<p> ASML ha descubierto una forma de mejorar aún más sus máquinas UVE. Es una noticia terrible para China y EEUU</p>
<p>El mantenimiento preventivo (saber cuándo va a fallar antes de que falle) requiere entender a fondo la física del envejecimiento. Y eso es lo que hacen aquí: diseñan monitores que van dentro del propio chip, pequeños osciladores de apenas 25 micrómetros cuadrados que actúan como chivatos. Si el chip sufre una sobretensión o un aumento de temperatura, la frecuencia de oscilación varía con una granularidad suficiente para saber exactamente qué ha pasado.</p>
<p>Para estudiar el envejecimiento sin tener que esperar los diez años de rigor, usan una técnica llamada envejecimiento acelerado: someten el chip a tensiones y temperaturas por encima de las nominales, simulando años de operación en unas horas. En su laboratorio, conectado a una Raspberry Pi 5, tienen un sistema que permite subir la temperatura ambiente hasta 350 grados y controlar las tensiones de alimentación del chip con precisión.</p>
<p> Laboratorio de caracterización del IMSE equipado con un sistema de forzado de temperatura ThermoStream (centro). Esta maquinaria permite someter a los chips a condiciones térmicas extremas para realizar pruebas de estrés y envejecimiento acelerado. Imagen: Xataka.</p>
<p> Detalle de la placa de evaluación con un chip diseñado en el IMSE (en el zócalo central). El sistema está integrado con una Raspberry Pi y una pantalla táctil que permiten monitorizar, en tiempo real y de forma portátil, cómo responden los sensores internos del silicio ante variaciones de tensión y temperatura. Imagen: Xataka.</p>
<p> Detalle del chip que aparece de lejos en la imagen anterior, donde la micro-orfebrería del diseño analógico es visible. Las anotaciones sobre el silicio indican las áreas funcionales comentadas: los aceleradores de IA neuromórfica (visión de eventos), los monitores de envejecimiento (como los osciladores que detectan baches), y el hardware de criptografía post-cuántica. Imagen: Xataka.</p>
<p> Cámara de pruebas ambientales de sobremesa, utilizada para el control preciso y local de la temperatura de circuitos y sensores. Este equipo complementa los ensayos de estrés extremo, permitiendo validar el comportamiento de los diseños bajo condiciones de funcionamiento controladas y reproducibles. Imagen: Xataka.</p>
<p>Pero hay un giro interesante: esos mismos fenómenos físicos que degradan los circuitos también pueden ser explotados como vulnerabilidades de seguridad. Un atacante que conozca el camino crítico de un chip (el más largo, el que marca el límite temporal de las operaciones) podría estresarlo a propósito para inyectar código malicioso en la memoria. "Puedo meterme en el código y tomar control del chip", explica el Dr. Díaz Fortuny. "Para evitar tanto el envejecimiento como los ataques fraudulentos, diseñamos sistemas de monitorización interna".</p>
<p>El siguiente paso es incorporar IA a ese sistema. En un proyecto europeo en marcha están desarrollando una red neuronal que irá incrustada en el propio chip, entrenada con datos de distintos escenarios de ataque. En tiempo real será capaz de clasificar si lo que está ocurriendo es el envejecimiento natural o un ataque, y qué hacer para mitigarlo. Un sistema inmunitario.</p>
<p>El mercado negro de chips recicladosHay otra aplicación de estos monitores que resulta bastante inquietante: detectar chips reciclados. Porque los hay. Existe un mercado de semiconductores donde se venden como nuevos componentes que en realidad son de segunda mano, fabricados hace años o en tecnologías inferiores a las contratadas.</p>
<p>Para un producto de consumo, eso puede significar una vida útil más corta de lo esperado. Para una aplicación crítica (un dispositivo médico, un sistema de aviación, un componente de automoción) puede significar un fallo que se convierta en una catástrofe.</p>
<p>Usando la física de los transistores y los monitores que han desarrollado, el equipo del IMSE puede rastrear qué le ha pasado a un chip en toda la cadena de suministro: si ha estado expuesto a temperatura (lo que indicaría que fue soldado en algún momento), cuánto tiempo lleva desde que salió de la foundry o si las condiciones de conservación fueron las adecuadas.</p>
<p>"Te pueden dar gato por liebre", resume el Dr. Díaz Fortuny. "Un chip que tiene diez años no es el que pediste, aunque el diseño sea parecido".</p>
<p>Criptografía post-cuántica: prepararse para un enemigo que aún no existeEn otro despacho del IMSE, Macarena Martínez y Piedad Brox trabajan en algo que suena a ciencia ficción pero tiene un calendario muy concreto: la criptografía post-cuántica. La premisa es sencilla de explicar pero vertiginosa en sus implicaciones. Toda la seguridad digital actual (las transacciones bancarias, las comunicaciones cifradas o las firmas digitales) se sostiene sobre problemas matemáticos que un ordenador clásico no puede resolver en un tiempo razonable. Cuando exista un ordenador cuántico "criptográficamente relevante", esos problemas dejarán de serlo.</p>
<p>"Con que haya uno en el mundo, como estamos conectados, es suficiente", explica la Dra. Martínez. La estimación de consenso en la comunidad científica sitúa ese momento a unos quince años vista. Pero hay un matiz preocupante: ya hay actores estatales que están recolectando información cifrada hoy, con la intención de descifrarla cuando dispongan de capacidad cuántica. Es lo que se conoce como harvest now, decrypt later: roba ahora, descifra más adelante. Las fotos de tu WhatsApp probablemente no sean muy relevantes, pero la información de una empresa dedicada a la Defensa, la estrategia de una empresa del IBEX o los secretos industriales, sí lo son.</p>
<p>La respuesta es diseñar nuevos algoritmos criptográficos que resistan los ataques de un ordenador cuántico. Los matemáticos los formulan, los informáticos los implementan en software y los ingenieros electrónicos como los del IMSE los llevan al hardware. Esa cadena tiene sus propios problemas: un algoritmo puede ser matemáticamente seguro pero su implementación en circuito puede filtrar información.</p>
<p> En Xataka</p>
<p> Se suponía que China no podía producir chips de 7nm sin las máquinas de ASML. Ya tiene a dos empresas capaces de hacerlo</p>
<p>Si un cifrador tarda más cuando procesa un uno que cuando procesa un cero, un atacante puede deducir la clave simplemente midiendo tiempos. "Nosotros como diseñadores tendemos a ahorrar potencia y área, pero si no haces nada cuando tienes un cero y haces algo cuando tienes un uno, estás revelando información", explica la Dra. Martínez.</p>
<p>Los nuevos algoritmos post-cuánticos son mucho más costosos computacionalmente que los clásicos. Llevarlos a un chip pequeño como el de un sensor IoT, una cámara de vigilancia o un dispositivo médico es un reto enorme. El IMSE trabaja en proyectos europeos como SPIRS y QUBIP, con presupuestos de varios millones de euros, para desarrollar aceleradores de hardware que hagan viable esa criptografía en dispositivos con recursos muy limitados. "Lo que queremos es que el próximo móvil o el próximo portátil que compres pueda usar nuestros diseños para ser más seguro", sintetiza la Dra. Martínez. Una aspiración mayor.</p>
<p>Mientras tanto, hay que gestionar la transición. La criptografía clásica no puede desaparecer de un día para otro porque hay protocolos que validar, sistemas bancarios que migrar o infraestructuras que actualizar entre miles de ejemplos crítico. Los dos mundos van a tener que convivir durante años, y el equipo del IMSE está estudiando cómo hacer esa transición de forma ordenada, evaluando qué mejora y qué empeora en recursos con cada paso.</p>
<p>Una sala blanca de siete millones de eurosEn medio de la visita hay unas inoportunas obras que han complicado un fragmento de la grabación, pero al mismo tiempo dejan ver el prefacio de algo que está por llegar: el IMSE está construyendo una sala blanca ISO 6 para empaquetado avanzado de chips, con un coste aproximado de siete millones de euros entre la infraestructura y los equipos. Una sala blanca es esencialmente eso: un espacio donde el aire se filtra de forma obsesiva para eliminar las partículas de polvo. En la fabricación de semiconductores, una mota de polvo en el lugar equivocado puede inutilizar un chip entero. La sala blanca del IMSE regenerará todo su aire cada minuto, las 24 horas del día.</p>
<p> Estado actual de las obras de la nueva sala blanca ISO 6 del IMSE. Este espacio, que requiere una inversión de siete millones de euros incluyendo sus equipos y herramientas, albergará los equipos de empaquetado avanzado y testado necesarios para que el instituto pueda cerrar el ciclo completo de prototipado de sus chips sin depender de terceros. Imagen: Xataka.</p>
<p>Esa sala todavía en obras, con sus 500.000 euros de coste para la sala en sí (el grueso del presupuesto va a los equipos de testado y empaquetado), está lejos del montante que manejan instituciones con recursos superiores, pero cumple su función: permitir al instituto cerrar el ciclo completo de prototipado, desde el diseño hasta el empaquetado y testado, sin depender de terceros. Nos explica sus detalles Joaquín Ceballos, vicedirector técnico de la entidad.</p>
<p>La máquina de testado automático que tienen, capaz de evaluar si cada chip funciona correctamente después de fabricarlo, cuesta cerca de un millón de euros. Las de última generación están en torno a 400.000, pero el testado analógico lleva más tiempo que el digital, lo que encarece el proceso.</p>
<p> Oblea de silicio de grado industrial. Se presenta sobre un bastidor metálico de corte (dicing frame), con secciones que ya han sido extraídas para prototipos. Imagen: Xataka.</p>
<p>En producción industrial, cada milisegundo que un chip pasa en la máquina de test tiene un coste. Si fabricas para un gran fabricante de la escala de Apple, necesitas medir centenares de miles de unidades: la diferencia entre un test de un segundo y uno de diez milisegundos es la diferencia entre un negocio viable y uno ruinoso.<br />
La cámara anecoica y los límites de lo posible<br />
Hay un momento de la visita especialmente divertido. En el lateral de una sala está la puerta da acceso a una cámara anecoica electromagnética: una habitación forrada de espuma con formas piramidales, diseñada para absorber las ondas de radio y eliminar cualquier reflexión.<br />
Dentro, el silencio es físico. La espuma no solo absorbe las ondas electromagnéticas sino también las acústicas, y el efecto es inmediato: la voz suena seca, sin reverberación alguna, como si el espacio se tragara las palabras.</p>
<p> Desde la puerta de la cámara anecoica. Las paredes, forradas con pirámides de espuma conductora, absorben las ondas de radio para evitar rebotes, permitiendo medir con total precisión la directividad de antenas y circuitos de alta frecuencia (hasta 110 GHz) en un entorno de "silencio" acústico y radioeléctrico absoluto. En el centro se aprecia la mesa que rota el dispositivo en varios ejes con precisión milimétrica. Esto permite caracterizar la directividad de las antenas y chips de radiofrecuencia desde todos los ángulos posibles, sin que las ondas reboten en las paredes gracias al revestimiento piramidal. Imagen: Xataka.</p>
<p> Vista desde el interior de la cámara anecoica con la puerta cerrada. Imagen: Xataka.</p>
<p>La cámara se usa para caracterizar antenas, midiendo su directividad (cómo captan la señal según la dirección de la que viene). La mesa interior rota en varios ejes mientras una señal controlada le llega desde el otro extremo. El equipo trabaja en un rango de frecuencias que va desde 800 MHz hasta 26 GHz. </p>
<p>Es una de las inversiones del PERTE Chip que ha permitido al IMSE ampliar sus capacidades de medida en radiofrecuencia hasta los 110 GHz, frente a los 16 GHz anteriores. Cuanto más ancho de banda puedes medir, más relevante es la investigación.</p>
<p>Siete nanómetros y la frontera europeaUna pregunta obligada en cualquier conversación sobre semiconductores en Europa: ¿hasta dónde se puede llegar? El IMSE diseña en nodos tecnológicos que van desde los más establecidos (28 o 40 nanómetros, los habituales en automoción y aplicaciones industriales) hasta los más avanzados, dentro de los que resultan accesibles en suelo europeo.</p>
<p>En Europa se puede diseñar comercialmente hasta 7 nanómetros. TSMC ya fabrica en 3 nanómetros y avanza hacia 2; Apple, Google y otros gigantes usan esas tecnologías punteras para sus procesadores de consumo.</p>
<p> Un investigador sostiene un circuito integrado diseñado íntegramente en el IMSE. Este chip analógico, protegido en su encapsulado cerámico con ventana transparente, muestra la complejidad final de la "orfebrería" descrita en el artículo, lista para ser testeada y validada en los laboratorios del centro. Imagen: Xataka.</p>
<p> Vista de un circuito integrado protegido en un encapsulado cerámico con ventana transparente. La imagen muestra el chip de silicio interno y cientos de finos hilos de unión de oro (&#8217;wire bonds'), ilustrando la complejidad y precisión de la "orfebrería" requerida para fabricar un diseño IMSE. Imagen: Xataka.</p>
<p>Pero la miniaturización extrema no siempre es necesaria ni deseable. El chip más caro de un coche normal puede costar unas pocas decenas de euros, porque se fabrica en masa (centenares de miles de unidades, o directamente millones) y en nodos muy establecidos donde el proceso está perfectamente controlado.</p>
<p>Los nodos avanzados son para quienes necesitan exprimir cada vatio de consumo o meter más transistores en el mismo espacio, y eso tiene un precio: a 3 nanómetros, un milímetro cuadrado puede superar con creces los 100.000 euros de coste de fabricación. Además, TSMC impone restricciones severas de acceso a su documentación técnica, incluso a socios europeos con acuerdos firmados. La información llega cifrada, capada, y a veces hay que pedirla expresamente. No es sencillo ni rápido.</p>
<p>Los LLMs llegan al diseño de circuitosIncluso aquí, en un laboratorio donde se trabaja con osciloscopios y puntas de testado, la IA generativa está cambiando las cosas. El IMSE participa en un consorcio europeo que explora, a través del proyecto del CSIC iLINK 2025 llamado LLMWARS, cómo los modelos de lenguaje pueden asistir en el diseño de circuitos.</p>
<p>En la parte digital, donde los circuitos se describen con lenguajes de hardware como Verilog o VHDL, los LLMs ya pueden aprender de repositorios públicos de código y generar diseños desde un prompt. Las grandes empresas de herramientas de diseño electrónico, como Synopsys o Mentor, ya ofrecen asistentes que aplanan considerablemente el trabajo del diseñador digital.En la parte analógica, el panorama es diferente. El diseño analógico es mucho más artesanal, más multiparamétrico, más dependiente de la experiencia del diseñador. No hay tantos repositorios públicos de los que aprender. La cantidad de artículos científicos sobre aplicaciones de un LLM al diseño analógico ha crecido de forma explosiva en los últimos tres años, pero en Europa no había ningún esfuerzo coordinado.El consorcio en el que participa el IMSE intenta cambiar eso último, explorando en qué fases del proceso (desde la especificación hasta la extracción de parásitos del layout) los modelos de lenguaje pueden aportar valor real.</p>
<p>El valor de lo que no se veAl salir del IMSE y volver a las calles anchas y verdes de la Cartuja, es difícil no pensar en la distancia entre lo que se hace aquí y la percepción pública de lo que España aporta al mundo de esta industria.</p>
<p>Este instituto lleva décadas formando investigadores y transfiriendo conocimiento a la industria. Sus chips han llegado a Marte, sus convertidores operan en módems comerciales y sus algoritmos de seguridad protegerán los dispositivos del futuro. O al menos aspiran seriamente a ello.</p>
<p>Tres de las cinco empresas de la Cátedra USECHIP de la Universidad de Sevilla tienen sede en el mismo parque. El IMSE es uno de los dos nodos españoles de la recién creada Plataforma de Diseño de Chips de la UE, liderada en nuestro país por el CSIC y coordinada por el IMEC belga con una financiación de 25 millones de euros.</p>
<p>Nada de esto significa que España vaya a competir con TSMC fabricando obleas. Pero esa nunca ha sido la pregunta correcta. La pregunta es qué parte de la cadena de valor puedes ocupar con tus capacidades, y qué pasa cuando no la ocupas. Europa depende de Asia para fabricar sus chips y esa dependencia tecnológica es un riesgo estratégico que la Chips Act intenta mitigar, con un éxito desigual en su primera edición. La segunda, dicen quienes trabajan en esto, debería ser más concreta.</p>
<p>Mientras tanto, en un edificio de la Cartuja, un investigador conecta un chip a una Raspberry Pi para medir cómo envejece el silicio. Otro diseña aceleradores criptográficos que cabrán en un sensor del tamaño de una moneda. Y en una sala blanca todavía a medio construir, los filtros de aire esperan el momento de empezar a limpiar, limpiar y limpiar de la forma obsesiva que la ISO 6 exige. Una vez cada minuto.</p>
<p>La ciencia avanza así: con más paciencia que prisa, pero sin pausa.</p>
<p>En Xataka | Para dominar los chips, China tiene que hacerse primero con una tecnología hiperespecializada en manos de su rival histórico: Japón</p>
<p>Imagen destacada | Xataka</p>
<p> &#8211; La noticia</p>
<p> Dentro del Instituto de Microelectrónica de Sevilla: aquí se diseñan chips para el espacio y se trabaja en criptografía post-cuántica </p>
<p> fue publicada originalmente en</p>
<p> Xataka </p>
<p> por<br />
 Javier Lacort</p>
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