El proyecto se pondrá en marcha el 1 de octubre de 2025 y tiene como objetivo contribuir a la expansión de la infraestructura digital de Europa y consolidar su soberanía tecnológica.
Las redes de fibra óptica son una piedra angular del futuro digital. A medida que las industrias compiten por las tecnologías clave, la demanda de mayores anchos de banda y menores latencias sigue creciendo. Las futuras redes 6G, en particular, deben cumplir requisitos de transmisión de datos extremadamente elevados. El reto: cuanto mayor es la velocidad de datos deseada, más tiende a degradarse la calidad de la señal. Para compensar las interferencias, los proveedores utilizan actualmente procesadores de señales digitales. «Sin embargo, estos son caros y no constituyen una solución sostenible a largo plazo debido a su enorme consumo de energía», explica Michael Rothe, director del grupo de IA integrada del Fraunhofer IIS. Como resultado, los nuevos aumentos de las velocidades de datos de la fibra óptica están alcanzando sus límites técnicos.
El proyecto SpikeHERO está trabajando en una solución. Los socios del proyecto están desarrollando una novedosa arquitectura de procesador de IA que combina un chip de red neuronal óptico y eléctrico. Estas redes neuronales supervisarán continuamente el canal de comunicación, analizarán las señales y corregirán cualquier interferencia en el receptor utilizando parámetros de control. Al mantener la calidad de la señal, se abren nuevas posibilidades para aumentar las velocidades de datos en los sistemas de fibra óptica. Concretamente, el proyecto tiene como objetivo triplicar el ancho de banda de 10 GHz a 30 GHz y reducir la latencia de 10 microsegundos a menos de 6 nanosegundos. Al mismo tiempo, se espera que el consumo de energía se reduzca de 7-10 vatios a solo 1-2 vatios.
Inspirado en el cerebro
Las redes neuronales espigadas (SNN) se consideran un avance prometedor en inteligencia artificial. Su modo de funcionamiento imita los principios del cerebro humano: la información se procesa en forma de pulsos —o «espigas»— y solo cuando se supera un umbral de relevancia crítico. Esto hace que las SNN sean ideales para aplicaciones de IA que requieren tanto capacidad de respuesta en tiempo real como eficiencia energética.
Existen diferentes enfoques para desarrollar hardware de chips SNN. Los semiconductores ópticos transmiten los picos a través de fotones, mientras que sus homólogos eléctricos utilizan voltaje y corriente. Cada tipo tiene sus ventajas, y SpikeHERO pretende combinar ambos. Para el chip SNN eléctrico, el proyecto utilizará el chip SENNA desarrollado por Fraunhofer IIS y Fraunhofer EMFT. «Actualmente estamos trabajando en la segunda generación, que promete tasas de picos aún más altas con un menor consumo de energía», afirma Rothe.
Una colaboración paneuropea
SpikeHERO (Spike Hybrid Edge Computing for Robust Optoelectrical Signal Processing) está financiado por el Consejo Europeo de Innovación (EIC) con un presupuesto de más de 4,2 millones de euros y se desarrollará entre el 1 de octubre de 2025 y el 30 de septiembre de 2029. La iniciativa reúne a socios de la investigación y la industria de cuatro países europeos: Fraunhofer IIS, Fraunhofer EMFT, la Universidad Tecnológica de Eindhoven, Hewlett Packard Enterprise Labs Belgium y Argotech a.s. de la República Checa. Proyectos como SpikeHERO se basan y refuerzan las capacidades y la infraestructura establecidas a través de Research Fab Microelectronics Germany (FMD). También contribuyen a la línea piloto APECS para el embalaje avanzado y la integración heterogénea de componentes y sistemas electrónicos, implementada por FMD como parte de la Ley de Chips de la UE. El objetivo: impulsar la innovación en chiplets y avanzar en la investigación y la fabricación de semiconductores europeos a largo plazo.
