sou · GLB337 · 1998-01-01 00:00:00 — Inom medicinsk teknik har ett utbildningsprogram inom ci- vilingenjörsutbildningen med koppling till E-sektionen och med en omfattande forskningsverksamhet. Områdena osseo- integration och biokompatibla material bör särskilt nämnas. Materialforskningen vid de båda lärosätena är omfattande med ett antal starka forskargrupper inom bl.a. biomaterial och material för ener- gitillämpningar. Materialvetenskapen har nära kopplingar till mikroe- lektroniken, särskilt beträffande komponenter, elektronik-byggsätt och miljö. Materialforskare från och universitet är samlokaliserade på och i flera fall inom för lärosätena gemensamma institutioner. Den sammantagna voly- men och kompetensbredden är betydande. Verksamheten inom mikroelektronikområdet är omfattande i med bidrag från såväl som universitet. Samarbetet sker främst i form av ett antal professurer inom ett nytt mikroelektronikcentrum. genomförs som ett samarbete mellan och . Mikroelektronikcentrum är en bred satsning för att samla de mikroe- lektroniska aktiviteterna i . Satsningen medför att särskilt dyr utrustning kan utnyttjas effektivt. Forskarskolorna i mikroelektronik och materialvetenskap är gemen- samma för och . Inom området matematik finns ett nära samarbete mellan de bägge lä- rosätena, vilket inbegriper gemensam forskarskola. Specifik för är den forskning som utvecklats kring konstnärliga tekniker och konstnärliga processer, delvis samarbete med , exempelvis de- signforskning med industridesign och materialutveckling. 4.3Samverkan mellan högskola och näringsliv i Det förefaller som om flertalet existerande forskningsinstitut har nära kontakt med näringslivet men att kontakterna med högskolan ofta är mindre väl utvecklade. Forskningsinstituten befinner sig vanligen för långt ifrån högskolan för att tillåta ett flöde av forskare och forskarstu- derande mellan institut och högskola. De institutioner som arbetar med nyttiggörande av forskningsresultat inom högskolan har å andra sidan ibland mindre god kontakt med nä- ringslivet. I dessa fall består verksamheten ofta av att föra ut de forsk- ningsresultat i form av uppfinningar som framkommit inom högskolan till kommersialiserbara tillämpningar. Någon nära samverkan med före- tag utanför högskolan uppnås sällan. Utredningen anser att dessa polariseringar är mindre effektiva, när det gäller att på bästa sätt kunna bistå näringslivet och hålla en position i forskningsfronten. Syftet med denna utredning att hitta ett nytt alternativ som ligger mellan de samverkansformer som finns . Enligt direktiven skall utredningen finna en lämplig inriktning på forskningsverksamheten vid det tekniska forskningsinstitutet som kan tillåta en kvalificerad forskning av i första hand tillämpad karaktär med möjlighet till prototyptillverkning. Institutets verksamhet förutsätts till en betydande del finansieras genom uppdrag från näringslivet. Följande grundförutsättningar bör vara uppfyllda för att verksamhe- ten skall bli framgångsrik: ·Det måste finnas en väl etablerad forskning inom området och en god tillgång på forskare i regionen. ·Det måste finnas en efterfrågan från industrin, såväl inom regionen som nationellt och internationellt. Näringslivet, särskilt industrin, står inför en alltmer teknikintensiv utveckling. Därmed ökar kraven på forskning och utveckling inom före- tagen. Små och medelstora företag har en viktig och ökande betydelse för den ekonomiska utvecklingen. De små och medelstora företagen har dock betydande svårigheter att följa den tekniska utvecklingen. Ett tekniskt forskningsinstitut i som understödjer forskning och utveckling kan fylla en viktig roll. Utredningen har diskuterat främst följande alternativa inriktningar: ·Transportteknik och logistik. Miljöfrågorna och miljöteknikens utveckling är av central betydelse. Det ställs stora krav på industrin såväl till följd av lagstiftning som genom trycket från en allmän opinion. De ökande miljökraven medför behov av att kunna starkt reducera utsläpp av miljögifter. För övervak- ning av sådana utsläpp från processindustrier behövs nya miljömätin- strument och marknaden ökar snabbt. För mätning av t. ex. gasutsläpp bedöms marknaden öka till . Även för att styra de processer, som alstrar miljögifter, behövs en utveckling av nya verktyg. Dessa verktyg utgörs av sensorer och styrdon för proces- serna. Att utveckla metoder och instrument är därför ett område av stor framtida betydelse. Inom det miljötekniska området bedrivs dessutom ett framgångsrikt samarbete mellan och . En avgörande invändning mot en renodlad miljöinriktning av institu- tet är det jämförelsevis ringa antal företag som finns inom denna bransch i . Medicinsk teknik är ett starkt ökande forskningsområde. Kraven på effektivisering och ett ökat teknikinnehåll inom vårdsektorn innebär nya metoder för övervakning, diagnostisering och behandling av patienter. Flera svenska företag har en ledande ställning inom vissa områden. Om- sättningen för denna industri är ca enligt uppskattning. Den del som förutsätter avancerad elektronik utgör enligt uppskattningar halva omsättningen. bör även fort- sättningsvis ha goda förutsättningar att delta i denna utveckling. En inriktning mot transportsektorn i vid bemärkelse kan tänkas täcka flera stora industrisektorer. Bilindustrin står för en stor del av elektroni- förutspås andelen elektronik i en bil att öka från till av produktionsvärdet. Tillämpningar finns redan inom områden som avancerad säkerhetsutrustning, automa- tiska bromsar, motorstyrning etc. Framtida områden av intresse är t.ex. tillämpningar som antikollisionsradar och navigationssystem. Efter överläggningar med företrädare för lärosäten och näringsliv i , framstår en satsning på tillämpad mikroelektronik och elektroniksystem som i hög grad väsentlig för utvecklingen även in- om samtliga ovannämnda områden. Forskning och utveckling inom mik- roelektronik är en nödvändig förutsättning för den industriella utveck- lingen och konkurrenskraften i regionen och landet. Avgörande skäl för valet av mikroelektronik är att det inom detta om- råde finns omfattande kompetens och verksamhet inom regionens hög- skolor och därtill utmärkta förutsättningar för ett fruktbart samarbete med näringslivet. Redovisningen av näringslivsstrukturen i ger vid handen att det dels finns en expansiv elektronikindustri, dels flera mer traditionella branscher som kommer att behöva öka sitt teknologiinnehåll i produkterna . har, som redovisats ovan, en mängd olika bran- scher där mikroelektronik kan medverka till att skapa dynamiska effekter både i en enskild bransch för sig och mellan de olika branscherna. Således bör det tekniska forskningsinstitutet i ha en inrikt- ning mot mikroelektronik, men med ett brett gränssnitt mot olika till- lämpningar. Detta förutsätter en tvärvetenskaplig ansats och goda kon- takter med grundforskning inom flera discipliner. 5Ett tekniskt forskningsinstitut i Ett tekniskt forskningsinstitut inrättas i . Institutet skall vara en länk mellan högskolorna och näringslivet i och vara inriktat på tillämpad forskning. Institutet skall bedriva tillämpad forskning och utvecklingsarbete in- om området mikroelektronikbaserade system. (Kapitel 5.2.3) Forskningen vid institutet skall bedrivas i projektform och företrädes- vis på uppdrag från näringslivet. T ill institutet bör knytas referens- grupper med olika kompetens, t.ex. miljö och design. Verksamheten vid institutet skall ske i nära samverkan mellan univer- sitet och högskolor i . (Kapitel 5.3.1) Institutet skall ledas av en styrelse som tillsätts av regeringen och re- presentera högskola och näringsliv. Styrelsen skall utse en chef till att leda den dagliga verksamheten. Tre professurer vid högskolan bör ha sin huvudsakliga tjänstgöring förlagd till institutet. Ämnesinriktning- arna föreslås vara elektronikkonstruktion, elektroniska system och elektronisk kommunikation. De professurer i elektronikproduktion som beslutats av kan utgöra två av dessa. (Kapitel 5.3.2) Institutet bör ha en liten andel fast anställd personal. Forskare och forskarstuderande vid högskolorna och anställda i företag bör kunna beviljas tjänstledighet för att tjänstgöra kortare perioder vid institutet. (Kapitel 5.3.3) Institutets verksamhet bör bedrivas i form av ett aktiebolag. Bolaget bör i ett inledningsskede ha staten som enda ägare. I samband med utvärderingen av institutet bör det undersökas om insti- tutets verksamhet kan främjas av att näringslivet i form av en intres- sentförening blir delägare i institutet. (Kapitel 5.4) Lokaliseringen föreslås ske i anslutning till mikroelektronikcentrum vid . Två tänkbara områden är och det s.k. Medicinarberget. (Kapitel 5.5) En organisationskommitté bör tillsättas. (Kapitel 6) De som anvisat för institutet bör stäl- las till organisationskommitténs för institutet förfogande och använ- das till de investeringar som är nödvändiga för institutet i ett upp- byggnadsskede. Verksamheten vid institutet skall successivt byggas upp t ill . Därefter skall verksamheten vid institutet utvärderas. (Kapitel 5.5.1 och 5.6) 5.2Verksamhetens inriktning - mikroelektroniska system Mikroelektronisk forskning har sina rötter i fysiken och elektrotekniken. I vid bemärkelse kan mikroelektronik sägas vara hela det forskningsom- råde som producerar kunskap av direkt betydelse för framställningen och funktionen av mikroelektroniska system och komponenter. Alltmer avancerad mikroelektronik ger möjligheter att utveckla mor- gondagens intelligenta system - komplexa system med inbyggda möjlig- heter att mäta, analysera, fatta beslut, kommunicera och styra. Med mik- roelektroniken som bas har exempelvis också den moderna informa- tionsteknologin utvecklats Beskrivningarna i detta avsnitt är huvudsakligen hämtade ur Mikro- elektronik - En framtidsbedömning, 1995 av styr- och refe- rensgrupp i mikroelektronik. Vidare har information hämtats från bl.a. Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik (Strategie und Leitbild 1997). Under ett fåtal år har användningen av informationsteknologi och där- med mikroelektronik ökat enormt. Det är svårt om ens möjligt att tänka sig någon i som inte kommer i kommer kontakt med mikroelektronik. Oavsett om det gäller användningen av ett bankkort i den lokala livsmedelsaffären eller en rymdsond i bana runt jorden, så är mikroelektroniken en förutsättning. Användnings-områdena blir fler och fler. Det är svårt att peka på något område som haft så genomgripande betydelse för människors dagliga liv som mikroe- lektronik. Ett utmärkande drag hos mikroelektroniken är den mycket snabba ut- vecklingstakten. tillverkades kretsar med 500 000 tran- sistorer. byggs mikroprocessorer med mer än 5 miljoner transisto- rer. Det är mycket sannolikt att det kommer att t illverkas kretsar med betydligt mer än 50 miljoner transistorer. Utvecklingen mot högre hastighet på komponenterna sker som storleken krymper och priset sjunker. Kraven från industrin på nya produktionsmetoder och ständigt nytänkande ställer mycket höga krav på forskningen. Design- och konstruktionsmetodik anses av många som en avgörande konkur- rensfaktor, minst lika viktig som själva tekniken för kretsframställning. Lägre energiförbrukning är i sig en viktig pådrivande faktor för ut- veckling av nya och mer avancerade system. Allt eftersom fler produkter kan tillverkas i mindre storlek och blir bärbara ökar kravet på lägre energiförbrukning. Det kommer att ställas större krav på kapsling och byggteknik . Kommunikationen mellan kretsar kräver en ökande andel av den totala effektförbrukningen. Denna utveckling kräver nya byggsätt, framförallt flerkretsmoduler. Genom denna teknik kan ett flertal kretsar monteras i en kapsel. Optokommunikation kommer sannolikt att bli en integrerad del av framtida byggsätt för att kunna hantera mycket höga signalhastigheter i kombination med kompakta byggsätt. Utvecklingstiderna och livslängderna på mikroelektroniska produkter är mycket korta. Nya produkter med förbättrade prestanda lanseras med korta intervall. Detta ställer nya krav på produktframtagningen. I de följande lämnas en mycket översiktlig bild av de områden som kommer att bli viktiga för industri och forskning inom mikroelektronik. Inom utvecklingen av integrerade kretsar (IC, integrated circuits) är CMOS-tekniken dominerande. Den tekniska utvecklingen är inriktad på att minska storlek på kretsarna, linjebredd, pris och matningsspänning. Höghastighetskomponenter har blivit viktigare i och med att nya fi- beroptiska tillämpningar har tagits fram. Utvecklingen av detta elektro- nikområde är nödvändig för att minska vikt, volym och pris på produk- terna inom särskilt mobiltelefonin. Systemkonstruktion ökar i betydelse eftersom de mikroelektroniska systemen blir mer komplexa och ökar i storlek. För att kunna nyttja den tillgängliga produktionskapaciteten uppskattas produktiviteten vid kon- struktionsarbete behöva tiofaldigas . måste metoder för testning av systemen och systemsimulering vidareut- vecklas. Den tekniska utvecklingen inom optotekniken är inriktad på fiberop- tiska transportnät för bl.a. telekommunikation och datakommunikation Elektronikbyggsätt avser realiseringen av en elektronikprodukt, val av teknologiuppbyggnad och produktionsmetod. I begreppet ingår föl- jande områden: konstruktionsmetodik, kretskortsteknik, mikrosystem (Multi-chip-module, MCM) och förbindningsteknik. Beteckningen periferik används för de delar av elektroniska system som behövs för att dessa skall växelverka med människan och omgiv- ningen i övrigt. Bland dessa återfinns sensorer, detektorer, och displayer, samt tekniker för insamling, lagring och utmatning av information. Kvantelektronik utgör ett framtidsområde. Med den senaste utveck- lingen av halvledarteknologi har nanostrukturer blivit möjliga att tillver- ka. Detta ger upphov till unika elektroniska och optiska egenskaper. Helt nya elektroniklösningar blir möjliga. Området förväntas bli av mycket stor betydelse. Diskreta komponenter och integrerade kretsar i kisel är de helt domine- rande produkterna i världens halvledarindustri. saknar i stort sett egen kiselproduktion. De kiselkomponenter som används i svensk indu- stri är till stor del standardkomponenter från utländska tillverkare. Det går en tydlig utvecklingslinje mot ett ökat antal företagsspecifika tillämpningsspecifika integrerade kretsar (s.k. ASIC). Kunskapen att konstruera kretsar är således viktig och av ökande betydelse. För att bibehålla forskning och utveckling inom svensk elektronikin- dustri i landet krävs därför hög kompetens hela vägen från grundforsk- ning till tillämpningsnära forskning inom mikroelektronik. För att kunna ta tillvara den potential för ökad industriell konkur- renskraft för som utvecklingen av halvledartekniken innebär för framtidens elektroniksystem är det nödvändigt med en hög kompetensni- vå inom området elektroniksystemkonstruktion. Kunskaper krävs för såväl analog som för digital konstruktion. Härtill kommer den ökade betydelsen av s. k. smart elektronik där analoga kretsdelar kombineras med digitala styrelektronikblock på ett och samma chip. Utvecklingen av elektronikbyggsätt ökar starkt. Området är av största intresse för de flesta mikroelektroniska utvecklingsområden. Elektronik- byggsätt avser den fysiska realiseringen av elektronik-produkter, val av teknologiuppbyggnad och produktionsmetod. I begreppet ingår kon- struktionsmetodik, kretskortsteknik, mikrosystem (MCM) och förbind- ningsteknik. Systemkonstruktion, kiselteknologi och fotonik är alla av ökande be- tydelse för mikroelektroniska tillämpningar. De kompletterande tekni- kområdena periferikomponenter, mikrosystem m. fl. kan ge stora effekter på systemnivå. Konkurrenskraften ligger ofta i innovativa kombinationer av mer standardbetonad teknik. Kostnaden för utveckling och produktion är måttlig jämfört med avancerade IC-processer. Teknikområdena lämpar sig väl för små- och medelstora företag. Det faktum att mikrosystemtillämpningarna är så varierande ger en unik möjlighet att utsträcka mikroelektronikintresset till många företag inom t. ex. medicinsk teknik, bioteknik, verkstadsindustri och bilindustri. Utredningen förslår ett institut som arbetar med systemnivån, dvs. kompletta lösningar av ett problem som inbegriper mikroelektroniska produkter. Institutet skall hjälpa företag att ta fram produkter som kan utvecklas fram till prototypstadium. För att verksamheten skall bli framgångsrik krävs att den ligger i forskningens framkant. En inte ovanlig situation i gränslandet mellan mikroelektronik och systemteknik är att forskare avslutar sitt arbete på ett stadium där en industriell intressent inte har möjlighet att bedöma teknikens användbar- het. Institutet kan överbrygga detta teknikgap. Utredningen vill dock poängtera att institutet vid val av inriktning skall utgå från de behov som finns på marknaden. Här skisserad inrikt- ning skall uppfattas som ett realistiskt alternativ, men den slutliga ut- formningen av institutets verksamhet kommer med nödvändighet att fast- ställas av institutets styrelse och ledning. Institutet skall ha forskningsledare med hög vetenskaplig kompetens och goda insikter i näringslivets villkor. Verksamheten kan förslagsvis omfatta tre områden: 1.Konstruktion och simulering av elektroniska kretsar och komponenter. 2.Framtagning av system som bygger på nya typer av nyckelkompo- nenter inom mikroelektroniken. 3.Forskning/utveckling på högre systemnivå med inriktning mot exem- pelvis kommunikation, styr- och reglersystem och bildanalys. Exempel på nyckelkomponenter inom mikroelektroniken är: · optokomponenter (sändar- och mottagarenheter vid optisk kommunikation, bildalstrande komponenter), · mikrovågskomponenter (sändar- och mottagarenheter vid radio- och radarkommunikation), · sensorer (komponenter för indata till elektroniska system), · kvantkomponenter (framtidens systembyggstenar), · komponenter som bygger på nya material (Ex.: poröst kisel, organis- ka material, amorfa material). Med en sådan verksamhet kan institutet verka på den marknad som utgörs av företag med behov av utveckling inom elektronikkonstruktion inom ett stort antal branscher. För att upprätthålla hög kompetens och aktiv samverkan med hög- skolans forskare/lärare krävs målinriktad långsiktig teknisk forskning inom områden av omedelbar relevans för aktuella eller framtida tillämp- ningar. Ett företag eller flera i samverkan kan vända sig till få en viss uppgift utförd. Institutet skall förfoga över kunskap om t illgäng- lig kompetens inom och utanför högskolan och ha kontakter som behövs för att inleda diskussioner med intresserade forskare. Utöver de medel som företagen är villiga att bidra med kan institutet ställa ytterligare re- surser i form av forskare, lokaler eller medel till förfogande. Institutet har därvid möjlighet att organisera en grupp med bästa t illgängliga kompetens för det specifika projektet för att i samarbete med företrädare för företag söka lösningar på problemet och finansiering av projektet. Institutet kan också söka anslag från andra finansiärer, t.ex. forsk- ningsstiftelser eller sektorsforsknings-myndigheter. Det kan också söka medel från EU eller från nämnda organ. Utredningen vill särskilt understryka den betydelse institutet kan få för små och medelstora företag. Det är särskilt viktigt för mindre företag att få kontakt med forskning och utveckling för att följa utvecklingen och bevaka möjliga tillämpningar av nya resultat inom verksamhetsom- rådet. Många av de problem som företag har är disciplinövergripande, dvs lösningar fordrar kompetens från olika vetenskapliga områden. Institutet kan möjliggöra samverkanslösningar, t.ex. genom tvärvetenskapliga projektgrupper från olika forskningsinstitutioner och företag. Institutioner och även centrumbildningar inom högskolorna är ofta små och specialiserade. bör ha större bredd än en institution och bör också vid behov kunna arbeta över vida discip- lingränser. Det kan t.ex. gälla integration mellan teknik och design. Det är omöjligt att inom institutet ha permanent kompetens över ett stort om- råde. Det blir därför en avvägningsfråga att finna rätt bredd. Institutet måste kunna hämta erforderlig kompetens från högskola och universitet för tidsbegränsade uppdrag. En flexibel personalorganisation med en stor rörlig resurs i form av medel, lokaler och utrustning är därför nöd- vändig. Forskningen bör bedrivas i väl definierade och avgränsade projekt. Projekten skall definieras i kontrakt mellan institutet och beställaren. Utredningen bedömer att det finns efterfrågan på tre huvudtyper av projekt nämligen ·tillämpade projekt av direkt uppdragskaraktär. Målinriktad strategisk forskning innebär för institutets del att bedriva målinriktad forskning som för forskningsfronten framåt. Det kan innebära forskning i samarbete med flera intressenter för att utveckla områden av direkt intresse inom institutets verksamhetsområde utan att ha omedelbara tillämpningar som mål. Utredningen vill understryka att institutet inte skall bedriva allmän grundforskning i någon betydande omfattning. Sådan verksamhet bör utföras inom högskolan och institutet bör i erforderlig utsträckning kunna bygga på vad som görs där. Investeringar i stora fasta resurser för grundforskning bör därför inte ske. Långsiktiga projekt kan vara projekt inom ett nationellt forsknings- program med bidrag från offentliga organ såsom eller EU för att utveckla ett nytt teknikområde. De kan också bestå av mer långsiktiga samarbeten med näringslivet kring konkurrensneutral FoU. Uppdragsprojekt kan innebära tillämpad forskning som ett led i produktutveckling åt en kund eller flera kunder i samarbete. Sådana projekt bedrivs i relativt stor omfattning vid Fraunhofer-instituten och förväntas komma att utgöra en stor del av institutets verksamhet. Det är viktigt att poängtera att institutet inte skall ägna sig åt verksamhet som utförs av redan existerande kommersiella företag. Institutets inplacering i FoU-systemet Företag har en viss kunskap som är specifik för det egna företaget. Det är denna kunskap som gör företaget unikt och är en förutsättning för företagets position på marknaden. är villiga att låta forsk- ningsinstitutioner få del av denna kunskap. Det som kan kallas företagets strategiska kunskap är den mer allmänna kompetens som krävs för att företaget skall kunna nå den unika kunskapen. För företagets konkurrenssituation är denna kunskapsmassa mer neutral. Därför går det bra att och är i många fall berikande för företaget att samarbeta med andra företag och med högskolan på detta område. Detta sker ofta på högt specialiserad nivå, t.ex. i de s.k. som finns på en rad områden. Dessa beskrivs närmare i kapitel 7. Den kompletterande kunskapen är relaterad till ovanstående steg, men är mindre forskningsberoende och mer inriktad på att tillämpa forskningsresultat för att lösa uppkomna problem eller vidarutveckla produkter och produktionsmetoder. På denna nivå sker samarbetet med i första hand industriforskningsinstituten. Utredningen anser att det tekniska forskningsinstitutet kan bidra till ett tätt gränssnitt mellan företag och högskola/industriforskningsinstitut. Sin huvudroll torde institutet dock få som stöd för företag med ringa eller helt i avsaknad av egen forskning och utveckling. Där saknas en effektiv aktör och institutets uppgift blir att tillgodose existerande behov i detta avseende. Bild 1: Institutets roll i förhållande till företag och forskningsinstitutioner företaget som inte kan föras ut i gemensamma projekt. med liten andel FoU Viktiga utgångspunkter för verksamheten är en flexibel organisation, anpassning till näringslivets behov och hög vetenskaplig kompetens. Flexibiliteten krävs för att snabbt kunna anpassa organisationen till snabbt växlande kompetenskrav. Förståelse för näringslivets behov krävs för att kunna svara mot kraven från kunder och potentiella kunder. Hög vetenskaplig kompetens krävs för ett nära samarbete med högsko- lan.