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A Microeletrônica no Brasil – História e Perpectivas

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

  2. 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

  3. 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

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

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

  6. 1906: Válvula - Triodo Lee De Forest

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

  8. 1958: J. Kilby, Texas Inst., patente de CI, usando processo rudimentar:

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

  10. 1960: MOSFET, nos laboratórios Bell, por D. Kahng and M. Atalla

  11. 1970 - SRAM 256 Bit, Fairchild

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

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

  14. 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.

  15. 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.

  16. Universidades Laboratórios de Microeletrônica.

  17. 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.

  18. ROM 2 k Bit, 1978

  19. Poly gate BCCD, 1981

  20. 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.

  21. 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:

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

  23. 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

  24. 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.

  25. 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 • Transit • Aegis • Itaucom • SID Microeletrônica • Heliodinâmica • Microcircuitos ASA • Politronic • INEPAR • Tecnowatt • AsGa Microeletrônica • ABC Autrônica • Autelcom • Multitel Microeletrônica • Disp. Semic.Discretos– DSD • Cromatek

  26. 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 deMicroeletrônica”.

  27. Instituto do Milênio - CCS RTP LPCVD FTIR

  28. Materials and process modules • 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 Pesquisas:

  29. 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.

  30. Instituto do Milênio • 2001 – 2005: • 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)

  31. NAMITEC: São Luiz Campina G. Recife Brasília Belo Horizonte Campinas • 93 PhD researchers • 27 groups/departments • 17 institutions • 11 cities • 9 states São Carlos Rio de Janeiro São Paulo Florianópolis Porto Alegre

  32. 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

  33. 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.

  34. 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.

  35. 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

  36. 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.

  37. 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

  38. Obrigado pela atençãofreire@dee.ufcg.edu.brhttp://www.dee.ufcg.edu.br/~limchttp://www.dee.ufcg.edu.br/~freire