Revista >> Aprilie-Mai 2012 [Nr. 144] >> Cercetare

Europa mizează pe Tehnologiile generice esenţiale

Acad. Dan Dascalu

17 Aprilie 2012

În concepţia „Orizont 2020”, noul plan de cercetare, dezvoltare şi inovare al Uniunii Europene, competitivitatea industrială nu poate fi asigurată decât pe baza Tehnologiilor generice esenţiale (Key Enabling Technologies, KET). Dezvoltarea şi aplicarea acestora trebuie făcută printr-o concentrare şi specializare a eforturilor pe plan european. „Orizont 2020” listează următoarele KET: Nanotehnologie; Micro- şi nanoelectronică (incluzând semiconductorii); Biotehnologii industriale; Fotonică; Materiale avansate; Tehnologii avansate de fabricaţie. Aceste tehnologii generice sunt în stadii diferite de maturitate, iar competitivitatea Europei într-un domeniu sau altul este diferită. Un studiu recent, NANOPROSPECT (www.imt.ro/NANOPROSPECT) a demostrat că România are competenţe în nanotehnologie, nanoelectronică, fotonică ş.a., deci ţara noastră ar putea fi interesată de colaborarea în KET. În prezent se derulează o activitate de prospectare a CE, în colaborare cu Ministerul Economiei (MECMA).

Pe 27 martie 2012, în amfiteatrul Bibliotecii Academiei Române, a avut loc Masa Rotundă dedicată KET. Au luat cuvântul reprezentanţi ai Ministerului Economiei, Comerţului şi Mediului de Afaceri, ai Autorităţii Naţionale pentru Cercetarea Ştiinţifică, INCD-Microtehnologie, INCD-MNR, Infineon Technologies România, Honeywell România. Examinand evoluţiile europene, s-a ajuns la concluzia că potenţialul identificat în cadrul proiectului „Nanotehnologiile în România: un studiu prospectiv” (NANOPROSPECT), ca şi prezenţa în ţara noastră a unor companii multinaţionale este de bun augur pentru dezvoltarea unor tehnologii din categoria KET. Pentru informaţii detaliate, la adresa http://www.imt.ro/NANOPROSPECT/databases-advanced-search/ se pot consulta bazele de date publice, care oferă informaţii legate de colective de cercetare, infrastructură experimentală, brevete, produse, tehnologii etc.

Propunerea noului Plan CDI (2014-2020) al UE (în dezbatere) reia ideea că Europa are o cercetare ştiinţifică foarte bună, dar valorificarea acesteia prin tehnologii industriale şi produse cu mare impact pe piaţă se realizează cu dificultate, cu întârziere, afectând profund competitivitatea companiilor europene. De aceea, accentul se pune acum pe inovare, pentru realizarea de noi produse şi tehnologii de fabricaţie. Noua lozincă este aceea de „Europa a inovării”. În această cursă de recuperare a competitivităţii, Tehnologiile generice esenţiale (KET) reprezintă un vehicul esenţial. Studiul (2009 – 2011) care a propulsat KET pe o poziţie specială în cadrul „Orizont 2020” demonstrează însă şi faptul că modelele cele mai performante se găsesc adesea pe alte continente (America, Asia), iar Europa trebuie să recâştige terenul pierdut.

Politica dezvoltării KET

Este explicată cu ajutorul modelului: „podul cu cei trei piloni” peste „valea morţii” (death valley). O astfel de „vale a morţii” desemnează, printre altele, o regiune deşertică în California. Termenul de „vale a morţii” are o rezonanţă dramatică şi prin trimiterea la Psalmul 23 din Biblie. Această formulare se referă în mod curent la traseul dificil din punct de vedere financiar (echivalent cu traversarea unui canion) pe care trebuie să îl parcurgă companiile nou înfiinţate („start-up”-uri), de la momentul în care încep să pună în aplicare ideea unui produs („proof of concept”) şi până când producţia şi vânzările pot să asigure finanţarea firmei. Într-adevăr, există o mare probabilitate ca firma, în pofida eventualului ajutor primit prin “capitalul de risc” sau prin alte scheme de finanţare, să sucombe din cauza cheltuielilor care se acumulează („negative cash flow”) înainte ca acestea să poată fi compensate de veniturile proprii. De remarcat faptul că unele firme supravieţuiesc fiind „cumpărate” de către investitori, fondatorii firmei pierzând practic controlul. Este vorba totuşi de cazuri fericite, în care „conceptul” se materializează în produs.

Studiul KET

În studiul privind KET, europenii folosesc un concept mai general de traversare a „văii morţii” pentru a descrie dificultatea de a transforma rezultatele cercetării într-un produs. De data aceasta nu este vorba în mod special de noile firme („start-up”-uri), iar dificultatea valorificării cercetării nu constă neapărat în lipsa surselor de finanţare, ceea ce se va înţelege din descrierea care urmează. Menţionam de la început că descrierea corespunde „tehnologiilor generice fundamentale”, care ar trebui să asigure productivitatea şi performanţa produsului prin dezvoltarea unor tehnologii radical diferite de cele existente la un moment dat, ceea ce necesită investiţii consistente şi duce la costuri foarte mari ale produsului în faza iniţială.

Ideea este aceea a unui „pod” care asigură transformarea cunoştintelor ştiinţifice în efect economic prin produse vândute pe piaţă. Odată investit în acest pod, „traversarea văii devine mai uşoară”. Acest „pod” are trei secţiuni susţinute de trei „piloni”. Prima secţiune asigură transformarea „ştiinţei” în „tehnologie” şi se sprijină pe „pilonul” denumit „cercetare tehnologică”. Acesta are ca „fundaţie” organizaţiile de cercetare ştiinţifică şi dezvoltare tehnologică, iar cercetarea are loc în „facilităţile tehnologice”.

Facem aici o paranteză, pentru a menţiona o cercetare în curs de desfăşurare în INCD-Microtehnologie (mulţumim dr. Mircea Dragoman), folosind facilităţile IMT-MINAFAB (www.imt.ro/MINAFAB). Figura de mai jos reprezintă un grup de tranzistoare test pe panglici de grafenă cu diferite lăţimi (de la 500 nm la 8 microni).

Poarta este un substrat comun de siliciu dopat. Tranzistoarele au fost testate, funcţionează, măsurătorile sunt în curs de desfăşurare. Insetul reprezinta un ribbon micronic de grafena între doua contacte metalice.

Ce ilustrează acest exemplu? Deşi se foloseşte tehnologia microelectronică şi se exploatează potenţialul unor materiale noi (grafena, un monostrat de atomi de carbon), cercetarea de laborator este încă departe de tehnologiile industriale. Pentru a dezvolta nanoelectronica bazată pe grafenă, se preconizează finanţarea în UE a unui proiect «flagship» de un miliard de euro, cu durată de 10 ani.

Tranzistoare FET realizate pe panglici (ribbons)
de grafena cu poarta pe spatele structurii

Al doilea tronson al „Pilonului” face trecerea de la tehnologie la produs şi se bazează pe pilonul „dezvoltare de produs”, care are ca „fundaţie” consorţiile industriale. Procesul de dezvoltare de produs are loc pe o „linie pilot”. În nanoelectronică, o astfel de linie pilot ar urma să fie finanţată prin ENIAC-JU (parteneriat public privat).