La empresa suiza Luxtelligence S.A. de Lausana ha entrado en el exclusivo club de los proveedores más innovadores de la Agencia Espacial Europea (ESA) tras recibir el prestigioso premio ESA Innovation Award en la feria Space Tech Expo Europe 2025 en Bremen el 20 de noviembre de 2025. Se trata de un reconocimiento que subraya cuán importante es para la industria espacial europea desarrollar nuevos y avanzados chips fotónicos capaces de responder a la explosión del tráfico de datos – desde ordenadores cuánticos hasta sistemas de comunicación por satélite.

El premio es parte de un programa más amplio de evaluación de proveedores de la ESA, en cuyo marco la Agencia premia cada año a empresas que elevan el listón en términos de calidad, fiabilidad e innovación. Junto a Luxtelligence, que recogió el premio a la innovación, este año también fueron destacadas las empresas OHB de Alemania y Huld de Finlandia, con lo que la ESA envía un mensaje claro de que sin socios industriales de primer nivel no hay una Europa segura y competitiva en el espacio.

Qué representa el ESA Innovation Award

El ESA Innovation Award es parte de un sistema de premios que la Agencia otorga a proveedores basándose en la cooperación de varios años, resultados en proyectos y contribuciones a toda la comunidad espacial europea. Dentro de este sistema se otorgan, entre otros, premios a la excelencia (Excellence Award) y a la innovación (Innovation Award). Mientras que el premio a la excelencia destaca la calidad constante de las entregas y la gestión de grandes programas, el premio a la innovación se centra en empresas que desarrollan tecnologías que pueden cambiar las reglas del juego.

La ceremonia de este año se celebró en el stand de la ESA en la feria Space Tech Expo Europe 2025 en Bremen, uno de los eventos europeos clave dedicados a la industria espacial y tecnologías afines. Precisamente en ese entorno, Luxtelligence fue destacada como un ejemplo de cómo la investigación fundamental de muchos años puede transformarse en productos concretos listos para el mercado – y ello en el campo de la fotónica integrada, que es hoy uno de los pilares estratégicos de los sistemas de comunicación avanzados.

El premio fue entregado en nombre de la ESA por Britta Schade, jefa del Departamento de Garantía de Producto y Seguridad, quien subrayó que el Innovation Award no se otorga solo por un éxito individual, sino por un enfoque integral de la innovación. En el caso de Luxtelligence, esto significa la eliminación sistemática de obstáculos clave que durante años frenaron la aplicación más amplia de circuitos fotónicos avanzados en misiones espaciales – ante todo problemas con el ajuste (sintonizabilidad), valores límite de voltaje y potencia, así como requisitos para la producción industrial.

Luxtelligence: de la EPFL a la primera plataforma europea de este tipo

Luxtelligence S.A. surgió del entorno de investigación de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), una de las instituciones europeas líderes en el campo de la fotónica y las tecnologías cuánticas. El equipo reunido alrededor del laboratorio de fotónica integrada trabajó durante años en cómo transformar materiales ferroeléctricos de capa fina – principalmente niobato de litio (LiNbO₃) y tantalato de litio (LiTaO₃) – en chips optoelectrónicos listos para una producción más masiva.

A diferencia de las plataformas fotónicas clásicas de silicio, las películas delgadas ferroeléctricas permiten una modulación de luz extremadamente rápida con menores pérdidas y voltajes de accionamiento más bajos. Tal combinación de propiedades es ideal para las necesidades de centros de datos, redes de telecomunicaciones de nueva generación, comunicaciones cuánticas, pero también para aplicaciones espaciales exigentes donde cada vatio de potencia y cada gramo de masa juegan un papel decisivo.

Luxtelligence es la primera empresa europea que ofrece comercialmente circuitos integrados fotónicos optoelectrónicos basados en materiales ferroeléctricos de capa fina y aspira a superar el estándar existente de la fotónica de silicio. La empresa se posiciona como un proveedor especializado de chips de niobato de litio y tantalato de litio de capa fina, con un enfoque en un ancho de banda muy amplio, bajas pérdidas y estabilidad en condiciones de funcionamiento exigentes.

Aunque investigaciones y producciones piloto similares en el campo de chips fotónicos avanzados se llevan a cabo en los Estados Unidos de América y China, Luxtelligence está entre las primeras en Europa en convertir esa tecnología en productos maduros destinados a usuarios industriales. Para ello se apoya en un fuerte equipo multidisciplinario en el que participan expertos en fotónica, electrónica, tecnologías cuánticas, materiales e ingeniería industrial.

Por qué las comunicaciones ópticas son una cuestión estratégica

La comunicación óptica, ya sea a través de fibras ópticas o espacio libre, se ha convertido en una infraestructura clave para la sociedad digital moderna. A medida que crece la demanda de transmisión de datos – impulsada por la expansión del 5G y futuras redes 6G, servicios en la nube, inteligencia artificial y computación cuántica – también crece la presión sobre las redes de telecomunicaciones y de datos existentes.

En las comunicaciones terrestres, la transición de líneas de cobre a fibras ópticas ya ha permitido un crecimiento exponencial de la capacidad, pero todas esas redes en segundo plano necesitan chips optoelectrónicos compactos, eficientes y escalables que conviertan la señal luminosa en eléctrica y viceversa. La optoelectrónica basada en chips, como la que desarrolla Luxtelligence, es el corazón de tales sistemas: moduladores, amplificadores y otros bloques fotónicos que determinan cuántos datos podemos transmitir por un canal y con qué consumo de energía.

Cuando a esto se añaden las aplicaciones espaciales – redes de banda ancha por satélite, enlaces ópticos entre satélites, comunicación satélite-tierra y futuras redes de comunicación cuántica – queda claro por qué la ESA considera las comunicaciones ópticas un área estratégica. La comunicación óptica en espacio libre (Free-Space Optical, FSO), es decir, la transmisión de un haz de luz a través de la atmósfera o el vacío, permite altas velocidades de transmisión sin necesidad de antenas de radiofrecuencia pesadas y complejas.

La tecnología que desarrolla Luxtelligence apunta directamente a tales escenarios. Sus chips podrían convertirse en el núcleo de futuros terminales ópticos para satélites, estaciones terrestres y enlaces entre satélites, donde es importante lograr velocidades máximas con un consumo de energía mínimo, alta resistencia a la radiación y funcionamiento fiable durante años en órbita.

Resolviendo cuellos de botella clave en la fotónica integrada

La fotónica integrada ha tenido fama durante una década como tecnología del futuro, pero su introducción completa en sistemas espaciales ha sido frenada por varios problemas muy concretos. El primero es la sintonizabilidad – la posibilidad de ajustar finamente las propiedades de componentes como resonadores y láseres para compensar tolerancias de fabricación y cambios en el funcionamiento. El segundo es el problema de los valores límite de voltaje y potencia, dado que los altos voltajes de accionamiento dificultan la integración con la electrónica existente y aumentan el consumo de energía. El tercer desafío es la manufacturabilidad industrial misma: cómo convertir procesos de laboratorio en una producción en serie fiable.

Luxtelligence, con el apoyo de los programas Discovery y NAVISP Element 1 de la ESA, ha desarrollado una plataforma tecnológica que aborda los tres problemas simultáneamente. Su proceso de producción se basa en la microestructuración precisa de materiales ferroeléctricos de capa fina, logrando guías de onda de luz extremadamente suaves y pérdidas ópticas muy bajas. Esto abre espacio para moduladores que funcionan a velocidades más altas, a voltajes más bajos y con menos calentamiento.

Según las demostraciones hasta ahora, los chips de la empresa Luxtelligence alcanzan velocidades de transmisión del orden de cientos de gigabits por segundo por canal individual, habiéndose mostrado una transmisión cercana a 400 Gb/s, aproximadamente cuatro veces más rápida que las soluciones típicas basadas en fotónica de silicio. Tales resultados indican que las futuras generaciones de chips podrían permitir incluso terabits por segundo por enlace óptico individual, lo que está directamente en línea con las necesidades de centros de datos y megaconstelaciones de satélites.

Una ventaja adicional es que Luxtelligence desarrolla e industrializa su tecnología en instalaciones de producción europeas. En lugar de depender de proveedores de fuera del continente, la ESA y la industria europea obtienen una fuente nacional de componentes clave para futuros sistemas de comunicación, reduciendo así el riesgo geopolítico y fortaleciendo la soberanía tecnológica de Europa.

Tres actividades de la ESA que abrieron el camino al premio

En la justificación del premio, la ESA destaca especialmente cinco proyectos del campo de la fotónica, de los cuales tres fueron financiados a través de los programas Discovery y NAVISP Element 1 y están directamente relacionados con el trabajo de Luxtelligence. Estas investigaciones tenían como objetivo eliminar obstáculos técnicos concretos que hasta ahora impedían la introducción de circuitos integrados fotónicos avanzados en misiones espaciales.

Niobato de litio de alta densidad para moduladores de bajo voltaje

La primera actividad, titulada “High density Lithium Niobate integrated photonic circuits for high-speed low-voltage modulators”, está enfocada en el desarrollo de una plataforma fotónica altamente integrada a base de niobato de litio de capa fina. El objetivo clave fue transferir el proceso de nanofabricación de laboratorio de la EPFL – incluyendo tecnología específica de recubrimiento como “diamond-like carbon” (DLC) – a un entorno industrial gestionado por Luxtelligence.

Durante el proyecto de 18 meses, se desarrolló un conjunto de bloques de construcción fundamentales (process design kit, PDK) que incluyen moduladores de alta velocidad con bajo voltaje de accionamiento, guías de onda, resonadores y otros componentes necesarios para circuitos fotónicos más complejos. Con ello se sentaron las bases para la primera plataforma comercial europea de este tipo, disponible también para usuarios externos que deseen desarrollar sus propios chips en niobato de litio.

Amplificadores fotónicos dopados con erbio en chip

La segunda actividad, “Erbium-doped photonic integrated circuit-based amplifier”, fue desarrollada en colaboración con la empresa DEEPLIGHT y se centró en la construcción de un amplificador óptico en un chip lo suficientemente compacto y robusto para condiciones espaciales, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento comparable a los sistemas terrestres. El erbio es conocido desde hace mucho como un elemento clave en amplificadores ópticos para longitudes de onda de telecomunicaciones alrededor de 1550 nm, pero el desafío era integrarlo en una plataforma fotónica en niobato de litio de capa fina.

El proyecto mostró que con las mismas técnicas de fabricación que Luxtelligence utiliza en su fábrica se pueden fabricar también amplificadores en un chip, listos para la calificación en misiones espaciales. Tal enfoque abre la posibilidad de construir cadenas ópticas completamente integradas – desde moduladores hasta amplificadores – en una sola plataforma monolítica, lo que simplifica el diseño del sistema, reduce la masa y aumenta la fiabilidad.

Película delgada de tantalato de litio: el siguiente paso en el desarrollo de la plataforma

La tercera actividad de la ESA, todavía activa, “Thin-film Lithium Tantalate on Insulator Photonics”, explora el uso de tantalato de litio (LiTaO₃) como material complementario al niobato de litio. El tantalato de litio comparte muchas propiedades útiles del niobato de litio – como un fuerte efecto electroóptico – pero ofrece también beneficios adicionales, por ejemplo en términos de ensanchamiento de frecuencia, resistencia a altas temperaturas o estabilidad de ciertos parámetros ópticos.

Luxtelligence aplica en el marco de este proyecto su tecnología existente de grabado y procesamiento a la nueva plataforma, con el objetivo de lograr pérdidas ópticas ultrabajas y resonadores de muy alta calidad en tantalato de litio. Si se logran estos objetivos, se abrirá la puerta a una nueva generación de fuentes de luz integradas y peines de frecuencia que podrían jugar un papel importante en comunicaciones cuánticas, mediciones precisas y sistemas de navegación avanzados.

De la investigación fundamental al éxito industrial

El premio ESA Innovation Award para Luxtelligence llega en un año en el que la Agencia marca medio siglo de sus actividades fundamentales de investigación y desarrollo. Los programas de investigación básica, que comenzaron ya durante la década de 1970, fueron diseñados precisamente para estar listos para el momento en que las nuevas tecnologías maduren para su aplicación práctica. Desde esa perspectiva, la historia de Luxtelligence es un ejemplo de cómo las inversiones a largo plazo en fotónica fundamental, tecnologías cuánticas y nuevos materiales pueden transformarse en una plataforma industrial concreta.

En mayo de 2025 se celebró en Florencia la conmemoración de los 50 años de investigación básica de la ESA, donde se reunieron los arquitectos de las misiones más exitosas de la ESA y empresarios que hoy construyen la futura infraestructura espacial. Luxtelligence está entre las empresas que en tal entorno muestran cómo los resultados de experimentos de laboratorio pasan al mundo industrial – y ello precisamente en un momento en que Europa presta cada vez más atención a la soberanía en tecnologías críticas.

Para la ESA y sus socios, este ejemplo de éxito es confirmación de que los programas Discovery y NAVISP Element 1 juegan un papel clave en la conexión de instituciones de investigación e industria. Al financiar ideas más arriesgadas pero potencialmente revolucionarias en fases tempranas de desarrollo, la Agencia da la oportunidad a empresas como Luxtelligence de demostrar tecnologías que de otro modo permanecerían encerradas en laboratorios o se irían fuera de Europa.

Implicaciones para futuras misiones y la industria

Las tecnologías que desarrolla Luxtelligence tienen implicaciones inmediatas para una serie de futuras misiones y proyectos comerciales. A corto plazo, los chips fotónicos a base de niobato de litio y tantalato de litio podrían encontrarse en terminales ópticos para satélites que proporcionan internet de banda ancha, en enlaces entre satélites para el intercambio de grandes cantidades de datos y en demostradores experimentales de comunicación cuántica.

A medio plazo, a medida que los productos se estandaricen más y bajen los costes de producción, las mismas plataformas podrían expandirse también a centros de datos en la Tierra. Los moduladores de alta velocidad y bajo voltaje y los amplificadores integrados podrían reducir el consumo de energía en equipos de red, lo cual es especialmente importante en el contexto del crecimiento constante del consumo de electricidad debido a la digitalización y la inteligencia artificial. Así, los chips optoelectrónicos del dominio espacial se convierten en parte de una tendencia más amplia de infraestructura digital “más verde” y más eficiente.

A largo plazo, la fotónica integrada en películas delgadas ferroeléctricas podría convertirse en el cimiento de toda una nueva generación de sistemas cuánticos y espaciales. Peines de frecuencia precisos, fuentes láser integradas, sensores ultrasensibles y plataformas de comunicación cuántica compactas son solo algunas de las direcciones en las que esta tecnología puede desarrollarse. El premio ESA Innovation Award es una señal de que la comunidad espacial europea ya cuenta con tales posibilidades y da un impulso para que ese desarrollo tenga lugar dentro de Europa.

Luxtelligence, como empresa relativamente joven que se desarrolló sobre la base de la excelencia académica y el apoyo estratégico de la ESA, muestra que la transición de la idea al producto industrial es posible también en nichos de alta tecnología exigentes. Para la industria espacial europea es una señal alentadora de que el continente puede mantener y aumentar su papel en la carrera global por sistemas de comunicación más rápidos, seguros y sostenibles – en la Tierra y en el espacio.