TECNOLOGÍAS HABILITADORAS

MICRO / NANO ELECTRÓNICA Y FOTÓNICA

Tecnologías habilitadoras clave para la transformación digital y para la explotación efectiva de fuentes de luz. Este grupo incluye tecnologías para digitalizar y controlar objetos (sensores y circuitos), para desarrollar nuevos paradigmas de computación (chips para Inteligencia Artificial y Computación Cuántica), y nuevas manipulaciones de la luz para diferentes aplicaciones.

Smart Sensors

Sensores inteligentes para la monitorización de propiedades y actividades de objetos, animales, y personas, o la monitorización de procesos productivos y el entorno natural. Se incluyen las tecnologías de sensorización ópticas/fotónicas, eléctricas, químicas, etc., dotadas de ciertas capacidades de cómputo y conectividad (limitadas por la energía o el tamaño disponible) para llevar a cabo la toma y envío de datos periódicamente y eficientemente. Se excluyen de este grupo los biosensores y los materiales inteligentes, por estar ya incluidos en otras categorías.

Smart Actuators

Dispositivos de control inteligentes, compuestos por materiales pasivos y activos para la manipulación de partes o ensamblados complejos. Claves para el desarrollo de sistemas reconfigurables/flexibles capaces de adaptarse en situaciones dinámicas. Se incluyen actuadores piezoeléctricos, actuadores polímero electroactivos, y actuadores basados en materiales inteligentes.

Nanoelectronics

Componentes electrónicos altamente miniaturizados, abarcando desde los nano-transistores a los micro-sistemas que integran múltiples funciones en un único chip. Se incluyen:

  • MEMS & NEMS. Dispositivos electro-mecánicos a escala micro y nano, integrando para ello actuadores, motores, o sensores.
  • Nanodevices. Se incluyen por ejemplo los nanodispositivos de liberación controlada o los nanodispositivos para computación a pequeña escala (e.g. spintrónica)

AI chips and Neuromorphic computing

Tecnologías que implementan modelos de arquitecturas cerebrales para la realización de tareas de aprendizaje automático de forma más eficiente y con menores demandas de energía. Se distinguen dos grupos de tecnologías, diferenciados según el modelo implementado sea artificial (redes neuronales artificiales) o biológico (redes neuronales biológicas):

  • AI hardware accelerators/Neural Network chips. Chips especializados para optimizar/acelerar la realización de tareas de inteligencia artificial (en el orden de teraflops), como deep learning, visión artificial u otros algoritmos de aprendizaje para robótica, IoT o sensórica.
  • Neuromorphic chips. Chips analógicos que mimetizan arquitecturas cerebrales y en especial las sinapsis, codificando la información de forma espacial y temporal (pulsos), resultando en consumos y tamaños varias veces menores a los actuales.

Photonics Integrated Circuits & Biophotonics

Dispositivos basados en técnicas y componentes ópticos, incluyendo las tecnologías y sistemas necesarios para su fabricación a escala industrial. Se distinguen los siguientes subgrupos de tecnologías:

  • Biophotonics. Instrumentos y dispositivos basados en tecnologías (nano)fotónicas para la medición, análisis y visualización de materiales biológicos (moléculas biológicas, células, tejidos, organismos y biomateriales) preservando su integridad.
  • Photonics Imaging. Sistemas ópticos para detectar y visualizar cambios en las propiedades de los materiales (p.ej. espectrómetros de menor tamaño), así como para medir cuantidades físicas (sensores fotónicos).
  • Photonics Integrated Circuits (PICs), Integrated Photonics, Photonics System-on-Chip. Dispositivos para el procesamiento de señales fotónicas, integrando para ello múltiples funciones fotónicas en un solo (micro)chip, y siendo producidos de forma similar a los chips electrónicos para aprovechar la tecnología existente.
  • Optical/Photonics Computing. Sistemas y dispositivos basados en tecnologías ópticas puras o híbridas (optoelectrónica) para abordar tareas computacionales especializadas (como deep learning), con mayor rapidez, eficiencia energética y mayor almacenamiento de información frente a los microprocesadores actuales.

Quantum technologies

Tecnologías y dispositivos basados en la manipulación y explotación de los efectos de la mecánica cuántica en nuevos campos disruptivos. Se han identificado los siguientes subgrupos de tecnologías

  • Quantum Sensors. Sensores que emplean efectos cuánticos para la medición precisa de parámetros físicos como la aceleración, campos electromagnéticos o la gravedad.
  • Quantum Metrology. Sistemas que emplean efectos cuánticos para la calibración y medición de unidades de medida internacional (como tiempo y frecuencia) de forma local, verificable, confiable y robusta.
  • Quantum Imaging. Sistemas de imagen que emplean efectos cuánticos para incrementar el rendimiento y la sensibilidad más allá de los límites de las técnicas de escaneo tradicionales (p.ej. quantum-secured imaging, escaneo celular y neuronal in-vivo, escaneo fotones, …)
  • Quantum Communication. Sistemas basados en principios cuánticos para la transmisión segura de datos, incluyendo tecnologías y protocolos para la distribución de claves cuánticas en redes globales, sobre entrelazamiento, o repetidores cuanticos.
  • Quantum Computing & Simulators. Tecnologías para el diseño y construcción de computadores cuánticos escalables y universales. Se incluyen simuladores cuánticos (para la simulación de reacciones químicas complejas o la superconductividad) así como tecnologías de computación híbridas que combinen computación clásica con computación cuántica.

Displays (LCD, Plasma) & Lighting (LED, OLED) technologies 

  • Tecnologías optoelectrónicas de nueva generación para visualización, iluminación, o generación de energía solar, como OLEDs, HyLEDs, LECS o OPVs. Se persigue en particular la integración de estas tecnologías con IoT, ofreciendo funcionalidades inteligentes adicionales, como posicionamiento indoor o comunicación de datos de banda ancha.

Laser-based technologies

Tecnologías basadas en láser para múltiples aplicaciones, entre las que se encuentran el procesado rápido de materiales con mínimo impacto de calor, gestión de la potencia para fabricación por láser.