A Microeletrônica no Brasil – História e Perpectivas
Raimundo Carlos Silvério Freire
LIMC - UFCG
Campina Grande, PB
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
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
Por que analisar a história da microelectrônica no Brasil?
• Interesse das pessoas na área.
• Aprender com os erros do passado.
• Marconi:
– 1895: Primeiro experimento com transmissão eletromagnética de sinais.
– 1900: Transmissão de ondas de rádio.
Acontecimentos Internacionais Importantes
1906: Válvula - TriodoLee De Forest
Descoberta do transistor bipolar nos laboratórios Bell,
12/1947, Bardeen e Brattain
• 1958: J. Kilby, Texas Inst., patente de CI, usando processo rudimentar:
Desenvolvimento do processo planar, na Fairchaild, 1958, by J. Hoerni
Desenvolvimento de Circuitos Integrados pelo processo planar, na Fairchaild, 1959, por Robert N. Noyce
1960: MOSFET, nos laboratórios Bell, por D. Kahng and M. Atalla
1970 - SRAM 256 Bit, Fairchild
Técnica de Implantação de Ions
• Proposta em 1954 por W. Shockley
• Introduzida na Indústria nos anos 1970.
No Brasil:
1. Trabalhos pioneiros
2. Universidades1. Fabricação de dispositivos de silício
2. Materiais III-V e Dispositivos
3. Projetos de CIs
3. Institutos nacionais
4. Indústria
5. SBMicro – 20 anos
6. Atividades recentes.
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.
Trabalhos pioneiros
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.
Universidades
Laboratórios de Microeletrônica.
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.
ROM 2 k Bit, 1978
Poly gate BCCD, 1981
• 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.
LED (CCS) na UNICAMP: 1974 – C. I. Z. Mammana
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:
Desenvolvimento de Processo de Fabricação
Outros Labaratórios III-V
• IF at USP, S.Paulo
• IF at USP, S. Carlos
• DF at UFMG
• CETUC at PUC-RJ
• 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)
Laboratórios de Projetos e Ferramentas de CAD• ITA • UFRJ• EFEI• UFMG (DC e EE)• UnB (DC e EE)
• UFBA• UFPE• UFCG• UFRN• UFMA• UFPA
Em torno de 28 grupos
• CPqD – Campinas, SP
• CenPRA (former CTI) – Campinas, SP
• LNLS – Campinas, SP
• INPE – São José dos Campos, SP
• CEITEC – Porto Alegre, RS
• CTPIM – Manuas, AM.
Institutos Nacionais de Semiconductors
Indústrias de SC• Transit• Aegis• Itaucom• SID Microeletrônica• Heliodinâmica• Microcircuitos ASA• Politronic• INEPAR• Tecnowatt• AsGa Microeletrônica• ABC Autrônica• Autelcom• Multitel Microeletrônica• Disp. Semic.Discretos– DSD • Cromatek
• Philco > Philco/RCA
• Icotron
• Semikron
• Texas Instruments
• Fairchild
• Philips
• Sanyo
• Rhom
• IDEA! Sistemas Eletrônicos Ltda
• Vertice Sist Integrados
• Quick Chip
• Elebra Microeletrônica
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 de Microeletrônica”.
Instituto do Milênio - CCS
FTIR
RTPLPCVD
Pesquisas:• 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
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.
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)
São Paulo
Porto Alegre
Florianópolis
Campinas
Recife
Brasília
Rio de Janeiro
Campina G.
São Luiz
Belo Horizonte
NAMITEC:
•93 PhD researchers• 27 groups/departments• 17 institutions• 11 cities• 9 states
São Carlos
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
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.
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.
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
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.
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
Obrigado pela atenção
http://www.dee.ufcg.edu.br/~limc
http://www.dee.ufcg.edu.br/~freire