Kompetensnav med fokus på integrerade elektroniska kretsar och system

Projektsammanfattning

Uppdateras med länk till Vinnovas beskrivning och Jans projekt.

Navet erbjuder akademi, industri och institut, samarbetskanaler inom och till övriga nav samt programkontoret för att på så sätt stärka svensk mikroelektronikutveckling.

Integrerade elektroniska kretsar och system är viktiga komponenter inom alla spetsområden som nämns i smartare-elektronikprogrammets utlysningstext. I Sverige har integrerade kretsar och system fortfarande en viktig roll för att kunna miniatyrisera och överlag effektivisera lösningar.

Praktiskt taget all elektronik idag baseras på den ytterst framgångsrika kiseltekniken. Den är vidare i huvudsak uppbyggd av standardkretsar av olika slag (processorer, minnen, systemkretsar, programmerbara kretsar (FPGA), dataomvandlare, osv.), varvid vi är mycket starkt beroende av utvecklingen av dessa. I särskilda fall saknas standardkretsar varvid man behöver utveckla egna kretsar (ASICs). Detta är ofta unika lösningar med anknytning till sensorer, implanterbar elektronik, Sakernas internet, fotonik, och andra spetsområden.

Syftet med det föreslagna kompetensnavet inom integrerade elektroniska kretsar och system är att stärka det svenska innovationssystemet genom att tillhandahålla spetskompetens inom den breda basen för elektronik, standardkretsar och ASICs. Detta sker genom att aktivt arbeta för att skapa förutsättningar för kunskapsöverföring och samverkan i värdekedjorna genom att behålla och utveckla svenska spetsområden och skapa säkrare kompetensförsörjning.

Projektet att etablera ett kompetens nav startar i september 2015 och pågår i tio månader. Det avslutas i juni 2016. Projektet kommer att ledas av Linköpings universitet med nära samarbete med Acreo Swedish ICT. Vi kommer hålla workshops, genomföra intervjuer och bygga kontaktnät som förankrar navet. Vi ämnar sätta samman ett kompetensnav med akademi, industri och institut med tydliga samarbetskanaler till övriga nav och programkontoret.

Koordinator: Institutionen för systemteknik, Linköpings universitet

Projektledare: Atila Alvandpour

Beskrivning

Praktiskt taget all elektronik idag baseras på den ytterst framgångsrika kiseltekniken. Den är vidare i huvudsak uppbyggd av standardkretsar av olika slag (processorer, minnen, systemkretsar, programmerbara kretsar (FPGA), dataomvandlare, osv.), varvid vi är mycket starkt beroende av utvecklingen av dessa. I särskilda fall saknas standardkretsar varvid man behöver utveckla egna kretsar (ASICs). Detta är ofta unika lösningar med anknytning till sensorer, implanterbar elektronik, sakernas internet och andra spetssystem.

Ambitionen med ett Kompetensnav med fokus på integrerade elektroniska kretsar och system är att tillhandahålla två kompetensområder, dels kompetensen att förutspå utvecklingen av de standardkretsar som utgör basen för all elektronik och att tillhandahålla kompetensen att konstruera och beställa tillverkning av ASICs där dessa behövs. Navet kommer erbjuda support och möjliggöra tillgång till kompetens hos små- och medelstora företag såväl som stora bolag för att utveckla nya, innovativa elektroniksystem som baseras på den senaste tekniken och den samlade kunskapen inom navet. Något som alla knutna till navet kan dra fördel av.

Den första kompetensen möjliggör en anpassning av den svenska elektroniken till framtida tillgänglig basteknologi. Detta är särskilt viktigt eftersom denna utveckling i huvudsak sker utanför Sverige.

Den andra kompetensen möjliggör utveckling av unika ASICs för system där sådana gör skillnad för den aktuella produkten (historiska exempel är pacemakerkretsar, biltranspondrar, smarta bildsensorer, m.fl.). I detta fall är även upphandling av tillverkning en viktig beståndsdel, då vi inte har tillverkning i Sverige.

Navets nationella förankring

Avdelningen för elektroniska kretsar och system (EKS) vid institutionen för systemteknik (ISY), Linköpings universitet (LiU), ansöker om rollen som projektledare/koordinator i ett Kompetensnav med fokus på integrerade elektroniska kretsar och system. EKS är en nyformad forskningsgrupp och har uppstått genom en sammanslagning av de tidigare grupperna elektroniksystem och elektroniska komponenter. Gruppen leds av professor Atila Alvandpour som också föreslås vara projektledare/koordinator för navet.

EKS har lång erfarenhet inom integrerade elektroniksystem och har de senaste decenniet genomfört flera stora projekt med gränsöverskridande verksamhet och kontakt med och genom flera nivåer av värdekedjan inom elektronikbranschen. Kopplingen till och mikro- och nanoelektronik är tydlig för oss; Linköpings universitet har en lång och stark historik inom området och sedan 1970-talet sker undervisning, forskning och utveckling inom området integrerade kretsar. Under de senaste 20 åren har de sammanlagda forskningsmedlen överstigit 100 miljoner kronor och har resulterat i mer än 30 doktorer och flertalet publikationer och industrisamarbeten samt EU-medel. Inom ramverket Horizon 2020 har vi nu startat projeket smart-MEMPHIS där vi integrera en power-management unit med autonoma trådlösa enheter som kan skörda energi från omgivingen. I projektet integrerar vi smarta elektroniklösningar som ska demonstreras i pacemaker och trådlösa sensornätverk. I projektet ingår flera europeiska parter och projektet omsätter totalt 80 MSEK. Med avseende på spetsområdet Tryckt elektronik har vi nyligen genomfört ett projekt värt 10-MSEK, finansierat av Vinnova och partners, som spänt över flera discipliner och nivåer i värdekedjan. Vi har i projektet tagit fram tryckta etiketter till daglighandelindustrin. Etiketterna kan kommunicera med mobila enheter och molnet.

I det föreslagna projektet att etablera kompetensnavet ingår även Acreo Swedish ICT AB, under ledning av Michael Salter, som partner. Acreo i Norrköping har erfarenhet av integration av mikroelektronik sedan 1999 genom etableringen av avdelningen för systemintegration och Socware-programmet. Med arbetet som påbörjades då fortsätter Acreo idag med projekt inom integration av avancerad mikro- och nanoelektronik med tät koppling till stora och små/medelstora företags behov. Dessa aktitiviteter sker över nästa alla av programmets viktiga spetsområden.

Övriga aktörer inom det föreslagna kompetensnavet är dels övriga universitet med stark mikroelektronikverksamhet och dels företag med stark kompetens inom hårdvarunära elektronikutveckling. Lunds universitet, Chalmers tekniska högskola, Kungliga tekniska högskolan, och Högskolan i Halmstad är starka partners inom mikroelektronik. Bland företagen ser vi konsultföretag som viktiga partners, som till exempel Prevas, ÅF och Bitsim, men även andra företag som till exempel Ericsson, Saab, Perimed, Autoliv och Axis. Dessutom har många viktiga internationella företag mikroelektronikutveckling i Sverige, som till exempel Samsung, Silex, Fingerprint Cards, Mediatek och Huawei.

Beskrivning av hur kompetensnavet bidrar till programmets övergripande mål

Syftet med det föreslagna kompetensnavet är att stärka det svenska innovationssystemet inom elektroniska system genom att tillhandahålla spetskompetens inom den breda basen för elektronik, standardkretsar och ASICs. Detta sker genom skapa bättre kunskapsöverföring och samverkan i värdekedjorna, genom att behålla och utveckla svenska spetsområden och genom att skapa säkrare kompetensförsörjning.

LiU kommer agera koordinator och genom det täta samarbetet med Acreo kommer vi komplettera varandra mycket väl. LiU erbjuder forskningsresultat i världsklass och Acreo står för utveckling och tillämpningar - också i världsklass.

Genom att säkerställa en bas av kompetenta ingenjörer med god kunskap om kommersiell mikroelektronik, modern ASIC-konstruktion och entreprenörsskap, samt en internationellt erkänd forskning skapas en miljö som är mycket attraktiv för elektronikutvecklande företag av alla storlekar, såväl nationella som internationella.

Integrerade kretsar och system, dvs elektronik inom mikro- och nanoelektronik, har en plats i de flesta spetsområdena som nämns i smartare-elektronikprogrammet. Alla former av sensorer behöver utläsningselektronik, och i mer avancerade sensorer kan denna till och med vara central, t.ex., bildsensorer, värmekameror, datortomografer, radarsystem, m.fl. I mikrovågs- och radioelektronik bygger allt mer på standardkretsar konstruerade i kisel. Vidare krävs stark elektronikkompetens inom spetsområden såsom byggsätt, antenn och utformande av kommunikationssystem. Tryckt elektronik kommer inte klara sig självt utan stöd av elektroniska kretsar byggda i traditionell teknik, gränssnittet mellan tryckt och traditionellt integrerad elektronik är icke-trivialt. Inbyggda system kräver - för att vara konkurrenskraftiga i framtiden – såväl de senaste standardkretsarna som nyutvecklade smarta integrerade kretslösningar.

Två starkt växande områden idag är Sakernas internet (Internet of things, IoT) och implanterbar elektronik. I båda dessa fall är ASICs centrala, inte minst för minimering av effektförbrukning och kombination med energiskördande (energy harvesting). På LiU och Acreo bedriver vi forskning och utveckling inom båda dessa områden, såväl nationellt som internationellt.

I andra änden av spektrumet, i förlängningen av Sakernas internet, krävs nya innovationer för att hantera den enorma mängd information och data som kommer bearbetas genom de distribuerade nätverken. Kraven på back-bone kommer än öka i varje knutpunkt. Höghastighetselektronik, minnesteknik och elektronik för fotonik kommer fortsätta vara viktiga beståndsdelar i framtidens elektroniska moln samt 5G och alla framtida telekommunikationsstandarder.

För att navet i slutänden ska kunna bidra till programmets övergripande mål heter lösningen i första hand kommunikation och interaktion mellan de alla parter. Vi håller med utlysningstexten om att ett universitet, eller institut, sköter rollen bäst som koordinator och projektledare för ett kompetensnav givet de tre målen. Universiteten kan hålla sig neutrala utan vinstkrav och kan agera som proxy och partner gentemot andra aktörer inom och utanför navet.

Universitetet kan vidareutveckla utbildningsformerna inom spetsområdena, i samarbete med industrin, för att garantera tillgång till goda ingenjörer och doktorer. Kurser kan utformas efter relevanta frågeställningar från industri men även vara vidareutbildning för industrin i form av extern kursverksamhet.

Universitetet kan utveckla forskningen inom området och verka för en starkare forskningsmiljö i landet, med god internationell synlighet, som ytterligare stärker Sveriges attraktionskraft på och för de företag som utvecklar elektronik i någon form.

Universitetet kan samordna och hantera informationsspridning på ett effektivt och neutralt sätt och anordna nationella konferenser och workshops som berör aktuella frågeställningar och teman.

Forskningsinstitutets (Acreos) deltagande inom navet ger en tätare koppling till industri med expertisen inom tillämpning och vidareutveckling av de akademiska forskningsresultaten. Samarbeten mellan universiteter, forskingsinstitut och industrin möjligöra snabbare leveranser av innovationer till marknaden.

Navet, som sådant, måste vara lyhört för aktivitet inom de kompetensnaven och måste aktivt tillgodose informationsutbyten för att på så sätt nå de övergripande målen. I samarbete med industri och statliga institut kan omvärldsbehoven övervakas och navet har möjligheten att mer agilt skapa sig en överblick över marknaden och framtida behov och önskemål.

I navets arbete är det viktigt att också se till att fånga upp de "små" aktörerna inom branschen och tillgodose deras önskemål. Genom att kunna skapa en plattform utöver branschorganisationerna kan vi agera partner till aktörer, både inåt och utåt från branschen sett. Många av dessa aktörer har goda idéer och visionära projekt, men samtidigt inte möjligheten att nå ut i en konkurrensutsatt bransch.

Inom navet kan vi tillhandahålla nyhetsbrev samt disseminera resultat och andra nyheter via utarbetade kommunikationskanaler sociala medier, hemsidor och andra kanaler för att nå alla inom navet och på så sätt stärka samarbetsmöjligheterna.

Genomförande

Projektet att etablera ett nav inom området integrerad elektronik och system startar i början av september 2015 och pågår i tio månader. Det avslutas i juni 2016, innan sommaren. Projektet kommer att ledas av Linköpings universitet med dess förgreningar i Linköping och Norrköping, samt nära kontakt med Acreo Swedish ICT AB.

Etablering av kompetensnavet

Etableringen av kompetensnavet kommer ske i steg under tiomånadersperioden. Som projektledare kommer vi dock att vara drivande och förmedla det tänkta navets roll och uppgifter inom programmet från första stund. För att inom den relativt korta tiden kunna forma ett stabilt nav kommer vi ta med oss en tydlig plan in i diskussionerna.

Initialt kommer vi sondera intresset bland organisationer som är aktiva inom kompetensnavets intresseområden genom att genomföra enkätundersökning samt resor till andra lärosäten/institut/företag samt besök hos strategiska industripartners för att påvisa behovet av navet. Vi kommer vara lyhörda för önskemål och krav från de olika aktörerna. Viktiga frågor att inleda arbetet med är till exempel, "Vad tycker ni?", "Vilka behov har ni?", "Vad saknas i Sverige idag för att ni ska kunna utvecklas bättre?". Utskicket av enkäterna kommer följas upp med personlig kontakt där så behövs för att säkerställa att vi kan hämta in och sammanställa information inom rimlig tid.

De som identifieras som aktiva och känner sig attraherade av navets möjligheter efter enkätundersökningen och intervjuer, samt de som vi identifierar som strategiskt viktiga parter, kommer bjudas in till workshop innan jul 2015. Under workshopen kommer syftet med navet som sådant att bestämmas. Ramar, roller, och mandat kan skisseras och förankras hos de parterna.

Vi kommer vidare göra navet synligt genom att delta i nationella konferenser, mässor, och workshops som är aktuella under projektperioden. Navet kommer också synas genom befintliga kanaler och kontaktnät, såsom branschorganisationer, press och sociala media. Aktörernas informationsavdelningar kommer uppmuntras för att sprida informationen såväl internt som externt till tredje part. Överlag måste inte bara navet utan också hela programmet bli mer synligt inom industri och akademi.

För att vidare stödja inhemska parter kommer navet under året också att förankra internationella kontakter med CAD-tillverkare, design centers, halvledartillverkare, och utländska institut/universitet och synliggöra de nya satsningarna som görs i landet. Vi kommer att föreslå formerna för en internationell expertgrupp som kan komma med viktig återkoppling på navets aktiviteter.

Under våren 2016 kommer vi hålla ytterligare en workshop där vi sammanställer informationen insamlad under året och aktivt bjuder in partners till att delta för att markera att navet kommer fortsätta agera. När navet väl är etablerat är det viktigt att ha utarbetat en handlingsplan inför framtida arbete.

Information från enkäter, intervjuer, och workshops sammanställs i en rapport som beskriver kompetensnavet och dess koppling till andra nav och programkontor. Hur väl arbetet med att etablera navet och hur väl synliggörandet har lyckats kommer att utvärderas och dess implikationer diskuteras inför framtida arbete. Rapporten och utvärdering möjliggör att fatta beslut om navets framtida roll som dessutom påverkar hela programmets utformning.

Rapporten kommer också klargöra den konstellation och navkonfiguration som diskussionerna mynnar ut i: vilken form av samarbete och vilken tillgång och efterfrågan på integrerad elektroniska kretsar och system som finns i Sverige.

Efterföljande arbete inom Smartare Elektroniksystem

Som nämndes ovan måste vi alla hjälpa till att göra hela programmet synligt. Det är viktigt att ha en aktör som är villig att ta rollen som koordinator men som samtidigt inte hamnar i en trång sektor.

Vi föreslår att utforma ett framtida nav som har en struktur med flera "fotfolk" och lokala "champions", dvs förgreningar inom navet och värdekedjorna som träffas regelbundet och diskuterar de utmaningar man står inför och vilka möjligheter som finns att attackera dessa. Navet måste fortsätta agera som en vän till de som är knutna till det.

Man bör vidare arbeta med att förstärka expertgruppen med nationell såväl som internationell koppling med vilken navet kan fortsätta föra en dialog och få återkoppling på de diskussioner som förs.

Det måste sättas upp tydliga kommunikationskanal till och från Smartare Elektroniksystems programkontor.

För att ytterligare stärkare forskning och utbildning inom landet föreslår vi också att låta navet stödja ett separat, nystartat kompetenscentrum inom området integrerade elektroniska kretsar och system med kopplingar till svenska universitet/institut.

Informationsansvarig: J Jacob Wikner
Senast uppdaterad: 2015-08-18