Innovación con microelectrónica, hacia una cultura de desarrollo tecnológico

“No podemos investigar en todo, pero sí debemos saber lo que está haciendo el mundo y asimilarlo” Fidel Castro

 

Analizar o definir qué es el Desarrollo Tecnológico usualmente conlleva ideas sobre progreso en las formas o técnicas para optimizar procesos industriales, a estudiarlo desde el impacto que la tecnología tiene en la economía de un país o región. En esta breve contribución no se abordan aspectos sobre los necesarios beneficios sociales que el desarrollo tecnológico como tal podría aportar. De aspecto igualmente crítico no se aborda con la necesaria acuciosidad el grado de dependencia tecnológica del que nuestro país adolece, pero considero que implica un reto formidable para nosotros el sensibilizar a la elite que conduce económicamente nuestro país.

Sembrando ideas en los chips de silicio

Sembrando ideas en los chips de silicio

La innovación se puede definir como la transformación de una idea en un producto o equipo comercializable, nuevo o mejorado; en un proceso productivo en la industria o el comercio, o en una nueva metodología para la organización social. En una asociación de ideas, la innovación tecnológica representa el conjunto de actividades científicas, tecnológicas, financieras y comerciales que permiten introducir nuevos o mejorados productos, servicios, procesos productivos y sistemas organizacionales.

Desde una perspectiva histórica aludimos a la máquina de vapor y a la Microelectrónica como ejemplos de innovación con cambios en los paradigmas tecnológicos, que por sus características han promovido una revolución industrial, cuyo amplio espectro de aplicación causa impacto en las condiciones de producción de todos los sectores de la economía. La Microelectrónica es la tecnología base para la producción de una amplia variedad de chips, entre ellos el microprocesador y diversos sistemas portátiles computarizados.

 

Innovación y tecnología

 

La innovación no se concibe de manera efectiva sin las tecnologías modernas y eficientes, de gran capacidad para adaptarse a las necesidades de la industria actual. Pero también poseer experiencia y conocimiento en nuevas tecnologías y contar con laboratorios modestos pero con equipamiento de vanguardia, abre amplias posibilidades de innovación tecnológica. La Microelectrónica ha sido uno de los pilares para el desarrollo de los países industrializados, puede sonar obsoleta si se analiza la tendencia actual hacia la cada vez más compleja Nanoelectrónica, que implica el uso de nuevas tecnologías para desarrollar chips capaces de desempeñar procesamiento de información a muy alta velocidad, con gran capacidad de almacenamiento de datos, favoreciendo la producción de dispositivos portátiles muy reducidos en tamaño y con muy bajo consumo de energía.

Sin embargo la Microelectrónica permanece como la nodriza de nuevas tecnologías, por ejemplo aquellas que se utilizan para desarrollar dispositivos sensores integrados de uso en Biomedicina y la industria en general. Estas tecnologías no requieren dimensiones nanométricas en su fabricación y abarcan disciplinas tales como la Óptica, Fluídica, Neumática, Química, Mecatrónica, Control electrónico, etcétera. Porque esta tecnología nodriza permite el procesamiento controlado de piezas mecánicas o dispositivos con dimensiones de micrómetros y aún milímetros, que desempeñan funciones con gran precisión a largo plazo. Es esta nueva tecnología denominada Sistemas MicroElectroMecánicos (MEMS, Microsistemas), una de las más atractivas para que los ingenieros puedan realizar proyectos de innovación.

Para propósitos de innovación con Microelectrónica y MEMS, se requiere el uso de nuevos materiales tales como aleaciones metálicas, polímeros conductores, materiales con memoria mecánica, vidrios, cerámicos multifuncionales, etcétera. Esta gama creciente de materiales se utilizan en procesos de maquinado (grabado o desbaste selectivo), como una secuencia de procesos químicos, mecánicos y térmicos, bajo técnicas precisas de ensamble, que permiten obtener un prototipo final miniaturizado. Un ejemplo son los inyectores de tinta en las impresoras, los dispositivos portátiles lectores de glucosa o los mecanismos de control de obturación en una cámara fotográfica digital. La miniaturización en la industria Electrónica representa la posibilidad de desarrollar artificios y sistemas cuya funcionalidad favorece la comodidad en nuestro entorno o en accesorios personales. Como ejemplos tenemos el teléfono celular y su amplia gama de funciones mas allá de las posibilidades de comunicación, relojes con monitoreo de signos vitales, las prendas de vestir inteligentes, etcétera.

 

Sobre la microelectrónica del país

 

Es importante resaltar que la microelectrónica, que es multidisciplinaria, requiere de una infraestructura sofisticada en aspectos de limpieza del ambiente en las salas de trabajo y equipo de precisión para el maquinado de los prototipos. Por lo que contar con una infraestructura competitiva en tecnología de Microelectrónica y MEMS, implica una inversión entre decenas y centenas de millones de pesos, para la adecuación de las áreas de trabajo y el equipo de fabricación. Particularmente, el recurso más importante lo conforman los ingenieros especializados en fabricación y el grupo de investigación y desarrollo tecnológico; pero la inversión siempre resultará redituable como ruta para realizar.

 

Investigación, Desarrollo e Innovación

 

Resulta estratégico desarrollar esta tecnología porque en el tránsito hacia la fase de  consolidación, se asimila nuevo conocimiento y se forman recursos humanos especializados, algunos de los cuales retornan a las universidades a diseminar sus experiencias en las aulas. En el mismo sentido, se desarrollan proyectos de investigación académicos y para la industria, con diversos campos de aplicación entre ellos los sectores biomédico, telecomunicaciones o la misma industria de la Micro-electrónica. Pero además, con el desarrollo de proyectos de investigación se van creando condiciones para resarcir el enorme rezago tecnológico del que nuestro país históricamente ha padecido, donde a pesar del decir de las autoridades federales no existe una estrategia clara de ejercicio presupuestal, tal como han planificado los países desarrollados. Decididamente, para dejar de ser un país primordialmente consumidor de tecnología, la tarea es seguir cuesta arriba formando recursos humanos especializados y proponiendo proyectos de investigación más innovación ante el Conacyt y otras instancias correspondientes. Esto representa una ruta larga, azarosa y poco eficiente, como alternativa se requiere un procedimiento racional para establecer planes nacionales consensuados a mediano y largo plazo para generar desarrollo tecnológico en los sectores estratégicos. En este contexto, en nuestro Laboratorio de Innovación en MEMS (LI-MEMS INAOE) se desarrollan prototipos de uso en el campo de la Biomedicina, tales como sensores capacitivos para analizar glaucoma y multielectrodos para estimular eléctricamente la cornea y poder restablecer la capacidad de visión en personas adultas. Estos prototipos se encuentran en fase de protección intelectual.

Finalmente, respecto a las diferentes categorías de innovación, en el INAOE desarrollamos proyectos con distinto grado de innovación incremental, proponiendo nuevas técnicas de fabricación con la tecnología de Microelectrónica como plataforma de desarrollo. En particular, con la infraestructura tecnológica del INAOE y el conglomerado de instituciones académicas y de investigación, el estado de Puebla podría ser el eje de un polo de desarrollo en Microelectrónica, MEMS y otras tecnologías emergentes.

 

wcalleja@inaoep.mx