Temas como la inteligencia artificial, ciberseguridad, innovación energética, robótica, industria 4.0 son claves para el desarrollo futuro de un país. Todo este conocimiento debe ser asegurado, no solo por temas de seguridad, sino porque es un conocimiento vital para la industrialización
Por: Dr. Carlos Allan Boya
El autor es un Ingeniero y doctor en Ingeniería Eléctrica, Electrónica e Inteligencia Artificial. Es docente en el ITSE e investigador del Centro de Investigación e Innovación Educativa, Ciencia y Tecnología (CIIECYT-AIP). Tiene amplia experiencia en diseño electrónico y aplicaciones en ingeniería. Tiene una especialización en “Buenas prácticas en la no proliferación relacionadas a semiconductores” tomada en el James Martin Center for Nonproliferation Studies, Middlebury Institute of International Studies at Monterey. Monterrey, CA, USA
Hoy en día, la palabra semiconductor está en todos lados. Redes sociales, videos, noticieros, centros educativos, discursos políticos e incluso, en las charlas de amigos en cualquiera esquina de nuestros barrios. Sin embargo, ¿qué es realmente un semiconductor?
Puedes buscarlo, pero te adelanto: Es un material que presenta unas características, principalmente, eléctricas. De este modo es posible controlar cuando conduce corriente eléctrica o no. Y aunque esto parece trivial, ofrece inmensas posibilidades.
Estos materiales pueden utilizarse para construir unos dispositivos llamados transistores, que son la pieza fundamental del control de la información. Es decir, gracias a estos dispositivos es posible almacenar inmensas cantidades de información, procesarla muy rápido y obtener respuestas muy precisas.
Con estos transistores se pueden construir circuitos integrados (IC) o chips, tales como los microprocesadores, memorias RAM (almacenadores de información que sirve de mesa de cálculo del microprocesador), unidades de procesamiento gráfico y de otros tipos.
Estos dispositivos con vitales para el sostenimiento de la calidad de vida de nuestra sociedad. Soportan aplicaciones en medicina, agricultura, transporte, finanzas, marítima… Además, son pieza clave en el avance de la inteligencia artificial (IA), computación cuántica, robótica, criptográfica…
¿Pero que hace especiales a estos transistores y los materiales que lo componen, los semiconductores? Una situación es la escala. En los años setenta, un microprocesador estaba compuesto por algo mas de 2000 transistores y apenas podía hacer algunos cálculos complejos. Actualmente, los microprocesadores pueden contener mas de 4000 millones de transistores y gracias a esto hacer IA, que son millones de cálculos complejos. Por otro lado, a pesar de ser tantos, el consumo eléctrico es muy bajo. Y todo esto, gracias a la tecnología de los semiconductores.
Ahora, todo esto está bien. Sin embargo, cada vez más dependemos de los materiales semiconductores y los dispositivos que son construidos con ellos. De tal manera, que su cadena de suministro es vital. En la Figura 1 podemos observar de manera muy simplificada las facetas de esta cadena.
En primer lugar, tenemos los materiales que constituyen los semiconductores. Normalmente, silicio y germanio. Estos no son muy complicados de conseguir, pero hay otros materiales que son utilizados para mejorar las propiedades o hacerlos mas versátiles, como el indio, galio o el selenio. Algunos de ellos están en zonas de conflictos militares, ambientales o están muy restringidos por temas geopolíticos. Las siguientes tres fases, fabricación de obleas y chips y el ensamblaje, empaquetado y prueba de estos últimos, se realiza en fábricas muy especializadas y costosas. Están constituidas por equipo de punta a nivel tecnológico siguiendo normas muy estrictas de limpieza y de calidad.
Una compañía muy famosa que se dedica a estas tres últimas facetas es la taiwanesa TSMC y gracias a su especialización en este tipo de fabricación es considerada una de las empresas mas valiosas del mundo. Una vez que los chips están listos, son distribuidos a todas partes del mundo y utilizadoa para su integración final en equipo completos, tales como: un medidor de presión de sangre, un televisor o un teléfono móvil.
Es importante indicar que la construcción de un chip específico depende, también, de su diseño. Es decir, el conocimiento sobre qué debe hacer y cómo va a funcionar ese chip depende de un algoritmo (conjunto de instrucciones o reglas bien definidas y finitas que se utilizan para resolver un problema o realizar una tarea específica).
Ese algoritmo cuando es para un chip es una propiedad intelectual (IP) valiosísima y es protegida con la máxima seguridad posible. ¿Por qué? Como hemos dicho anteriormente, el algoritmo describe qué hace y cómo se comporta el chip. Esto es integrado en los semiconductores como un chip y así, queda listo para la aplicación especifica que se desea.
Imagine que el diseño que usted realiza es un algoritmo enfocado en inteligencia artificial que puede detectar claves en las redes de telecomunicaciones o que puede controlar un dron como si fuera un piloto experto. Ahora, imagine que el algoritmo o el chip es sustraído por grupos extremistas que tienen propósitos políticos o religiosos, pero sin ningún reparo en la vida humana. O que caiga en manos de países que desean invadir a otros sin respetar normas internacionales que buscan la diplomacia y la paz. Aquí obviamos el espionaje industrial porque nos enfocamos en riegos y seguridad global.
Aquí es donde entra el tema riesgo y seguridad en la tecnología, específicamente, lo que está relacionado con semiconductores.
En la guerra que actualmente se libra entre Ucrania y Rusia, se han encontrado chips (aunque construidos hace mas de 30 años) como parte de misiles enviados contra poblaciones civiles. Estos chips fueron originalmente construidos para usos pacíficos, tales como el control de una lavadora, refrigeradora o un vehículo de carga. También, para computadoras. Sin embargo, están siendo modificados para uso militar.
A esto se le conoce como USO DUAL y las Naciones Unidas, Europa, y principalmente, USA está tomando medidas sobre esto.
La identificación de chips, que pueden ser de uso dual, están siendo tomados en cuenta en lo que se conoce como Control de Exportaciones. Esto tiene que ver con la trazabilidad de estos dispositivos, tanto en su uso intermedio o final. Es decir, un país puede exigir al cliente extranjero que informe en qué se va a utilizar ese chips, y si es parte de un dispositivo mayor, cuál es su destino final. Todo con el objetivo de restringir su uso a individuos o países que pueden tener algún tipo de sanción o restricción internacional.
Es importante indicar, que los chips no solo pueden ser utilizados para un armamento, tal como un misil o un dron. Pueden apoyar la creación de armas de destrucción masiva, como las nucleares, biológicas o químicas, por lo cual es un tema muy serio e interesa mucho a la ONU y otros grandes grupos geopolíticos.
Y es aquí donde las instituciones académicas y centros de investigación juegan un papel fundamental en la seguridad tecnológica. Estas instituciones tienen la capacidad de desarrollar y mantener tecnología valiosa basada en semiconductores. Aun más, temas como la inteligencia artificial, ciberseguridad, innovación energética, robótica, industria 4.0 son claves para el desarrollo futuro de un país. Todo este conocimiento debe ser asegurado, no solo por temas de seguridad antes expuestos, sino, porque es un conocimiento vital para la industrialización y la fabricación de productos con alto valor agregado que puede ofrecer una mejor calidad en los trabajos de los ciudadanos, así como calidad de vida a la sociedad. Es importante asegurarlos y controlar su uso.
En nuestro país, hasta donde tengo conocimiento, estos temas son poco abordados y es importante acelerar su divulgación y comenzar a realizar mesas técnicas para integrarlos a legislaciones y reglamentos de nuestras instituciones, no solo académicas, también de gobierno y al sector productivo, en particular porque Panamá ha sido escogido somo socio estratégico en la cadena de suministros de semiconductores por USA por medio del CHIPS Act.
Esta iniciativa busca que empresas estadounidenses fortalezcan su industria de semiconductores, sin embargo, se espera que expandan sus operaciones a nuestro país. Y esto requiere exportar equipo altamente tecnológico a Panamá, así como convenios o colaboraciones internacionales entre la académica y centros de investigación.
¡Nuestras instituciones se convertirían en garantes de esta tecnología con todas las implicaciones que esto conlleva!
Es necesario el desarrollo de Programas de cumplimiento interno y Programas de control de tecnología que permitan la trazabilidad de todo el conocimiento, así como de dispositivos o equipos funcionales. También, el llamado Due Diligence Screening, es decir, filtrar a personal investigador externo con base en interrogantes fundamentales: “¿Quién lo viene hacer?”, “¿Qué viene hacer?” y ¿Para qué? Con esto se puede determinar la historia de ese investigador y quién lo apoya financieramente.
Si queremos trabajar en el desarrollo de nueva tecnología basada en semiconductores y relacionada con universidades o centros de investigación de otros países, como USA, tenemos que trabajar en los controles de seguridad. En mi opinión, este tema es fundamental para incluir en las nuevas estrategias y leyes relacionadas al tema de los semiconductores y en esto debemos participar como un bloque unido: el gobierno, la academia, los centros de investigación y el sector productivo. Los semiconductores son una gran oportunidad para Panamá, pero hay que hacerlo bien y unidos.
Por: Dr. Carlos Allan Boya
