3º CONGRESSO INTERNACIONAL DE INOVAÇÃO

Apresentação em tema: "3º CONGRESSO INTERNACIONAL DE INOVAÇÃO"— Transcrição da apresentação:

1 3º CONGRESSO INTERNACIONAL DE INOVAÇÃO
Painel 6 Cadeia da Indústria de Semicondutores Novos Desafios e Oportunidades Jacobus W. Swart CTI e FEEC/UNICAMP JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

2 Sumário Panorama de Microeletrônica Capacitação Tecnológica
A Indústria no Brasil Oportunidades/Desafios/Recomendações Conclusões JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

3 1. Panorama de Microeletrônica
É o alicerce da tecnologia da informação e comunicação – da sociedade da informação Informática, comunicação Internet, entretenimento Automação total Sistemas embarcados Redes de sensores Transporte Educação Saúde, esportes, Agricultura de precisão Logística, RFID, etc... Vivemos a era do Silício! JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

4 Era do Silício Novas Aplicações Alto desempenho Baixo custo B.C A.D.
B.C A.D. 1000 2000 3000 Era do Bronze (~1800) Era da Pedra (~35000) Era do Ferro (~3200) Era do Silício Novas Aplicações Alto desempenho Baixo custo JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

5 Base para inovações Entretenimento, computação, comunicação – > 1950 Calculadora de mão, Comp. 3ª ger. IBM360 – anos 60 Microprocessador, microcontrolador – anos 70 PC, jogos eletrônicos, DSP – anos 80 Celular, câmara digital, internet, DPD – anos 90 TVD e 3D, MP3, iPod, e-book readers, iPad – anos 00 Healthcare revolution – anos 00 DPD = digital projection display JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

6 Cadeia da Indústria de Microeletrônica
Wafer Factory Materials Supplier Equipment Supplier Mask Shop Design House Manufacturing (Wafer Fabrication) Assembly (Test / Package) Product/Sales Com inovação em cada bloco! JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

7 Indústria Complementar
Optoeletrônica: Lasers, LEDs, etc Fotovoltaica MEMS: sensores e atuadores Displays de tela fina Eletrônica e optoeletrônica orgânica JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

8 Tendências Chaves para Semicondutores
Conectividade Saúde - healthcare Sociedade sustentável – “verde” JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

9 Sociedade interconectada
Global Auto Office Home Personal Satellite Networks Cellular Telco Cable Local Area Internet JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

10 “Internet of Things” Estamos no pto. de inflexão com mais dados na rede gerados por sensores que por teclado. Estruturas físicas repletas de acelerômetros – aviso de falhas e necessidade de manutenção ou cuidados iPhone com acelerômetro, bússola digital, microfone, câmara: localização, movimento, direção, som e imagem Prevê-se ~ 10 trilhões de sensores em 10 anos (mil/habitante) e enorme demanda por armazenamento e processamento

11 More Cool Stuff JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010
Cell phones and PDAs with Processors Gaming - Bluetooth RF transceivers - Op Amps - Voltage comparators Segway Transporter DSP for motor control and balance Logic devices PDAs Audio power amps, logic gates, touch screen controllers DVD Players - DSP and analog components Digital Disposable Hearing Aids - Custom, ultra-low power, mixed-signal device Audio/Video receivers and home theater - DSP and analog components JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

12 Lab on a Chip e Healthcare
Retina Biônico Digital Disposable Hearing Aids - Custom, ultra-low power, mixed-signal device Considerando as necessidades de: população envelhecendo uso de telemetria JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

13 JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

14 Sociedade Sustentável: Energia
Necessidade de energia livre de carbono (Verde) Consumo de energia crescente pela TI Geração alternativa: Eólica Fotovoltaica – cresce > 40 % aa Outras formas de colheita de energia do ambiente Reduzir/otimizar consumo de energia: rede elétrica inteligente Iluminação e displays por LED e OLED Ecodesign de produtos (inclui eficiência energética) JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

15 Energia Fotovoltaica Geração instalada em 2009 = 7,3GW (ITAIPU=14GW)
Alemanha liderou instalações em 2009 com 3,8 GW c-Si continuará sendo a tecnologia dominante nos próximos 10 anos (em 2020, consumo de t de poli-silício, com 3g/W) JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

16 JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

17 Desafios ambientais - TI Verde
Normas: RoHS - Restriction of Hazard Substance WEEE – Waste of ElectroElectronic Equipment Conceitos de Ecodesign e de Análise de Ciclo de Vida toxidade reciclagem energia JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

18 Sistemas Inteligentes e mais Eficientes: exemplo - um carro
% de eletrônica no carro moderno 2010 30% 2020 50% JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

19 Tecnologia: Escalamanto de Dimensões

20 DSL CPE Modem SOC Integration
Memory Memory Comms Processor Memory Comms Processor Digital PHY Digital PHY Single-Chip DSL Modem Analog Codec Line Driver AFE AR5 Line Receiver <50 Discretes 415 Discretes 740 Discretes This photo came from Jean Claude Ducrocq: 2000 5 chips 740 discretes Today – AR5 3 chips 415 discretes 1 chip <50 discretes BOM Manufacturing Process Technology CMOS Analog Flash SDRAM CMOS Analog Flash SDRAM CMOS Analog Flash SDRAM JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

21 System in Package - SIP Empacotamento multichips
Integração heterogênea Ex: MPU sobre memória Eletrônica e sensores JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

22 JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

23 Lei de Moore e “More than Moore”
The downscaling of minimum dimensions enables the integration of an increasing number of transistors on a single chip. However, many quantitative requirements, such as power consumptions and communications bandwidth (eg. RF), and may functional requirements, such as the functions performed by passive component, sensors and actuators, biological functions, and even embedded software functions, do not scale with Moore’s Law. In many of these cases, non-CMOS solutions, or non-scaling solutions, are employed. So, in the future, the integration of CMOS and Non-CMOS based technologies within a single package will become increasingly important. (such like, SiP, System-in-package) JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

24 Mercado Global de Semicondutores
Semiconductor Market 50 100 150 200 250 300 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 Year Billion Dollar Mercado cresce com oscilações. Crescimento médio anual de 1990 a 2010 = 9,4%. Participação crescente dos Fabless JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

25 Sumário Capacitação Tecnológica Panorama de Microeletrônica
A Indústria no Brasil Oportunidades/Desafios/Recomendações Conclusões JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

26 Programa CI-Brasil Início em 2005 2 Centros de Treinamento (~200 projetistas/ano) 18 Design Houses > 500 engenheiros projetistas Serviços de projeto de CI’s para empresas e desenvolvimento de bibliotecas de IP’s. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

27 Centros de Treinamento Projeto de CI’s
CT1 – UFRGS, Porto Alegre – início abril 2008 CT2 – CTI, Campinas – início agosto 2008 Formato: Fases I, II e III Fase I: teoria e ferramentas EAD – 5 meses Fase II: projeto de CI – 7 meses Fase III: estágio em DH ou empresa – 12 meses 370 projetistas formados (Ago. 2010) 127 em treinamento (Ago. 2010) Em todos os slides de conteúdo, deve-se utilizar este modelo de fundo. A barra azul inferior pode ser usada para inclusão de informações como número de página, créditos, data e outras que complementem o projeto em apresentação. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

28 Design Houses 18 Membros CI Brasil

29 SIBRATEC Microeletrônica
Financiamento de projetos de microeletrônica para empresas Sinergia com CI-Brasil e empresas Demora na implementação – burocracia e limitações JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

30 Programas Universitários
Programas e gastos anuais: Brazil-IP : bolsas, custeio, capital: R$ 1,4 milhões PNM: bolsas M e D: R$ 830 mil EDA: R$ 400 mil (36 IES) JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

31 INCT NAMITEC Sistemas Micro e Nanoeletrônicos
Membros: 136 pesquisadores 23 instituições 13 estados Suporte financeiro: CNPq + FAPESP + CAPES R$ , ,65 = ,22 (3 anos) JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

32 JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

33 NAMITEC é uma Rede Interdisciplinar
Dept’s EE : 13 Dept’s Informatica/Computação: 3 Dept’s Física: 3 Dept’s Química: 1 Agricultura: Embrapa Biologia/ecologia INPA Institutos de P&D: IPT, CCS, CTI, CT-PIM, VonBrauwn JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

34 NAMITEC – 3 Fases - Indicadores
I – Resultados II - Resultados III - Metas Periodo 2001 – 2005 2009 – 2014 Pesquisadores 59 100 136 Grupos 11 30 27 Instituições 8 20 22 Graduações Dr. 45 55 100 (+) Mestrado 103 131 250 (+) Publicações Revistas indexadas ISI 230 259 500 (+) Conferences 680 642 1000 (+) Patentes 7 5 (+) Orçamento (R$) ,00 ,00 ,57 (3 years) Nota: (+) metas em 5 anos JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

35 NAMITEC - Research Objectives
R&D on System on Chip and Wireless Sensor Network Systems; R&D on IC design and test methodologies and tools for low power consumption, fault tolerance, including analog, RF and digital circuits; R&D on micro and nanoelectronics, photonics, optoelectronics, MEMS and NEMS devices and its integrations processes and packaging; R&D on materials and techniques for micro and nanofabrication, necessary for the fabrication of devices and IC´s. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

36 Recursos Humanos Necessidade: Formar mais engenheiros e pesquisadores
Países Engenheiros por 100 mil habitantes Engenheiros formados em 2006 % de engenheiros em relação aos universitários formados em 2006 China 25 38% Coréia 80.000 30% Índia 22 21% Brasil 6 30.000 10% Necessidade: Formar mais engenheiros e pesquisadores Mais investimentos em P&D&I em TI !!! JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

37 Institutos de P&D e RH Institutos de P&D públicos e atividades de microeletrônica e relacionadas: CTI: Projeto, MEMS, Empacotamento, Teste, Display, PV CEITEC: Projeto, Fábrica 12 DH’s do Programa CI-Brasil: Projeto INPE: Sensores, Materiais CBPF: Sensores LNLS: MEMS, nano IPT: MEMS/Microfluídica CETEC: Silício, PV JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

38 RH em Institutos Públicos de P&D
Instituição Total em TIC Microeletrônica Servidor Bolsistas, temp. CTI 164 41 96 INPE 845 26 LNLS 4 IPT 1 CETEC 10 CEITEC 60 CBPF CI-Brasil - 230 RNP 213 IBICT 53 LNCC 63 Total 1.398 142 326

39 Comparação com Centros no Exterior
Instituições de P&D Pesquisadores em Microeletrônica várias áreas tecnológicas Total Brasil = 468 IMEC, Be 1.800 Leti, Fr 1.500 CNRS, Fr 33.600 ICT’s, Fr 2.0001 Fraunhofer, Ge 17.000 ICT’s, Ge 3.791 (em TIC)2 IMB/CNM, Sp 200 VTT, Fi 2.700 1 O. Bonaud & F. Pascal, 2 Câmara Brasil-Alemanha, demais pela web JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

40 JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

41 JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

42 Sumário A Indústria no Brasil Panorama de Microeletônica
Capacitação Tecnológica A Indústria no Brasil Oportunidades/Desafios/Recomendações Conclusões JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

43 Indústrias de Semicondutores no Brasil 2010
AEGIS – dispositivos de potência SEMIKRON – dispositivos de potência SMART – back-end para memórias HT Micron – back-end para memórias CROMATEK – back-end para LED’s Tecnometal Energia Solar - fotovoltaico FREESCALE – design center CEITEC – design center e foundry

44 Incentivos e gargalos Incentivos: Gargalos:
Lei de informática, lei do bem, PDP, PADIS, subvenção econômica, Financiamentos BNDES, MP 495. Até o momento 3 empresas aprovadas no PADIS! Gargalos: Indústria de sistemas Burocracia Custo Brasil Recursos Humanos JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

45 Sumário Oportunidades/Desafios/Recomendações
Panorama de Microeletrônica Capacitação Tecnológica A Indústria no Brasil Oportunidades/Desafios/Recomendações Conclusões JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

46 Alguns temas de oportunidade
RFID: gado, veículos, alimentos, bens, documentos, saúde (sangue, remédios, vacinas), etc. TV Digital Banda Larga Ferramentas de ensino e exames nacionais Rede de sensores sem fio: agricultura, meio ambiente, energia, saúde, etc Energia: smart grid, exploração de óleo em águas profundas, cadeia produtiva de etanol, telemetria, PV, ... Eletrônica embarcada: implementos agrícolas, veículos, aviões. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

47 Oportunidades industriais em semicondutores
Design Houses: Serviços IP’s Fabless Back-end Discretos e CI’s específicos MEMS PV LED – display, iluminação Display JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

48 Desafios Formação de RH: quantidade e qualidade
Domínio tecnológico com inovação Ambiente industrial e de mercado atraentes JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

49 Recomendações Priorizar P&D&I nos seguintes temas:
MEMS, sensores, back-end e integração de sistemas, projeto de CI’s, testes, LED e OLED, eletrônica orgânica, fotovoltaico, TIC verde. Inovação em componentes para instrumentação e redes de sensores com aplicações: agricultura, meio ambiente, saúde, educação, entretenimento, energia, telemetria, transporte, TIC verde, etc Criação de Observatórios Tecnológicos Incentivar a inovação e aplicação de TI em setores estratégicos e áreas prioritárias da PDP 4ª CNCTI – Microeletrônica, Brasília 28/05/2010

50 Recomendações Estimular a produção de Si com valor agregado, grau eletrônico, grau solar e wafers (lâminas). Ampliar aporte de recursos do FNDCT para centros de P&D aplicados a indústria Aperfeiçoar o modelo de gestão do FNDCT, visando programas de ações de longo prazo: Operação de programas plurianuais Integração de mecanismos de apoio (crédito, subvenção, bolsas, capital de risco, etc) Criar novos modelos de operação da subvenção à inovação para apoiar demandas estratégicas de P&D, liberar P&D da lei 8666, contratação CLT, isenção ICMS, etc 4ª CNCTI – Microeletrônica, Brasília 28/05/2010

51 Recomendações Multiplicar por ~ 10 x as equipes de centros de P&D&I do governo e seus laboratórios associados, priorizando áreas tecnológicas. Ampliar e modernizar os laboratórios de micro e nanofabricação, projeto e aplicações, incluindo um grande centro nacional de P&D. Aumentar interação dos centros de P&D com a indústria e a criação de spin-offs. Organizar a cadeia da Propriedade Intelectual. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

52 Recomendações Fortalecer o programa CI-Brasil, dando suporte aos centros de projeto, visando a autossustentabilidade. Formar em 4 anos: 1 mil projetistas de CI’s e 250 especialistas (bel, M, Dr) em processos, empacotamento e testes. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

53 5. Conclusões Microeletrônica
O substrato de TIC, onipresente em todas as atividades Essencial para a inovação Peso negativo na balança comercial Dependência de licenças para exportações de produtos e para desenvolvimento de aplicações espaciais e militares Reduzida atividade e de número de pesquisadores em instituições públicas de R&D&I Necessidade de salto de investimentos em laboratórios nas ICT’s e nas empresas JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

54 5. Conclusões Desenvolvimento da área, especialmente em país emergente, requer política de incentivo e suporte governamental. Treinamento de engenheiros, especialmente do projeto de CI’s é necessário em quantidade e qualidade CI-Brasil (treinamento e DH’s), SIBRATEC, o programa universitário e redes tipo NAMITEC são parte deste esforço, mas não suficiente. JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010

55 Obrigado Contatos: jacobus.swart@cti.gov.br jacobus@fee.unicamp.br
namitec.cti.gov.br Tel: JWS, 3ª CII-FIERGS, Porto Alegre 18/11/2010