Estratégia de Desenvolvimento da Nanoeletrônica (Eletrônica do Futuro)

ESTUDOS E PESQUISAS Nº 597

Estratégia de Desenvolvimento da Nanoeletrônica

(Eletrônica do Futuro)

Roberto Faria e Marco Cremona *

XXVII Fórum Nacional

A Hora e Vez do Brasil: (Povo Brasileiro)

Diante da Nova Revolução Industrial, Estratégia para o

Desenvolvimento do Brasil, Através do Aproveitamento de

Grandes Oportunidades (Econômicas, Sociais, Culturais)

Rio de Janeiro, 11 a 13 de maio de 2015

* Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica (USP-SC) e Departamento de Física – PUC-Rio, respectivamente.

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ESTRATÉGIA DE DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA (ELETRÔNICA DO FUTURO)

ESTRATÉGIA DE DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA (ELETRÔNICA DO FUTURO)

ESTRATÉGIA DE DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA (ELETRÔNICA DO FUTURO)

INSTITUTO DE TECNOLOGIA FLEXTRONICS (FIT)

ESTRATÉGIA DE DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA (ELETRÔNICA DO FUTURO)

ESTRATÉGIA DE DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA (ELETRÔNICA DO FUTURO)

KEMBER ASSOCIATES

ESTRATÉGIA DE DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA (ELETRÔNICA DO FUTURO)

ESTRATÉGIA DE

DESENVOLVIMENTO DA

NANOELETRÔNICA

(ELETRÔNICA DO FUTURO)

Marco Cremona

Departamento de Física – PUC-Rio

Divisão de

Metrologia

de Materiais - Inmetro

2

CONTENTS

Motivação

Déficit:



US$ 30 bilhões (2014)

O faturamento da Indústria

Eletroeletrônica recuou 1,9% no

ano de 2014, na comparação

com 2013. Descontando a

inflação do setor (5,7%), o

faturamento apresentou queda

real de 7,1%.

Perfil dos consumidores

 Indústria essencialmente “seguidora” dos produtos mundiais, sem

pioneirismo e valendo-se de um mercado aberto;

 Produção dedicada quase exclusivamente a atender o mercado

doméstico, com baixo coeficiente de exportação;

 Produção de bens eletrônicos finais, sem agregação de valor no

Brasil em seu design eletrônico, sem componentes locais, sem

diferenciação por marca própria local;

 Inexistência de marcas nacionais expressivas em segmentos de bens

de massa em TIC, com baixa taxa de inovação local em produtos e

processos;

 Baixíssimo conteúdo nacional em componentes eletrônicos de maior

valor agregado que são essenciais para a funcionalidade completa do

bem final (LED, LCDs, microprocessadores, etc.)

Fatores:

• básicos

: instituições, infraestrutura, ambiente

macroeconômico, saúde e educação primária (38º lugar

no ranking Pearson).

inovação

: sofisticação empresarial e inovação (86º

lugar).

57º lugar de 139 países

Fonte WEF Global Competitiveness Report 2014-2015

BRASIL

CORÉIA

Fonte WEF Global Competitiveness Report 2014-2015

Competitividade do Brasil

Fazer acontecer: políticas públicas

Fazer acontecer: Empresas e Academia

Os INCTs

INSTITUTOS NACIONAIS DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

Pesquisadores

400

Iniciação Científica

300

Mestres

280

Doutores

180

Artigos

1500

Patentes

35

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Materiais em Nanotecnologia

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Nano e Microeletrônica

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Nanomateriais de Carbono

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Eletrônica Orgânica

Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Nanodispositivos Semicondutores

INCTs EM ELETRÔNICA E NANOELETRÔNICA

Capacidade tecnológica avançada

Cerâmicas Eletrônicas

Dispositivos para conversão e armazenamento de energia

Filmes Finos Ferroelétricos

Sensores cerâmicos para indústria automotiva

Lasers semicondutores

Moduladores ópticos

LEDs (Displays e iluminação)

Fotodetectores

Células solares

Instrumentação média

Redes de sensores

Robótica

Circuitos Lógicos

Eletrônica Impressa

Eletrônica Flexível (papel eletrônico e cartões inteligentes)

Microprocessadores (Chips)

...

Tecnologias em desenvolvimento nos INCTs

Displays

20%

Circuitos

Lógicos e

memórias

32%

Sensores

6%

Energia

16%

Iluminação

16%

Outros

10%

2020

Mercado da Eletrônica: previsões para 2020

Os

Semicondutores

Orgânicos

são

materiais

constituídos

de

moléculas

orgânicas, a base de carbono.

A Eletrônica Orgânica é a eletrônica

baseada em semicondutores orgânicos

,

diferentemente da eletrônica convencional

que utiliza dispositivos baseados em

semicondutores inorgânicos (Si).

Plástico

Condutividade

Flexibilidade

, plasticidade,

transparência, baixo custo,

produção em rolo (R2R)

+

Transmissão de sinais

elétricos e ópticos

Eletrônica flexível: OLEDs, OPVs, Transistores

Apesar de ser uma tecnologia muito

recente, prevê-se que já em 2015 o

mercado da Eletrônica Impressa atinja

a casa 25 bilhões de dólares (IdTechEx).

Tecnologia Roll-to-Roll (R2R)

Existentes até

2013

Médio Prazo

(2017-2020)

Longo Prazo

(2021+)

Curto Prazo

(2014-2016)

OLED sobre tecidos, prédios inteligentes integrados

Existentes até

2013

Existentes até

2013

Médio Prazo

(2017-2020)

Médio Prazo

(2017-2020)

Longo Prazo

(2021+)

Longo Prazo

(2021+)

Curto Prazo

(2014-2016)

Curto Prazo

(2014-2016)

OLED sobre tecidos, prédios inteligentes integrados

Projetos de design

Luminárias

transparentes e

decorativas

Iluminação integrada

Luminárias flexíveis

Fonte: OE-A

2000 – 2014

~ US$ 40 millions

Investimentos P & D

Comunidade científica

Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica, INCT-INEO

Eletrônica Orgânica no Brasil:

agregar competências

INEO (2008-2014)

 40 grupos de pesquisa

 10 estados

 680 artigos internacionais

 20 patentes

 70 PhD

 140 MSc

2007

2011

Estratégias: estudos CGEE

Exemplo interação ICT - Empresas: Inmetro

WOLED para iluminação

Exemplo parceria Universidade - Empresa: IFSC e FIT

substrate

S

semiconductor

D

dielectric

G

Inkjet-Printed Components

(cross capacitor)

Desde 2008 o BNDES vem tratando a Eletrônica Orgânica

como uma área promissora tecnologicamente, dedicando à

mesma a qualidade de foco na utilização do BNDES Fundo

de Desenvolvimento Tecnológico (FUNTEC).

Desde então cerca de R$ 80 milhões foram enquadrados

para estruturação de operações de financiamento no BNDES

na área de EO.

Em 2013 junto com FINEP e ANEEL foi lançado o plano Inova

Energia.

Proposta



CERTI-Philips: Projeto em parceria com grande player



Estrutura de P&D



Existência de clientes locais (indústria moveleira, designers, etc.)



Fontes de recurso para P&D – BNDES e Finep

Oportunidades



Atração de investimentos em OLEDs (Philips ou concorrentes)



Participação de P&D para produção R2R



Desenvolvimento de luminárias com OLED Philips e outros elos da

cadeia (ex: drivers)

Exemplo 1 (OLED iluminação) :CERTI-Philips-BNDES

Problemas



Dificuldade de retenção de mão-de-obra

Exemplo 2 (OPV):CSEM-MG-BNDES

Proposta



CSEM Brasil: existência de projeto na fronteira tecnológica mundial, com

equipe qualificada e parcerias tecnológicas com principais centros de P&D



Elevada incidência solar



Existência de clientes locais (indústria automotiva, de vidro, agentes do

setor elétrico, etc.)



Fontes de recurso para P&D – Aneel, BNDES, Finep, etc.

Oportunidades



Janela de oportunidade tecnológica relativamente ampla



Baixo interesse das grandes empresas mundiais (concorrência)



Consolidar parceria ou fusão/aquisição de concorrentes

Problemas



Dificuldade de retenção de mão-de-obra



Atrair empresas com porte para levar soluções ao mercado



Cadeia produtiva encontra-se fora do Brasil (Europa)

No caso da eletrônica impressa as tecnologias utilizadas na

P&D são mais facilmente transferidos (em escala maior) para

a produção de massa.

Universidades

e Institutos

Brasileiros

ICT-Empresa

Seed Capital

Fotovoltáicos

Iluminação

Técnicas de

Produção

Sistemas

Inteligentes

Instituto de Tecnologia

Produtos

Conhecimento

em materiais

orgânicos e

inorgânicos

Técnicas de

Integração em

novos dispositivos

Empresas

Estrangeiras

Empresas

Locais

Componentes

Eletrônicos

Start-ups e

Spin-offs

Pré-competitivo

Pesquisa Básica

Formação e Cooperação

Institutos e

Universidades

parceiras

Eletrônica Orgânica e Impressa

Financiamento

Previsão para 2020 (mercado mundial EO)

Iluminação

15 U$ bilhões

Memórias e

lógicas

30 U$ bilhões

RFID

0,2 U$ bilhões

Energia

15.2 U$ bilhões

Sensores

5,6 U$ bilhões

Display

20 U$ bilhões

Sinalização

10 U$ bilhões

EO

96 U$ bilhões

O Brasil tem chance, caso desenhe e execute uma

política inteligente e eficaz, de ser um dos países líderes

dessa nova tecnologia, a qual deverá permear, e

impulsionar, muitos outros segmentos industriais, como

da indústria automobilística, de aeronaves, de sensores

aplicados ao agro negócio e a saúde, da energia, etc.