Photonic Devices Integrados para Performance e Baixo Consumo

Fotónica integrada como infraestrutura tecnológica europeia

O tópico HORIZON-CL4-2027-05-DIGITAL-EMERGING-03 financia investigação aplicada em dispositivos e circuitos fotónicos integrados de alta performance, focada em ganhos de funcionalidade, eficiência e integração. A fotónica integrada é a tecnologia de fundo de várias frentes críticas para a competitividade industrial europeia, desde comunicação ótica de alta capacidade a sensorização médica, computação ótica, deteção em automóvel, defesa e processamento de IA. A Comissão entendeu que o atraso europeu em PIC (photonic integrated circuits) é vulnerabilidade estratégica e este tópico é uma das principais respostas de financiamento para 2027.

O tópico opera sob o quadro da Photonics Partnership, parceria europeia co-programada que articula a Comissão com a indústria fotónica europeia. A dotação de 25 milhões para 2027 distribui-se por seis grants de 3 a 5 milhões cada, em formato HORIZON-RIA com cost model lump sum. Os projetos devem partir de TRL 3 e chegar a TRL 6 no final, demonstrando o avanço em configurações representativas de sistema com aplicabilidade real validada.

A natureza RIA marca a profundidade do trabalho: não é desenvolvimento incremental de produto, é avanço em capacidade tecnológica fundamental. Os consórcios competitivos são tipicamente formados por universidades de investigação com clean rooms de fotónica, RTOs com capacidade de prototipagem e empresas industriais que integrem a tecnologia em casos de uso reais.

Necessidades que este instrumento resolve

Este tópico financia investigação aplicada de profundidade, não desenvolvimento comercial de equipamento. Os beneficiários são organizações com capacidade de I&D fotónica avançada e o instrumento é o veículo para que essa capacidade gere resultados materializáveis em produtos europeus.

• I&D e ciência: a essência do tópico. Financia o salto de TRL 3 a TRL 6 em integração de novos materiais fotónicos (thin-film LiNbO3, BTO, grafeno, carbeto de silício, materiais phase-change, TMDCs), em circuitos multi-camada e chiplets, em integração eletrónica-fotónica heterogénea. Os projetos produzem capacidade tecnológica nova, validada em configurações representativas, com publicações científicas e propriedade intelectual.
• Digitalização e IA: a fotónica integrada é cada vez mais a infraestrutura física que permite os ganhos de IA, computação ótica e comunicação de alta largura de banda. O tópico apoia avanços que reduzem o consumo energético de sistemas eletro-óticos em aplicações de comunicação, computação, sensorização e processamento de dados de IA. É portanto também instrumento de financiamento das próximas camadas de capacidade computacional europeia.

Avanços técnicos esperados

A call exige que cada proposta aborde pelo menos dois dos quatro eixos técnicos definidos, evitando projetos com foco demasiado estreito num único parâmetro. Os eixos são distintos e exigem capacidades laboratoriais e expertise diferentes.

• Performance espectral e ruído: melhoria da pureza espectral, cobertura de comprimentos de onda, potência de saída e características de ruído dos dispositivos integrados. Aplicações típicas em comunicação coerente, sensorização química, espectroscopia.
• Velocidade de modulação e novos materiais: aumento das velocidades de modulação e deteção para lá das plataformas atuais de PIC, capacidades de processamento de sinal melhoradas, integração de thin-film LiNbO3, BTO, grafeno, carbeto de silício, phase-change materials e TMDCs.
• Miniaturização e integração: circuitos fotónicos miniaturizados de alta complexidade (multi-camada, chiplets, múltiplos elementos funcionais integrados), interconexões escaláveis e integração eletrónica-fotónica (co-packaged, heterogénea ou monolítica).
• Redução de consumo energético: melhor conversão elétrica-ótica, perdas óticas reduzidas, dispositivos operáveis a temperaturas mais altas para reduzir requisitos de arrefecimento, controlo e atuação de baixo consumo.

Para além do trabalho ao nível do dispositivo, os projetos devem demonstrar impacto ao nível de sistema, com avanços validados em configurações relevantes para um ou mais domínios de aplicação. Esta exigência transversal força a inclusão de end-users industriais nos consórcios.

Dimensão dos grants e modelo de custos

A escala média dos grants (3 a 5 milhões) e a duração tipo de quatro anos enquadram o tópico no perfil de RIA de média dimensão. O modelo lump sum simplifica o reporting mas obriga a um planeamento rigoroso de work packages e milestones na fase de proposta. Os entregáveis têm de ser claros, mensuráveis e amarrados a TRL específicos.

Países elegíveis e restrição estratégica

A elegibilidade para esta call é mais restrita do que o standard do Horizonte Europa. Por razões de proteção dos interesses estratégicos da União, participam apenas entidades estabelecidas em Estados-Membros, Islândia, Noruega, países associados ao Horizonte Europa, países OCDE e países MERCOSUL. Adicionalmente, entidades estabelecidas em país elegível mas direta ou indiretamente controladas por país ou entidade não-elegível ficam excluídas, sem possibilidade de garantias mitigantes neste tópico.

Que entidades portuguesas se posicionam

Portugal tem uma capacidade fotónica concentrada em poucos polos, mas com track record consolidado em projetos europeus. O INESC TEC, o INL (Laboratório Ibérico Internacional de Nanotecnologia), o IT (Instituto de Telecomunicações), o INESC MN e o CeFEMA do IST estão entre os atores nacionais com pipeline fotónico e expertise relevante para este tópico. A FCT-NOVA e a Universidade do Porto têm grupos com produção científica em integração fotónica e materiais avançados.

No tecido empresarial, empresas como a Hovione (sensorização), a Bosch Car Multimedia, a Critical Software e startups de deep tech em fotónica e sensorização são candidatos naturais a integrar consórcios. Para empresas portuguesas, o caminho competitivo é tipicamente integrar consórcios liderados por instituições europeias com maior dimensão fotónica (IMEC, Fraunhofer, CEA-Leti), trazendo casos de uso industrial diferenciadores ou capacidade de teste em ambiente operacional.

Como será pontuada a proposta

A avaliação segue o modelo RIA do Horizonte Europa, com três critérios: excelência, impacto e implementação. Os reviewers são habitualmente especialistas com produção académica e industrial em fotónica integrada, o que eleva a fasquia técnica.

• Excelência: ambição técnica relativamente ao estado da arte, validade da abordagem científica, originalidade dos materiais ou arquiteturas propostas, escolha justificada dos dois ou mais eixos técnicos abordados. Propostas que cubram apenas um eixo são inelegíveis.
• Impacto: demonstração credível de avanço de TRL com aplicabilidade real, plano de exploração industrial dos resultados, contributos para reforço da competitividade fotónica europeia, alinhamento com a Photonics Partnership e com prioridades estratégicas da UE em autonomia tecnológica.
• Implementação: capacidade técnica do consórcio (clean rooms, equipamento de caracterização, capacidade de fabricação), balanço entre I&D académica e tração industrial, plano de gestão de risco técnico, work plan e milestones por work package.

O que recomendamos

Seis grants no universo elegível europeu significa competição feroz. A fotónica é dominada por grandes RTOs (IMEC, Fraunhofer, CEA-Leti, VTT, TNO) que historicamente lideram propostas e por consórcios industriais com STMicroelectronics, ASML, Bosch ou Nokia como integradores de sistema. Para entidades portuguesas, há três caminhos competitivos distintos.

Primeiro, para instituições de I&D com infraestrutura fotónica (INL, INESC TEC, IT, INESC MN), o caminho mais realista é entrar como parceiro nuclear de um consórcio liderado por um grande RTO europeu, com contributo identificável em material ou subsistema diferenciador. Este posicionamento exige relacionamento prévio, presença em redes (Photonics21, EPIC) e proposta técnica clara.

Segundo, para empresas portuguesas com aplicações em ambiente industrial real (sensorização, comunicação, deteção automóvel), o caminho é integrar consórcios como end-user com caso de uso validável. O valor diferenciador é a capacidade de demonstrar a tecnologia em condições reais, não em laboratório isolado. Propostas com pelo menos um end-user industrial competitivo na cadeia europeia recebem bonificação no impacto.

Terceiro, para startups fotónicas portuguesas com tecnologia patenteada e capacidade de prototipagem (ainda que reduzida em escala), o caminho é integrar consórcios oferecendo dispositivos ou componentes novos que respondam aos eixos técnicos da call. A entrada de startups é valorizada pelo perfil RIA da call, desde que tragam capacidade técnica real e não apenas potencial comercial.

A preparação tem de começar pelo menos seis meses antes do deadline. A definição de consórcio, repartição de work packages, alinhamento técnico entre partners e teste interno do work plan exigem trabalho continuado. Estamos disponíveis para apoiar a triagem competitiva da proposta, o desenho do work plan e a estruturação do plano de exploração.