A Microeletrônica no Brasil – História e Perpectivas Raimundo Carlos Silvério Freire LIMC - UFCG Campina Grande, PB

Por que ter uma indústria de semicondutores no Brasil? No mundo, no segmento da microeletrônica, são destinados 230 bilhões de dólares por ano, O Brasil não tem participação como produtor O Brasil consome 2% da produção mundial

Por que ter uma indústria de semicondutores no Brasil? A produção de chips avança 12% por ano Este avanço deve durar, pelo menos, até 2020, somente em CMOS O Brasil tem política industrial e tecnológica para semicondutores As importação mais exportação do Brasil em componentes eletrônicos e elétricos foi de 11,9 bilhões de dólares em 2005

Por que analisar a história da microelectrônica no Brasil? Interesse das pessoas na área. Aprender com os erros do passado.

Acontecimentos Internacionais Importantes Marconi: 1895: Primeiro experimento com transmissão eletromagnética de sinais. 1900: Transmissão de ondas de rádio.

1906: Válvula - Triodo Lee De Forest

Descoberta do transistor bipolar nos laboratórios Bell, 12/1947, Bardeen e Brattain

1958: J. Kilby, Texas Inst., patente de CI, usando processo rudimentar:

Desenvolvimento do processo planar, na Fairchaild, 1958, by J. Hoerni Desenvolvimento de Circuitos Integrados pelo processo planar, na Fairchaild, 1959, por Robert N. Noyce

1960: MOSFET, nos laboratórios Bell, por D. Kahng and M. Atalla

1970 - SRAM 256 Bit, Fairchild

Técnica de Implantação de Ions Proposta em 1954 por W. Shockley Introduzida na Indústria nos anos 1970.

No Brasil: Trabalhos pioneiros Universidades Institutos nacionais Fabricação de dispositivos de silício Materiais III-V e Dispositivos Projetos de CIs Institutos nacionais Indústria SBMicro – 20 anos Atividades recentes.

Trabalhos pioneiros Padre Roberto Laendell de Moura (1861-1928) - Transmissor de ondas eletromagnéticas (luz ou RF), modulada por som. - Aplicações: telégrafo sem fio e telefone. Patente nos EUA: #775,337: “Wireless Telephone”, filed Oct.4, 1901, approved Nov.22, 1904 #775,846: “Wireless Telegraph”, filed Oct.4, 1901, approved Nov.22, 1904 #771,917: “Wave-Transmitter”, filed Feb.9, 1903, approved Oct.11, 1904. Landell de Moura ficou nos EUA, de 1901 a 1904, para obter as patentes.

Primeiras atividades com semicondutores: anos 50 e 60. anos 1950: IBRAPE (Philips) 1953 – Grupo de semicondutores no ITA 1966 – Philco: fabricação de diodos e transistores.

Universidades Laboratórios de Microeletrônica.

LME/EPUSP: 70 – 80. Prof. Richard Anderson. 1971: 1os Dispositivos: diodos, transistores, portas ECL. 1973: Metal gate nMOS technology and IC’s, (E. Charry R) 1973: Ion Implanter, (Joel P. de Souza) 1974: Diode and BJT “technology transfer” to Transit. 1975 and 1978: Design of fabrication of nMOS ROM, of 512 e 2048 bits respectively. 1978 and 1987: metal-gate and poly-gate E/D nMOS technologies. 1979, 1987, 1988: 3 CMOS technologies. 1981: CCD technology Hybrid thin film MIC RF technology and circuits “Simpósio Brasileiro de Microeletrônica”, 1981 to 85.

ROM 2 k Bit, 1978

Poly gate BCCD, 1981

LED (CCS) na UNICAMP: 1974 – C. I. Z. Mammana Desenvolvimento de Ferramenta de Processos: Fornos Térmicos CVD system Plasma Etching Step and repeat for mask making Desenvolvimento de Processos Tecnológicos: nMOS, BJT, I2L. “Workshop Brasileiro de Mcroeletrônica”: 1979, 80, 81 e 83. Mais recentemente: CMOS, MEMS, RF MIC. Cursos de fabricação de dispositivos MOS.

LSI na EPUSP: 1975 – João A. Zuffo Desenvolvimento de Processo de Fabricação LSI na EPUSP: 1975 – João A. Zuffo LME na UFRGS: 1981 – Joel P. de Souza UFPE LPD – Lab. de Pesquisa em Dispositivos na IFGW/UNICAMP:

Outros Labaratórios III-V IF at USP, S.Paulo IF at USP, S. Carlos DF at UFMG CETUC at PUC-RJ

Laboratórios de Projetos e Ferramentas de CAD ITA UFRJ EFEI UFMG (DC e EE) UnB (DC e EE) UFBA UFPE UFCG UFRN UFMA UFPA UFRGS (EE e Informática) UFSM UFPel PUC-RS UFSC CEFET-PR EPUSP (LSI & LME) FEI UNICAMP (FEEC & IC) EESC-USP UNESP (IS, B, G, SJRP) Em torno de 28 grupos

Institutos Nacionais de Semiconductors CPqD – Campinas, SP CenPRA (former CTI) – Campinas, SP LNLS – Campinas, SP INPE – São José dos Campos, SP CEITEC – Porto Alegre, RS CTPIM – Manuas, AM.

Indústrias de SC Transit Aegis Itaucom SID Microeletrônica Heliodinâmica Microcircuitos ASA Politronic INEPAR Tecnowatt AsGa Microeletrônica ABC Autrônica Autelcom Multitel Microeletrônica Disp. Semic.Discretos– DSD Cromatek Indústrias de SC Philco > Philco/RCA Icotron Semikron Texas Instruments Fairchild Philips Sanyo Rhom IDEA! Sistemas Eletrônicos Ltda Vertice Sist Integrados Quick Chip Elebra Microeletrônica

SBMicro Sociedade Brasileira da Microeletrônica Eventos Preliminares em Microeletrônica: “Brazilian Microelectronics Workshop”: 1979, 80, 81 e 83 na UNICAMP. “Simpósio Brasileiro de Microeletrônica”, de 1981 até 85 na USP. Julho de 1984: organização do comitê de criação da SBMicro e primeiras eleições Julho de 1986: 1o “Congresso da Sociedade Brasileira de Microeletrônica”.

Instituto do Milênio - CCS RTP LPCVD FTIR

Pesquisas: Materials and process modules Nanotechnology: High K gate dielectrics CVD processes Plasma etching processes CMOS – twin-well, 2 m MEM’s: Pressure sensor, combdrive, Bolômetro, filters for THz, etc Microwave integrated circuits (MIC): design & fabrication Nanotechnology: Carbon Nanotubes FIB (focused ion beam) Group IV Clusters (Si & Ge): memory and photonics Photonics: Si photonics III/V: IR sensors ChemFET Solar cells: polymeric and titanium oxide Biotechnology e Spintronics

CCS Faculty Members: 10 Pos Docs: 10 Technical staff: 15 PhD students: 18 (3/year) MSc students: 25 (6/year) Publications: Journals: 6/year Conferences: 20/year. Hand-on Microfabrication Workshop: 40 students/year.

Instituto do Milênio 2001 – 2005: 2005 – 2008: 17 projects / all fields (3 on engineering) Ours: “Research Network on System-on-Chip, Microsystems and Nanoelectronics” – SCMN 2005 – 2008: 34 projects / all fields (2 on engineering) Ours: MIcro and NAnoelectronics TEChnologies for Intelligent Integrated Systems - NAMITEC Value: R$ 4.540.000,00 (~US$ 2 million)

NAMITEC: 93 PhD researchers 27 groups/departments 17 institutions São Luiz Campina G. Recife Brasília Belo Horizonte Campinas 93 PhD researchers 27 groups/departments 17 institutions 11 cities 9 states Mapa do Brasil com cidades membros do capítulo São Carlos Rio de Janeiro São Paulo Florianópolis Porto Alegre

Sumário do Histórico Brasil pioneiro em comunicação sem fio, incluindo dispositivos. Brasil participa em P&D em semiconductors nos anos 50 e 60. De 1983 até 1990: Proteção de mercado de informática Sem incentivos para empresas estrangeiras Investimento limitado das empresas locais

Sumário do Histórico – Maiores Obstáculos Financiamento oficial limitado ou nenhum em P&D, começando com o trabalho de Laendell de Moura. Políticas indstriais ineficientes ou nenhuma. Número limitado de empreendedores. Comunidade Acadêmica muito dividida em muitas ocasiões.

Sumário: Aviação e eletrônica Brasil pioneiro em ambas: Santos Dumont – o primeiro avião Landell de Moura – primeiro em comunicação sem fio. Hoje: Produção significativa de aviões – EMBRAER. Sem produção em semicondutores É necessário uma solução urgente em eletrônica.

Últimas Considerações quem não dominar a tecnologia de microeletrônica, dificilmente terá sucesso ou participação significativa no futuro da indústria de eletrônica. Em 15 anos, o custo de um sistema eletrônico será igual ao de seus componentes, resultado da tendência de alta integração. Quem não fabricar componentes estará fora do mercado de eletrônica e de hardware para informática, telecomunicações, etc

Últimas Considerações No final de 2005, IBM, AMD, Intel, Broadcom e Cisco anunciaram grandes investimentos na Índia, não apenas por seu mercado potencial, mas sobretudo pela disponibilidade de grande número de engenheiros talentosos e de menor custo. O Brasil pode e deve participar desta oportunidade. O Brasil não pode esperar para pegar o próximo bonde sem ter dominado o atual.

Agradecimentos Para a prepação desta apresentação nos baseamos na palestra: History of Microelectronics in Brazil and Recent Activities Jacobus W. Swart e no texto: A política industrial e tecnológica de semicondutores Jacobus W. Swart - coordenador do NAMITEC Wilhelmus van Noije – presidente da SBMicro

Obrigado pela atenção freire@dee. ufcg. edu. br http://www. dee. ufcg