.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
Tehnologiile generice esenţiale, un studiu de caz: nanoelectronica
În primele articole legate de „tehnologiile generice esenţiale” (Key Enabling Technologies, KET) am subliniat importanţa acordată acestora în proiectul de program european „Orizont 2020”. Prezentul articol este dedicat unei tehnologii KET mature, dar care cunoaşte în acelaşi timp o dezvoltare accelerată: nanoelectronica.
O industrie fascinantă: nanoelectronica
Industria de semiconductori, incluzând micro- şi nanoelectronica, este dominată de tehnologia siliciului (siliciul fiind materia primă de bază). Se folosesc plachete de siliciu care sunt procesate pe loturi. Fiecare plachetă conţine sute – mii de dispozitive semiconductoare sau de circuite integrate (CI). Placheta se decupează mecanic în structuri (cip-uri), fiecare conţinând un CI, iar structurile se montează într-o capsulă, devenind o componentă a unui sistem electronic. Evoluţia a mers pe două direcţii. Plachetele au devenit din ce în ce mai mari (ajungând la diametrul de 300 de mm), în timp ce dispozitivele electronice care intră în circuitele integrate au devenit tot mai mici, făcând ca circuitele integrate să fie tot mai complexe (în particular procesoarele au devenit tot mai puternice, iar memoriile au avut o capacitate din ce în ce mai mare). Această miniaturizare a dispozitivelor în cadrul tehnologiei siliciului a fost posibilă datorită „scalării” (reducerii la scară) fără a afecta negativ performanţele (dimpotrivă!). Trecerea de la microelectronică la nanoelectronică reflectă faptul că cele mai mici dimensiuni constructive ale dispozitivelor electronice au trecut din domeniul micrometrilor în cel al nanometrilor. Miniaturizarea a făcut ca raportul performanţe/preţ la nivelul cip-ului să crească, dar investiţiile pentru realizarea unei fabrici au crescut până la nivelul de 10 miliarde USD.
Investiţiile mari reprezintă una dintre caracteristicile tehnologiilor generice esenţiale (KET). Dar micro- şi nanoelectronica ilustrează foarte bine şi celelalte caracteristici ale KET: un mare efort de cercetare-dezvoltare (CD), cicluri de ino-vare scurte şi forţă de muncă de înaltă calificare. Micro-nanoelectronica are o foaie de parcurs (road map) care prevede miniaturizarea continuă (cu creşterea exponenţială în timp a complexităţii), dar lucrurile nu sunt aşa de simple, pentru că trebuie folosite noi materiale (pe lângă siliciu), dezvoltate noi tehnologii şi create noi echipamente. A „ţine pasul” cu competiţia globală înseamnă deci mult mai mult decât a construi o fabrică costisitoare.
Nanoelectronica în Europa
Situaţia domeniului în Europa a fost dezbătută recent la SEMI Brussels Forum (22 mai 2012). Dezbaterea a antrenat companii, unităţi de cercetare, autorităţi publice la nivel naţional şi regional, Comisia Europeană. S-a reamintit faptul îngrijorător al scăderii continue în ultimii ani a „cotei de piaţă” a industriei europene de profil (până la 6-7%). Dezbaterea SEMI menţionată mai sus (http://www.semi.org/eu/BrusselsForum) a ilustrat în mod pregnant solicitarea companiilor legată de sprijinul care îl aşteaptă de la guverne şi de la Comisia Europeană (investiţii, reduceri de taxe), pentru a putea face faţă concurenţei. În prezent, speranţele pe plan european sunt legate de interesul pentru KET, dar şi de concurenţa fondurilor publice provenite din diverse surse (de exemplu, din dezvoltarea regională bazată pe fondurile structurale, dar şi din programele naţionale de cercetare-dezvoltare). Din nefericire, actualele „reguli ale jocului”, cu restricţiile legate de „ajutorul industrial” şi de dirijarea fondurilor structurale spre zonele mai slab dezvoltate, împiedică concentrarea resurselor şi menţinerea competitivităţii. (Asia, preferata investitorilor, nu este încorsetată de astfel de reglementări „echitabile”.)
Nanoelectronica în context industrial
Industria de semiconductori (de „componente”) se sprijină pe industria de materiale şi echipamente specifice şi susţine, la rândul ei, industria de „sisteme” electronice (tehnică de calcul, telecomunicaţii etc.). Figura 1 ilustrează dimensiunea relativă a acestor industrii, dar şi direcţia de progres (de la echipamente spre industria de semiconductori şi, de aici, la fabricaţia de sisteme).
 Figura 1 |
Europa este lider mondial al industriei de materiale şi echipamente pentru nanoelectronică (cu firma ASML pe primul loc în lume în fabricaţia de echipamente), dar „pierderea de viteză” a industriei de nanoelectronică (semiconductori) este îngrijorătoare, deoarece afectează capacitatea de inovare în industria de sisteme (care cuprinde şi produsele de consum, extrem de diversificate, subiectul unei aprige concurenţe).
La 5 iunie 2012, pe site-ul marketwatch.ro a apărut ştirea ( http://www.marketwatch.ro/articol/10973/Intel_lanseaza_in_Romania_cea_de-a_treia_generatie_a_procesoarelor_Intel_Core/): „Intel Corporation a lansat astăzi pe piaţa locală cea de-a treia generaţie a familiei de procesoare Intel® Core™, pentru sisteme Ultrabook, desktop şi mobile. Noile procesoare sunt deja disponibile în produsele şi ofertele partenerilor locali şi internaţionali: Acer*, Altex*, Asus*, Dell*, eMAG*, eta-2u*, Fujitsu*, GIGABYTE*, Hewlett Packard*, Lenovo*, Maguay*, PC Garage*, Sony* şi Toshiba*. Compania a anunţat că la nivel mondial, mai mult de 35 de noi design-uri de Ultrabook sunt disponibile începând de astăzi sau în maxim 30 de zile. În total, vor fi dezvoltate peste 115 design-uri de Ultrabook. Folosind cea de-a treia generaţie de procesoare Intel® Core™ şi utilizând tranzistori pe 22nm 3D, noile modele de Ultrabook sunt mai rapide, au un design deosebit şi oferă noi capabilităţi de securitate.”
Informaţia ilustrează faptul că o nouă generaţie de „componente” (aici – procesoare) duce la creşterea performanţelor din sisteme electronice (noi produse lansate). Intel, SUA, (menţionat mai sus) este cea mai importantă companie din lume din categoria IDM (Integrated Device Manufacturing). Şi Europa are astfel de companii, dar în acestea numărul locurilor de muncă a scăzut cu 20% (2006-2010), în timp ce în industria de echipamente locurile de muncă au crescut cu 20%.
 |
Absenţa fabricilor de nanoelectronică ar putea fi parţial contracarată de către aşa-numitele „fabless companies” (firme „fără fabrică”), care proiectează componente (circuite electronice integrate), urmând ca acestea să fie fabricate în „silicon foundries” (turnătorii în siliciu). Acestea din urmă pun la dispoziţia beneficiarilor (fabless) un set de reguli de proiectare pentru fiecare tehnologie de care dispun. Interacţiunea este ilustrată în Figura 2a. În Europa, în companiile „fabless” s-a ajuns la o creştere cu 50% a numărului de locuri de muncă în aceeaşi perioadă (2006-2010) (Sursa: Luc Van den hove (IMEC) „Nanoelectronics – key for Europe’s growth”, 6th SEMI Brussels Forum) .
Această schemă de specializare şi colaborare tinde însă să se erodeze din cauza progresului tehnologic rapid, fenomen ilustrat de către Figura 2b. Procesul de inovare cuprinde simultan tehnologia şi dispozitivele, „cărămizile” de construcţie ale circuitului integrat, ca urmare progresul ar trebui concentrat în mari companii de tip IDM, în care atât cercetarea, cât şi dezvoltarea sunt „captive”.
Un model mai atractiv este acela în care numai dezvoltarea tehnologică este „captivă” (integrată în compania care asigură fabricaţia), dar cercetarea ştiinţifică (precompetitivă) se desfăşoară într-un mediu deschis, într-un „ecosistem” format din universităţi, centre de cercetare, companii (Luc Van den hove, lucr. cit.). Această abordare este de preferat, datorită creşterii complexităţii şi costurilor asociate cercetării. Într-un ecosistem investesc nu numai companiile, ci şi statul. Cu aceasta ne întoarcem la doleanţele companiilor europene, exprimate recent în cadrul SEMI Forum (v. mai sus). Europenii nu pot decât să invidieze „ecosisteme” cum sunt cele din Hinschu Science Park (Taiwan). Experienţa taiwaneză uimeşte prin amploare şi dinamism, dar acesta este un alt subiect, care merită o prezentare separată.
Parerea ta conteaza: 
UE accelerează inovarea. Ce face România?
