La mayor parte de los $ 280 mil millones en una nueva ley para fortalecer la industria de semiconductores de EE. UU. y mantener al país por delante de China en tecnología es una promesa de 5 años, no una realidad. Pero junto con el gasto aspiracional, la Ley de Ciencia y CHIPS recientemente aprobada asigna unos $ 13 mil millones en este momento para investigación y capacitación en microelectrónica. Y las universidades estadounidenses ahora están formando grandes coaliciones con empresas y gobiernos locales para estar listas para competir por el dinero tan pronto como un trío de agencias federales anuncie sus planes.
“Ninguna universidad en su sano juicio con un fuerte interés en la microelectrónica se va a quedar al margen”, dice Jesús del Álamo, profesor de ingeniería eléctrica en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que participa en varias asociaciones de este tipo.
La ley, promulgada el 9 de agosto, canaliza $11 mil millones durante 5 años al Departamento de Comercio de EE. UU. para crear un Centro Nacional de Tecnología de Semiconductores (NSTC) y un programa nacional de fabricación de empaques avanzados. Otros $2 mil millones irán al Departamento de Defensa (DOD) para un bien común de microelectrónica, una red nacional de laboratorios universitarios para desarrollar prototipos para la próxima generación de tecnologías de semiconductores.
Ambas iniciativas «tienen como objetivo la escasez de instalaciones de laboratorio a fábrica», en referencia a los laboratorios universitarios que desarrollan nuevas tecnologías para incorporarlas a las plantas de fabricación de semiconductores, o fábricas, dice Philip Wong, ingeniero eléctrico de la Universidad de Stanford que dirige su nanofabricación. centro. Además, la Fundación Nacional de Ciencias (NSF, por sus siglas en inglés) recibirá $200 millones durante 5 años para educación y capacitación laboral en microelectrónica.
«Los [research and training] La tubería es tan importante como las fábricas, aunque no recibe tanta atención”, dice Lisa Su, directora ejecutiva del fabricante de chips AMD y miembro del Consejo de Asesores sobre Ciencia y Tecnología del Presidente (PCAST). Ella llama a la nueva ley «una oportunidad única en una generación… para llenar la tubería con la próxima generación de tecnologías de semiconductores».
Un informe de PCAST que se publicará este mes recomendará que NSTC gaste entre el 30% y el 50% de su presupuesto en investigación fundamental en una variedad de campos de la microelectrónica, desde nuevos materiales y computación de eficiencia energética hasta aplicaciones mejoradas de seguridad y atención médica. Y “una fuerza laboral capacitada es un requisito previo para todo”, dice el miembro de PCAST Bill Dally, vicepresidente senior de investigación de NVIDIA. “Necesitamos hacer muchas cosas para mantener nuestro liderazgo en semiconductores, y todas ellas requieren personas con talento”.
Dos grandes asociaciones industria-academia-gobierno se consideran los principales contendientes para NSTC: la Coalición Estadounidense de Innovación de Semiconductores (ASIC), encabezada por IBM y el Complejo de Nanotecnología Albany de Nueva York; y Semiconductor Alliance, que incluye a Intel, Micron y MITRE Corporation. Ambos grupos cuentan con una lista de pesos pesados académicos. El MIT, el Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Purdue son miembros de ASIC, mientras que Stanford y la Universidad de California (UC), Berkeley, están estrechamente alineados con la Alianza. Aunque los políticos de Nueva York, Virginia y Texas han propuesto sus estados como anfitriones, los expertos dicen que es más probable que el centro sea una red de instalaciones existentes repartidas por todo el país que un solo edificio.
La lista de tareas pendientes del centro incluye la financiación de actualizaciones multimillonarias a los laboratorios existentes en docenas de universidades y brindar a los investigadores acceso a una especie de banco de trabajo estándar para reducir el costo de probar y crear prototipos de nuevas tecnologías de chips. NSTC también apoyaría a las empresas emergentes que quieran comercializar esas tecnologías. Además, el centro abordaría la necesidad de talento adicional en todos los niveles al financiar cientos de nuevos puestos docentes, miles de becas, un plan de estudios uniforme en microelectrónica con capacitación práctica y alcance a estudiantes de secundaria y preparatoria.
Solo un pequeño número de universidades tiene la capacidad de albergar esa formación. Un libro blanco publicado el año pasado por Del Alamo y sus colegas estima que actualizar un laboratorio de fabricación universitario para manejar obleas de 200 milímetros, el tamaño que se ha vuelto estándar en las fábricas avanzadas, costaría $80 millones. Entonces, la universidad necesitaría 80 millones de dólares al año en becas de investigación para operar el laboratorio, que podría capacitar a unos 500 estudiantes de posgrado y posdoctorados. Eso descarta muchas instituciones, dice Del Alamo. Incluso mejorar el selecto grupo de universidades que quedan dejaría al país lejos de cubrir los 42,000 nuevos puestos de trabajo en semiconductores que se espera que cree la Ley CHIPS, dice Tsu-Jae King Liu, decano de ingeniería de UC Berkeley.
Así que el año pasado, el rey Liu encabezó la formación de la Academia Estadounidense de Semiconductores (ASA), una red nacional para
educación en microelectrónica. Se ha asociado con la Fundación SEMI, el brazo sin fines de lucro de la asociación comercial de la industria, para buscar financiamiento de CHIPS del DOD y la NSF para llevar a cabo esa visión.
Atraer a estudiantes estadounidenses a la microelectrónica se ha convertido en un desafío en los últimos 30 años a medida que los trabajos de semiconductores se trasladaron al extranjero y Google y otras empresas con sede en EE. ingeniero y jefe del centro de investigación microelectrónica de la Universidad de Texas (UT), Austin. UT es parte de un consorcio que busca una porción de los fondos del Departamento de Defensa para revertir esa tendencia.
Banerjee dice que la propuesta del DOD se basará en un programa de larga duración financiado por la NSF, llamado Infraestructura Nacional Coordinada de Nanotecnología (NNCI), que proporciona $84 millones durante 5 años a 16 universidades. Una subvención del Departamento de Defensa sería como «dar esteroides al NNCI», dice. “Nos dará mejores herramientas, más personal e instalaciones más relevantes para la industria”.
La legislación CHIPS tiene como objetivo difundir las oportunidades de investigación y educación tanto geográficamente como por raza/etnicidad. Eso requerirá la participación de más instituciones que no estén en las costas este y oeste de la nación, así como aquellas que atienden a un gran número de estudiantes de grupos históricamente subrepresentados en ciencia e ingeniería. Incluyen los colegios y universidades históricamente negros del país (HBCU), que como grupo ocupan un lugar bajo en una lista de instituciones que reciben dólares federales para investigación.
Los consorcios que compiten por los fondos deben dejar espacio para esas instituciones, dice el ingeniero eléctrico Michel Kornegay de la Universidad Estatal de Morgan, una HBCU en Baltimore. “La gente habla en términos generales sobre equidad e inclusión”, dice Kornegay, miembro de la red ASA. “Pero no detallan cómo planean hacerlo, y si las personas que van a implementar esos planes tienen un historial de éxito”.
La afluencia de dinero de CHIPS podría incluso ampliar la brecha entre los que tienen y los que no tienen si no se abordan esos problemas, advierte Patricia Mead, decana de ingeniería en la Universidad Estatal de Norfolk, una HBCU. “En Estados Unidos, los ricos siempre serán más ricos”, dice ella. “Por lo tanto, se necesita un liderazgo fuerte que se comprometa realmente a ampliar la huella de la capacitación en microelectrónica en este país”.