Az IMNTP kutatás-fejlesztési stratégiája és kapcsolata az európai platformokkal Dr. Bársony István az IMNTP szakmai vezetıje, az ENIAC tudományos bizottságának tagja az MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet igazgatója
Szakolczai Krisztina IMNTP Projekt Iroda vezetıje MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
1
Mikro- és nanoelektronika
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
2
NANOSIL NoE
Strained Ge grown at Warwick Device processed at IMEC in 300mm Si compatible process
Tensile strained Si
Si0.6Ge0.45
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
3
More Moore
Beyond CMOS
Top-down fabricated n- and ptype SOI Nanowire-FET • L=1.5µm & 3µm, tox= 5nm
Nemes-Incze Péter et al. Nano Research (DOI 10.1007/s 12274-010-1015-3) Az új MFA eljárással szilícium-dioxid felületre helyezett egyetlen atom vastag grafén réteget kristálytani irányok szerint nm pontossággal képesek megmunkálni. 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
4
Az IMNTP megalakításának motivációja A versenyképesség megteremtéséhez nagy hozzáadott értékő fejlesztések kellenek! Az EU szerint a kulcsfontosságú alaptechnológiák: a nanotechnológia, mikro- és nanoelektronika, beleértve a félvezetıket is, a fotonika, a korszerő anyagok és a biotechológia A magyar nemzetgazdaság versenyképességét a csúcstechnológiák alkalmazása, köztük a mikro- és nanoelektronikai valamint fotovillamos technológiai, a a mőszeripari szektor fejlesztése szolgálja leghatékonyabban! Integrált eszközök A funkcionális nanotechnológia eredményeit mikrotechnológiai eszközökbe kell integrálni, önállóan nem értékesíthetık. Unikális, alkalmazási szemlélető fejlesztések kellenek, a piaci rést kell megtalálni Hatékonyabb együttmőködés és érdekérvényesítés Együttes fellépésre van szükség a szektor teljesítményének elismertetéséhez, a közös stratégia megalkotásához és szakmapolitikai elfogadtatásához (lobby!). A kapcsolat hazai szervezetekkel (platformok, klaszterek, szövetségek, egyesületek) és a megerısített képviselet az európai platformokban projektsikereket jelentenek. 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
5
A magyar piaci helyzet – mikro/nanoelektronikai K+F Kulcskérdések • Nehezen definiálható, behatárolható, széttagolódott szektor (ld. TEÁOR: Elektronikai alkatrész gyártása, Elektronikai áramköri kártya gyártása Számítógép, perifériás egység gyártása, Híradás-technikai berendezés gyártása, Mérımőszergyártás, Elektronikus orvosi berendezés gyártása, Optikai eszköz gyártása, Villamos motor, áramfejlesztı gyártása, Villamos világítóeszköz gyártása, Közúti gépjármő gyártása stb.) – mind érintett, egyik sem dedikált •
Kevés a magasan képzett munkaerı
•
Tudástranszfer alacsony szintő és lassú
•
Sokféle iparághoz kapcsolódik, jellemzıen multidiszciplináris.
Piaci szereplık Multinacionális nagyvállalatok – GE, Bosch, Knorr-Bremse, Philips .. Saját K+F csapattal és/vagy jobbára külföldön fejlesztenek Hazai tulajdonú középvállalat: Semilab, Weszta-T, BHE, Technoorg Linda… Hazai kisvállalkozások, spin-off-ok: együttmőködések egyetemekkel kutatóintézetekkel vagy multikkal. Gyakori likviditási gondok. 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
6
A magyar piaci helyzet – fotovillamos K+F Kulcskérdések • Energiapolitika – Janus-arcú Látszólag támogatja a megújulók alkalmazását, de 92%-ban biomassza alapon: CO2 emisszió és „tarvágás” - Klímatörvény • Oktatás és demonstráció (awareness) Minimális, szabályzás (építési normák, középületek), közmédia szinte teljes ignorancia • vákuumtechnikai, méréstechnikai hagyományok K+F, ipari háttér, nyersanyag-igény, munkahelyteremtı Piaci szereplık Semilab, BudaSolar, Kraft – K+F tevékenység is, együttesen 20Mrd Ft éves árbevétel (ami meghaladja a teljes biotech szektor árbevételét)! Sanyo, EnergoSolar, … - itthon csak összeszerelés, termelés, exportálás Kis- és középvállalkozások erısek pl. vákuumtechnikában Kereskedelem – jellemzıen Távolkeletrıl, ill. Európából behozott termékekkel 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
7
Kapcsolódás az európai platformokhoz ENIAC (European Nanoelectronics Initiative Advisory Council, www.eniac.eu) Képviselı: Pap Dávid (NKTH), Mirror Group Dr. Bársony István, tudományos bizottság tagja PV (European Photovoltaic Technology Platform, www.eupvplatform.org) Képviselı: Pálfy Miklós, WG2(Market deployment) tag Részvétel tudományos ülésen és konferenciákon, Nincs magyar PV Mirror Group /Era-Net képviselet!
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
8
Fejlesztési irányok Application Integration
Application Environments Requirements
Multi-Chip Integration
Single- Chip Integration
2010. 03.05.
Technology Heterogeneous Integration System in a Package (SiP)
More Moore Nanoelectronics ↑ Microelectronics
IMNTP Fórum - NKTH
More than Moore Nanotechnology Optotechnology Biotechnology Sensors & Actuators 9
Magyar és uniós SRA - MN ENIAC SRA – prioritások
Magyar (IMNTP) SRA – prioritások 1. Mikro- és nanoelektronika a gyógyászatban (diagnosztika és terápia), egészség megırzésben és a biztonságért; 2. Mikro- és nanoelektronika a mobilitásért, szállításért, az energetikában és a környezet-védelemben; 3. Tervezési és ellenırzési módszerek, berendezések és mőszerek a mikro- és nanoelektronika számára. 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
10
Magyar és uniós SRA - PV
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
11
Grid parity - 2010
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
600
0.50
1000
0.30
1400
0.21
1800
0.17
12
Grid parity - 2015
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
600
0.50
1000
0.30
1400
0.21
1800
0.17
13
Grid parity - 2020
irradiation PV generation (kWh/m2·yr) cost (€/kWh)
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
600
0.50
1000
0.30
1400
0.21
1800
0.17
14
Magyar és uniós SRA - PV EU PV SRA – prioritások A. Fotovillamos elemek, napelemek és modulok B. Kiegészítı rendszer elemek (Balance of System, BoS) C. Koncentrátoros rendszerek D. Környezetvédelmi minıség E. Alkalmazhatóság F. A fotovillamos rendszerek társadalmi-gazdasági összefüggései Magyar (IMNTP) SRA – prioritások 1. Fotovillamos technológiai kutatás-fejlesztés 2. A fotovillamos rendszerek elterjesztésének eszközrendszere 3. Mérı és minısítı rendszerek fejlesztése 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
15
Az IMNTP jelenlegi tagjai Kis- és középvállalkozások Általában (egyetemi-, kutatóhelyi) spin-off-ok, 11% vagy utódaik ill. volt állami 21% nagyvállalatokból alakult magánvállalkozások. Keresik a K+F együttmőködési lehetıségeket, sok esetben finanszírozási problémáik vannak, a tulajdonos beleszól…. Semilab: 100% magyar tulajdonú de multi, intenzív K+F, piacvezetı félvezetı méréstechnika
21% Nagyvállakozások
43%multinacionális A szektor alulreprezentált. Általában külföldi tulajdonú, vállalat, vagy nem4% motivált, vagy nem vehet részt a K+F-ben.
GE Lighting: multi, piacvezetı világítástechnika, átszervezések (leépítések?) folyamatban
Más érintettek: Bosch, National Instruments, Continental – nem léptek be Egyetemek és kutatóintézetek
Kis- és középvállalkozás Nagyvállalkozás Aktívak, folyamatos pályázati kényszerben élnek, sok ipari kapcsolattal rendelkeznek – az ipar helyett is pályáznak! Érthetıen kevéssé gazdasági Egyetem/fıiskola szemléletőek! Kutatóintézet A Platform nyitott, várjuk új tagok jelentkezését! Egyéb 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
16
Mikro/nanoelektronikai SWOT
2010. 03.05.
Erısségek (S)
Lehetıségek (O)
- kiváló elektronikai fejlesztési hagyományok - világszínvonalú félvezetı méréstechnika - hozzáférhetı szakismeret kedvezı áron
- nagy hozzáadott értékő hazai fejlesztés - specializálódás, multidiszciplináris K+F - MEMS/NEMS hazai eredmények
Gyengeségek (W)
Fenyegetések (T)
- kiszámítható, stabil állami szabályozási rendszer hiánya - nemzeti stratégia hiánya - alap, közép és felsıfokú oktatás, tanárképzés hiányosságai - hazai tulajdonú vállalkozások csekély innováció-képessége;
- piacvesztés megfelelı szakember utánpótlás miatt; - a saját támogatott K+F eredmények is elvesznek a hazai hasznosítás számára - társadalmi tiltakozás egyes nanotechnológiai alkalmazások tekintetében
IMNTP Fórum - NKTH
17
Fotovillamos SWOT Erısségek (S)
Lehetıségek (O)
- a megújuló energiaforráshasználat szükségessége széles körben elfogadott; - nagy fotovillamos fejlesztési és méréstechnikai hagyományok
- jó földrajzi adottságok a
Gyengeségek (W)
Fenyegetések (T)
- európai szintő, hatékony állami
- megfelelı szakember utánpótlás hiánya - nem tudunk megfelelni a szigorodó EU-s szabályozásoknak, büntetések várhatók - a szomszédos országok gyors technológiai és piaci elınyt szereznek
támogatási rendszer hiánya - az alap-, közép- és felsıfokú oktatás, a szakemberképzés hiányosságai - nincs nagy kapacitású, hazai napelem gyártás és piac 2010. 03.05.
napenergia hatékony hazai felhasználásához - nagy hozzáadott értékő hazai fejlesztések a PV technológia számára
IMNTP Fórum - NKTH
18
Prioritások, fókuszok - MN Mikro- és nanoelektronika a gyógyászatban (diagnosztika és terápia), egészség megırzésben és a biztonságért prioritás • Bioszenzorok, bioeffektorok és ezekbıl integrált klinikai, laboratóriumi mikrorendszerek fejlesztése operatív cél • Biokompatibilis anyagok, határfelületek fejlesztése operatív cél • Mikro-nanotechnológiai anyagok, eszközök egészség- és környezetbiztonsági elemzése operatív cél Mikro- és nanoelektronika a mobilitásért, szállításért, az energetikában és a környezetvédelemben prioritás • Biztonságtechnikai fejlesztések • Környezettudatos energetikai fejlesztések • Nanostruktúrák, nanoszerkezető anyagok és kompozitok elıállításának fejlesztése 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
19
Prioritások, fókuszok - MN Tervezési és ellenırzési módszerek, berendezések és mőszerek a mikro- és nanoelektronika számára prioritás • • •
2010. 03.05.
Komplex tervezési módszerek fejlesztése operatív cél Analitikus laboratóriumi eszközök fejlesztése operatív cél Mérımőszerek fejlesztése operatív cél
IMNTP Fórum - NKTH
20
Prioritások, fókuszok - PV Fotovillamos technológiai kutatás-fejlesztés • •
Fotovillamos elemek és modulok fejlesztése Intelligens energiaalkalmazás, és fotovillamos energia építészeti integrálásának kutatása
A fotovillamos rendszerek elterjesztésének eszközrendszere • •
A megújuló energiák árképzési és ártámogatási rendszerének felülvizsgálata Mérıberendezések és demonstrációs rendszerek fejlesztése
Mérı és minısítı rendszerek fejlesztése • •
2010. 03.05.
Mérı-, minıségbiztosítási és szabványosítási rendszerek Kutatás-fejlesztéshez, illetve gyártásközi ellenırzéshez használt méréstechnika fejlesztése
IMNTP Fórum - NKTH
21
Kapcsolódás a hazai szervezetekhez Horizontális kapcsolatok • Elıbb-utóbb minden mérési-, érzékelési feladatnak lesz integrált megvalósítása! • Alapvetı: az integrált mikro/nanotechnika multidiszciplináris szemléletmódot igényel platformok – Food for Life, ARTEMIS, ERTRAC, MANUFUTURE … klaszterek – akkreditált csak info, bio, induló: MANO, OEK, HAC, Pannon, KözépDunántúli Napenergia Klaszter, stb. érdekképviseleti szervezetek - IVSZ, MELT …
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
22
Az IMNTP közremőködésének sikerei ENIAC JTI – 1. forduló Projekt megnevezés: SE2A Nanoelektronika a biztonságos üzemanyaghatékony és környezetbarát közlekedésért Magyar résztvevık: Bonn-Hungary Kft., Weszta-T Kft., MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet, Budapesti Mőszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Cél: különféle szélsıséges viszonyok közt is mőködı gázérzékelı mikrostruktúrák, a motorvezérlést befolyásoló nyomás, gázáramlás, érintésmentes hımérséklet szenzorok fejlesztése Elnyert támogatás: 3.640.000 € kezdés: 2009. jan.1 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
23
Az IMNTP közremőködésének sikerei ENIAC JTI – 2. forduló Projekt megnevezés: CSI Magyar résztvevık: Mediso Kft., MTA Atommagkutató Intézete, Debreceni Orvosi és Egészségügyi Központ, Pannon Egyetem Cél: A team által kidolgozott mikro- és nanotechnológiai eszközökön alapuló orvosdiagnosztikai képalkotó eljárás segítségével (PET) lehetıvé válhat a központi idegrendszer és az agy olyan súlyos megbetegedéseinek vizsgálata, mint az epilepszia, vagy a Parkinson kór, ehhez alacsony költségő 3D technikát használnak majd. Elnyert támogatás: 600.000 €, kezdés 2010.márc.1.
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
24
Az IMNTP közremőködésének sikerei ENIAC JTI – 2. forduló Projekt megnevezés:CAJAL4EU Magyar résztvevık: Semmelweis Egyetem, Budapesti Mőszaki Egyetem, MTA MFA, ……Kft. Cél: in-vitro diagnosztikai alkalmazások létrehozása, félvezetı alapú bioszenzorok fejlesztése, a prototípusokat a fertızı- és szívbetegségek biológiai paramétereinek mérésére fejlesztik ki. A használt módszer alkalmas biomolekulák lehetıleg jelzés nélküli, gyors és rendkívül érzékeny multiplex detektálására. Elnyert támogatás: 1.960.000€ kezdés 2010.márc.22.
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
25
Az IMNTP üzenetei Azonnali beavatkozás szükséges az oktatásban! Súlyosbodó gondként nehezedik a magyar ipar jövıjére a természettudományos (köz)oktatás színvonala és a mőszaki felsıoktatás helyzete, amin azonnal változtatni kell, mert eredménye csak évek múlva fog érzıdni! Ki kell használni az ágazatban meglévı lehetıségeinket! Méréstechnikai hagyományok, piacvezetı szerep A kiváló ötletek, kutatók a tudásalapú gazdaságot alapozhatják meg. Ágazati stratégia és állami szerepvállalás szükséges! A PV szektort fellendíteni a PV alkalmazások iránti igény felkeltésével lehet, ehhez a feed-in-tarifát és beruházási támogatást európai szintre kell emelni. Elektronikai szektor stratégia kell, ami a teljes termékláncot magában foglalja!
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
26
Kapcsolat
MTA Mőszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutató Intézet
Integrált Mikro/Nanorendszerek Nemzeti Technológiai Platform
1121 Budapest, Konkoly Thege M. u. 29-33. http://www.mfa.kfki.hu
[email protected] +36 1 392-2222
1121 Budapest, Konkoly Thege M. u. 29-33. http://www.imntp.hu
[email protected] +36 1 392-2679 ON P A A K L I T N E I O A H NYEZH ÓSÁG MÉ ÍTHAT ! E L VÉ ALÓS ÁNYT V M MEG TANUL
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
27
MTI 2010.03.04.
A következmények borítékolhatók….
CeBIT 2010: informatikai tudáshiány elé néz Európa Öt éven belül súlyos informatikai tudáshiány elé nézhetnek az európai országok, ha az oktatási rendszer nem alkalmazkodik az információtechnológia (IT) fejlıdési üteméhez - állítják szakemberek és politikusok a hannoveri CeBIT, számítástechnikai és távközlési kiállításon. A BITKOM német szövetségi információs technológiai, távközlési és új média szakmai szervezet valamint a bonni székhelyő Empirica kutatócsoport az Európa digitális jövıje címet viselı felmérése szerint 2015-re mintegy 384 ezer információ- és kommunikációtechnológiai szakember fog hiányozni a munkaerıpiacról. A felsıoktatásban tanulók magasabb bérre számítanak A felsıoktatásban tanulók szerint nettó 125 ezer és 200 ezer forint közötti összeg szükséges a megfelelı megélhetéshez - ez derült ki többi között abból a vizsgálatból, amelynek összegzését az MTI-hez is eljuttatták. A felsıoktatásban tanulók jövedelmi igényeit felmérı, az Educatio Nonprofit Kft. megbízásából 2009-ben végzett kutatásban mintegy hétezer választ összegeztek. A válaszadók a havi diplomás nettó kezdı bért 75 ezer és 150 ezer forint közöttire, míg a megfelelı megélhetést biztosító havi nettó jövedelmet 125 ezer forint és 200 ezer forint közötti sávba tették. A megkérdezettek az általuk reálisnak tartott havi kezdı bérnél több mint 52 ezer forinttal magasabb összeget ítéltek elfogadhatónak. 2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
28
IdeaSolar Magyarország 2007
Japán 1988!
a kontaktus a legnagyobb probléma!
Európa 2007
2010. 03.05.
IMNTP Fórum - NKTH
29
Trendek fundamental research
cluster of flexible research platforms
samples & few wafers
(SINANO, Beyond Moore…)
academia ROs
≈100 wafers
(PRINS…)
industrial R&D
≥ 300mm few 1000’s wafers industrial R&D clusters (≥300mm)
= meeting point & decision point funneling
2010. 03.05.
200-300mm platforms open to academia & industry
IMNTP Fórum - NKTH
market societal needs
critical size sustainability
30
