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Tecnología

Para andar por la pista del futuro

Un programa permite que alumnos proyecten y prueben circuitos integrados fabricados en el exterior

DANIEL SILVA DE LARA / CCS-UNICAMPHoy en días hay circuitos integrados o chips por todas partes. Sin hacer ruido, estas pequeñas piezas, hechas a base de silicio y que constituyen el corazón de las computadoras, se multiplican en el seno de los más variados tipos de equipos, desde los dispositivos high tech para telecomunicaciones hasta los juguetes infantiles, desde automóviles hasta electrodomésticos y relojes. Con tamaña importancia industrial, no es de extrañar que el dominio de la fabricación de chips cause impacto directo sobre la competitividad de los países. En Brasil aún no hay consenso acerca de la necesidad de producir chips localmente. Las altas inversiones (cerca de 2 mil millones de dólares) y el exceso de oferta de estos dispositivos en el mercado mundial son los dos motivos más importantes alegados por aquéllos que se oponen.

Sin embargo, en un punto existe unanimidad: la capacidad para proyectar chips es fundamental, porque ése es el bien de mayor valor en la industria electrónica y el que puede generar empleos calificados. Este planteo impulsó a la FAPESP a crear, en 1994, el Programa Especial para la Fabricación de Circuitos Integrados en el Exterior, conocido como multiusuario (PMU), con el objetivo de brindar a los alumnos de posgrado de las universidades o de cualquier otra institución de investigación paulista la posibilidad de ver y probar los chips que proyectaron. El programa contribuyó de esta manera a la formación de recursos humanos para el diseño de circuitos electrónicos, un factor importante para la modernización de la industria de productos de electrónica, y también para la instalación de una fábrica de esos productos en el país.

“Sin el PMU, no tendríamos recursos para la producción de chips , y lo que determina el éxito de un proyecto son las pruebas”, afirma el profesor Jacobus Swart, director del Centro de Componentes para Semiconductores (CCS) de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), y coordinador del PMU. “La producción de un chip es también un factor de movilización del interés de los estudiantes hacia un área estratégica parael desarrollo económico del país.”

Un largo tiempo
El primer programa PMU nació en la antigua Fundación Centro Tecnológico para Informática (CTI), actualmente Centro de Investigaciones Renato Archer (CenPRA), durante los años 80, recuerda Wilhelmus Van Noije, jefe del Departamento de Ingeniería de Sistemas Electrónicos de la Escuela Politécnica de la USP y miembro del comité asesor del PMU. Ese programa del CenPRA tenía alcance nacional y seguía una metodología diferente de la que se utiliza actualmente. Los proyectos eran agrupados y enviados al exterior en grandes lotes. Con ese método de trabajo, el plazo de envío de los diseños de los circuitos electrónicos era muy largo, lo que resultaba en la consecuente demora en el retorno de los chips . Asimismo, el programa era limitado a una sola tecnología de fabricación, Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). De esta manera, el PMU de la FAPESP sumó los esfuerzos de la iniciativa original del CenPRA, ofreciendo flexibilidad en la elección de la tecnología, reduciendo plazos y garantizando los recursos financieros necesarios.

“Al comienzo de los años 90, vivíamos un período de inflación muy alta y la devaluación de la moneda registrada entre la solicitud de fondos y su otorgamiento hacía que muchos proyectos se volvieran inviables”, recuerda Van Noije. “Con el PMU, las cosas se tornaron mucho menos burocráticas”. Para la producción, las universidades que participan del programa utilizan fundamentalmente los servicios de dos empresas europeas: Circuits Multi-Projects (CMP), con sede en Grenoble, Francia, y Europractice, de Bélgica, que atienden pedidos de diversos centros de investigación, universidades y empresas de diferentes parte del mundo, en un período que va de dos a cuatro meses. Esas foundries (fundiciones) ofrecen diversos procesos de producción, para los más variados modelos de circuitos integrados. Hoy en día, gana fuerza la tendencia de los systems on chip (SoCs), que está llevando a la sustitución progresiva de los diversos componentes, otrora necesarios para la operación de un equipo, por circuitos integrados más evolucionados y multifuncionales.

Los coordinadores del PMU evalúan todos los proyectos antes de autorizar la fabricación de las piezas, para analizar el mérito del trabajo propuesto y evitar que eventuales errores comprometan los prototipos, generando atrasos en el desarrollo del trabajo de los maestrandos o doctorandos. Al fin y al cabo, los diseños son casi siempre muy complejos. “Actualmente, un solo chip puede concentrar una cantidad de pistas (en donde se graban las informaciones) suficiente para retratar el mapa de Brasil, con todos sus ríos, todas las calles de las ciudades y todas las carreteras que atraviesan el país”, comenta Swart.

“Desde su creación, el PMU contribuyó para la formación de alrededor de 100 proyectistas, entre másteres y doctores”, recuerda Swart. Muchos de estos están trabajando en universidades, centros de investigación y empresas, como en la design house de Motorola. Muchos de los trabajos desarrollados en el marco del programa han sido publicados en periódicos especializados internacionales. Entre éstos, se destaca, por ejemplo, el desarrollo de una técnica para aumentar la velocidad de los procesadores CMOS digitales, de João Navarro Júnior, bajo la dirección de Van Noije. Al comienzo de junio, ese artículo estaba programado para la edición de ese mes de la revista del prestigioso Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), con sedeen New Jersey, Estados Unidos.

Procesador rápido
Partiendo de la tecnología tradicional de true-single phase clock (o reloj de real fase única), el estudio apunta la posibilidad de lograr el doble de la frecuencia de clock (de la velocidad) en el procesamiento de datos, mediante la aplicación de nuevas estructuras formadas por la conexión de algunas pistas. De esta manera, el consumo de energía de la computadora, por ejemplo, experimenta un reducción de un 30%. “Existen otros proyectos interesantes en marcha, principalmente con relación a la comunicación móvil”, revela Van Noije. “Las áreas con mayor concentración de trabajos en curso son las de telecomunicaciones, instrumentación y de equipos médicos”, comenta Swart.

Pero otro trabajo con circuitos integrados desarrollado en la Unicamp puede transformarse en una innovación en la industria automotriz, contribuyendo para introducir controles electrónicos y, de paso, reduciendo costos de producción. Este proyecto, desarrollado por el profesor Carlos Alberto dos Reis Filho, de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Unicamp, junto con cinco de sus dirigidos, entre 1996 y 1999, en una asociación con Magnetti Marelli, empresa de autopartes del Grupo Fiat, se basa en la sustitución de alambres de cobre por una pequeña red de comunicación inalámbrica para diagnosticar eventuales defectos un foco, por ejemplo, y avisárselo al propietario. Asimismo, con el auxilio de un software específico, será posible recuperar el historial operativo de la pieza. “La solución no fue adoptada en función de problemas internos de Magnetti Marelli”, dice Reis. La compañía resignó sus derechos de exclusividad sobre el producto, que puede ser ahora objeto de un acuerdo con otra organización.

En Brasil, dice Swart, por lo menos 40 personas concluyen anualmente su maestría en microelectrónica; y 20, su doctorado. Si bien ese número es aún bajo – en Suiza, ejemplifica el investigador, se reciben anualmente 200 doctores -, buenas noticias no faltan en el área. En la USP, cuenta Van Noije, la búsqueda por temas de la microelectrónica por parte de los alumnos de grado en Ingeniería Eléctrica ha crecido mucho, luego de que las materias optativas pasaron a incorporar también conocimientos en hardware ,software y telecomunicaciones. “En la última semana de elección de materias optativas, 200 estudiantes buscaron informaciones sobre esas nuevas opciones”, se entusiasma.

Cambio de rumbo
Otro punto que favorece a la microelectrónica hecha en Brasil fue el lanzamiento del Programa Nacional de Microelectrónica (PNM) en agosto de 2001, por parte del Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT), con el objetivo de diminuir la importación de chips . En 2000, los circuitos integrados generaron un déficit de 1.700 millones de reales en la balanza comercial del sector de electrónicos brasileño, respondiendo por nada menos que un 57% del saldo negativo total, de 3 mil millones de reales.

Para intentar revertir el déficit comercial en dicha área, uno de los objetivos del PNM es atraer de sign houses vinculadas a grandes nombres del rubro de semiconductores, como Intel, AMD y Texas Instruments, por ejemplo, y estimular la creación de pequeñas empresas nacionales especializadas en diseño de circuitos. Las Design houses son las compañías que pueden desarrollar proyectos a pedido, contemplando únicamentealgunos aspectos de una iniciativa de desarrollo de gran envergadura, o también crean soluciones innovadoras para ofrecer al mercado. “Se trata de sembrar el incremento del capital intelectual en la microelectrónica brasileña”, afirma Vanda Scartezini, titular de la Secretaría de Política de Informática (Sepin) del MCT. “La propiedad intelectual responde por nada menos que un 66% de los ingresos por exportaciones de Estados Unidos, y Brasil posee un mercado interno enorme, por eso debe inspirarse en los modelos adoptados por los países desarrollados.”

El PNM, con una previsión de inversión de cerca de 200 millones de reales hasta 2005, escogió dos estados para ser bases de sus primeras iniciativas: São Paulo y Río Grande do Sul. “Es importante sumar esfuerzos federales a los que ya están siendo desarrollados por la FAPESP”, evalúa Vanda. Para atraer a las empresas de mayor porte, el MCT está dispuesto a apoyar su radicación, contribuyendo en la capacitación de equipos de proyecto con contratación local y, eventualmente, con becas para investigadores a través del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), además de brindar facilidades de financiamiento. Como contrapartida, las empresas deberán comprometerse a operar en el país durante como mínimo durante el doble del tiempo en el cual recibieron beneficios, y traer por lo menos un líder de proyectos de circuitos integrados por cada cinco proyectistas reclutados en Brasil, con el objetivo de difundir conocimientos de procesos. Otra condición básica es el respetoa los derechos de propiedad intelectual en las negociaciones.

Productos acabados
En la visión de Vanda, atraer a una fábrica de circuitos integrados es interesante para el país, pero no es una prioridad. “Cuando logremos transformar los chips proyectados en las design houses en productos con buena aceptación mercadológica, la industria vendrá naturalmente, sin hacer muchas exigencias con relación al trato fiscal”, prevé. Vanda cree que la mejor estrategia para compensar la balanza comercial de electrónicos no es la venta de chips , que al menos en sus aplicaciones más usuales ya se han convertido en commodities , sino en la exportación de productos terminados, en los cuales el proyecto de circuitos integrados adquiere una importancia cada vez mayor.

Con todas estas perspectivas en favor del desarrollo de la microelectrónica en Brasil, el PMU de la FAPESP logró formar mano de obra competente y tiene por delante por lo menos otros 15 meses de vigencia, tiempo suficiente como para agrupar nuevos proyectos de otros interesados en el diseño de chips.

Central genera proyectos
La empresa Motorola, gigante internacional del sector de telecomunicaciones, con una facturación global de 30 mil millones de dólares en 2001, empezó a prestar atención en la capacidad de los proyectistas brasileños en 1997. “Ese año iniciamos los proyectos de circuitos integrados en Brasil con un grupo de 14 personas”, recuerda Antônio Calmon, director de la empresa, que responde por el área de semiconductores en América Latina.

Al principio, la empresa aprovechó los conocimientos acumulados en el país durante el período en que estaba vigente la reserva de mercado para bienes de informática, cuando la empresa Vértice – design house del Grupo Machline, que canceló sus actividades en 1995 – y fabricantes de chips como Sid Informática e Itautec llegaron a exportar know-how . Y aprovechó tan bien ese momento que, actualmente, el Centro de Tecnología de Semiconductores de Motorola, desde 2000 instalado en Jaguariúna, región de Campinas, no puede aceptar más pedidos: está trabajando con capacidad total hasta el final de este año. El centro emplea a más de 100 proyectistas. Entre éstos, afirma Calmon, se encuentran varios doctores -y casi el 90% de ellos son másteres. El ejecutivo cuenta que decenas de chips proyectados en Brasil ya están embutidos en productos de Motorola. “Desarrollamos circuitos integrados para comunicación móvil, automóviles y redes, entre tantas otras aplicaciones”. Su mayor orgullo, con todo, es la conquista, para la subsidiaria brasileña, del diseño de toda una familia de microprocesadores, un gran sistema que integra varios circuitos integrados. “Nunca, en toda la trayectoria de Motorola, el proyecto de un chip central había salido de la matriz”, revela.

En abril de 2001, la empresa se adhirió al Programa Nacional de Microelectrónica, asumiendo el compromiso de donar equipos por un valor de aproximadamente 10 millones de reales para el Centro de Excelencia Iberoamericana de Electrónica Avanzada (Ceitec), cuyo objetivo es hacer factible la manufactura de prototipos de chips en Porto Alegre (Río Grande do Sul). Motorola también anunció la donación de equipamientos a la Unicamp y concretó una asociación con esa universidad para el montaje de un laboratorio abocado a la investigación en microelectrónica.

EL PROYECTO
Programa Especial para la Fabricación de Circuitos Integrados en Exterior, Fase 4
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinador
Jacobus Swart – Centro de Componentes para Semiconductores – Unicamp
Inversión
R$ 161.687,50 y US$ 243.000,00

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