Nowe technologie mogą pomóc Europie w umocnieniu jej pozycji na światowym rynku mikrochipów

Eksperci twierdzą, że Europa może być daleko w tyle za swoimi globalnymi konkurentami w zakresie tradycyjnej produkcji mikrochipów, ale fala nowatorskich technologii może pomóc jej odzyskać utraconą pozycję, a nawet wyprzedzić konkurencję w zupełnie nowych obszarach.

– Nie powinniśmy próbować konkurować z dzisiejszymi światowymi potentatami, takimi jak TSMC. Musimy wykorzystać ich potencjał i uzupełnić go nowatorskimi technologiami – powiedział Francis Deprez, główny delegat Belgii w Chips Joint Undertaking.

Węglik krzemu i arsenek galu

Technologie te obejmują wykorzystanie nowych materiałów, takich jak węglik krzemu i arsenek galu, uzupełnione innowacyjnym projektowaniem systemów. Na przykład specjalistyczne „chiplety” mogą pomóc w przyspieszeniu innowacji przy niższych kosztach poprzez łączenie bardziej ogólnych chipów i heterogenicznych technologii w bardziej wydajne i funkcjonalne jednostki.

Źródło: Freepik

Deprez zauważa, że Europa zawsze była silna w projektowaniu mieszanych układów analogowo-cyfrowych. Wspomina również o IMEC, niezależnym centrum badań i rozwoju w dziedzinie nanoelektroniki z siedzibą w Leuven, oraz ASML, holenderskim producencie zaawansowanego sprzętu litograficznego wykorzystywanego przez najbardziej zaawansowanych producentów układów scalonych.

Dzięki temu Europa odgrywa wyjątkową rolę w globalnym ekosystemie mikrochipów, nawet jeśli większość produkcji chipów odbywa się gdzie indziej.

– W Europie jesteśmy bardzo dobrzy w wykorzystywaniu naszych umysłów. Wiele rzeczy zaczyna się od nas. Musimy postarać się, aby więcej z tego przełożyło się na wzrost europejskiego przemysłu – stwierdził Deprez, który jest również doradcą naukowym rządu Flandrii.

Nowe możliwości przetwarzania na obrzeżach sieci

Według Paolo Azzoniego, szefa europejskich programów technologicznych w Eurotech Group, Europa nadal ma duże szanse na objęcie pozycji lidera w dziedzinie przetwarzania brzegowego, czyli podejścia opartego na zdecentralizowanym przetwarzaniu danych w pobliżu miejsca ich generowania. Dzięki zmniejszeniu zależności od centralnej infrastruktury chmury obliczeniowej umożliwia ono większą autonomię i odporność systemu, minimalizuje transfer danych oraz zwiększa ich bezpieczeństwo i poufność. Jest to szczególnie istotne w sektorach krytycznych, takich jak mobilność, opieka zdrowotna i energetyka. Eurotech Group projektuje i dostarcza zaawansowane rozwiązania sprzętowe i programowe w zakresie przetwarzania brzegowego i przemysłowego Internetu rzeczy (IIoT) dla szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych.

– Europa ma już silną pozycję w dziedzinie przetwarzania brzegowego i musi teraz przejść do brzegowej sztucznej inteligencji. Dodanie sztucznej inteligencji do przetwarzania brzegowego znacznie zwiększa jego wartość, umożliwiając inteligentne podejmowanie decyzji bezpośrednio u źródła danych. Brzegowa sztuczna inteligencja zapewnia szybszy czas reakcji, większą autonomię, mniejsze zużycie pasma i energii oraz większą prywatność i bezpieczeństwo. Ma to szczególne znaczenie w sektorach takich jak opieka zdrowotna, mobilność i automatyka przemysłowa, gdzie szybkość reakcji, niezawodność i poufność danych mają zasadnicze znaczenie – powiedział Paolo Azzoni, sekretarz generalnego stowarzyszenia branżowego INSIDE, reprezentującego łańcuch wartości komponentów elektronicznych i systemów w ramach wspólnego przedsięwzięcia UE Chips Joint Undertaking.

Europa liderem w obliczeniach neuromorficznych

Azzoni twierdzi, że Europa jest również liderem w zakresie szczególnego rodzaju sztucznej inteligencji zwanego obliczeniami neuromorficznymi. Systemy neuromorficzne przetwarzają informacje naśladując strukturę i funkcjonowanie ludzkiego mózgu, umożliwiając ultra niskie zużycie energii i uczenie się w czasie rzeczywistym. Dzięki temu nadają się one szczególnie do zastosowań brzegowych, gdzie kluczowe znaczenie mają efektywność energetyczna i zdolność adaptacyjna.

Według Azzoniego Europa powinna priorytetowo traktować inwestycje w nowych obszarach, takich jak obliczenia kwantowe oparte na CMOS, które wyróżniają się potencjałem skalowalności przy użyciu sprawdzonych procesów produkcji półprzewodników. Opierając się na istniejącej infrastrukturze CMOS, podejście to zapewnia płynniejszą integrację z obecnymi ekosystemami technologicznymi, a także opłacalny rozwój. W miarę jak obliczenia kwantowe przechodzą od badań do rzeczywistych zastosowań, architektury oparte na CMOS mogą przyspieszyć zdolność Europy do dostarczania praktycznych, gotowych do wdrożenia rozwiązań.

Źródło: Freepik

Specjalistyczna wiedza

Największe możliwości Europa ma w branżach takich jak motoryzacja, opieka zdrowotna, obrona i energetyka. Projektanci chipów ściśle współpracują z klientami końcowymi, aby zrozumieć pojawiające się potrzeby technologiczne. Następnie proponują rozwiązania wymagające interdyscyplinarnych badań i rozwoju, obejmujących całe spektrum technologii, od półprzewodników, przez zintegrowane systemy i oprogramowanie, aż po końcowe zastosowania.

Wzrost popytu na pojazdy elektryczne skłonił naukowców do zwrócenia się ku węglowodorowi krzemu, który pomaga zarządzać energią w zastosowaniach o dużej mocy lepiej niż mikrochipy oparte na czystym krzemie. STMicroelectronics, francusko-włoski producent półprzewodników, buduje na Sycylii fabrykę mikrochipów o wartości 5 mld EUR, która będzie produkować te chipy dla producentów samochodów.

Ekosystemy umiejętności

Jednak transformacja przemysłu motoryzacyjnego wykracza poza sprzęt. Rozwój pojazdów definiowanych programowo zmienia samochód w platformę cyfrową, w której oprogramowanie kontroluje wszystko, od zarządzania energią i wspomagania kierowcy po łączność i cyberbezpieczeństwo. W miarę jak pojazdy stają się coraz bardziej połączone i autonomiczne, oprogramowanie staje się równie ważne jak półprzewodniki. Aby pozostać konkurencyjną, Europa musi inwestować nie tylko w zaawansowane chipy, ale także w ekosystemy oprogramowania i umiejętności, które stanowią podstawę mobilności nowej generacji.

Fotonika

Kolejna niszowa dziedzina, w której Europa ma silną pozycję, oferuje wyższe prędkości transmisji przy niższym zużyciu energii. Jest to ważne dla wszystkich rodzajów zastosowań, od telekomunikacji po centra danych i obliczenia o wysokiej wydajności.

– Nieustannie poszukujemy nowych technologii, które pozwolą nam rozwijać działalność, ale także zaspokajać konkretne potrzeby, na przykład zmniejszenia zużycia energii. Jeśli Europa będzie nadal rozwijać swoje najmocniejsze strony – badania, technologię, konkretne projekty i materiały – może utrzymać znaczącą pozycję w kształtowaniu przyszłości globalnego rynku chipów – mówi Deprez.

Autor oryginału: Brandon Mitchener

Źródło: Science Business