Nano-elektronica is de revolutionaire volgende stap na micro-elektronica, de wijdverbreide technologie op basis van halfgeleiders die op dit moment al de hoeksteen van de hightech economie is. Embedded systemen is de naam van de elektronica en software die intelligent gedrag verlenen aan producten, processen en diensten. Nano-elektronica en embedded systemen maken samen de essentiële hardware en software mogelijk voor elektronische innovatie van producten en diensten in de voornaamste Europese groeimarkten, zoals de automotive industrie, vliegtuigelektronica, consumentenelektronica, telecommunicatie, medische systemen en productietechnologie. Innovatie en toegevoegde waarde in Europese industrieën is steeds meer afkomstig van nano-elektronica en embedded systemen.

Europese Technologie Platforms (ETPs) werden opgericht om ‘…publieke en private stakeholders bijeen te brengen om gemeenschappelijke onderzoeksagenda’s op te zetten en te implementeren in relevante industriële gebieden…’ om de doelstelling van R&D-investeringen van 3 procent van het BNP op te pakken, zoals gedefinieerd door de Europese Unie in Lissabon in 2000.

De ETPs ENIAC (European Nano-electronics Initiative Advisory Council) en ARTEMIS (Advanced Research and Technology for Embedded Intelligence and Systems) zijn initiatieven onder leiding van de industrie om de positie van Europa als vooraanstaande wereldwijde speler op het gebied van nano-elektronica en embedded sytemen te versterken. Zij brengen toonaangevende industriële en academische partijen samen met nationale en Europese organen om een coherente en geïntegreerde Europese onderzoeks- en ontwikkelingsstrategie op te zetten en te implementeren. De Strategische Onderzoeksagenda (Strategic Research Agenda/SRA) van deze ETPs schetst de evolutie van het vakgebied van een middellange- tot langetermijnperspectief en identificeert belangrijke technologische uitdagingen die moeten worden overkomen om Europa in staat te stellen de door hun respectievelijke High Level Groups vastgestelde visie te implementeren.

Nano-elektronica en embedded systemen zijn beide sterke groeisectoren en vereisen grondige R&D. De totale R&D-inspanningen van de Europese industrie op deze gebieden bedroeg meer dan 20 miljard euro in 2005, waarvan 435 miljoen euro werd geïnvesteerd in precompetitief samenwerkings-R&D naar een later stadium van het productieproces, voornamelijk via de EUREKA-clusters ITEA en MEDEA. De financiële doelstelling van de ETPs voor R&D is een stijging van meer dan 40 procent in precompetitief gezamenlijk R&D van 2005 tot 2010 op voorwaarde dat dit wordt gesteund met vergelijkbare nationale en Europese fondsen.

De Nederlandse regering heeft economische groei tot prioriteit gemaakt met een duidelijke afgebakende strategie om innovatie en groei te bevorderen door op sleutelgebieden te focussen die staan voor bestaande sterkten en excellentie. Eén sleutelgebied dat is gedefinieerd door het Nederlandse innovatieplatform is Hightech Systemen en Materialen. Nano-elektronica en embedded systemen vormen de spil in dit brede en gevarieerde sleutelgebied, wat blijkt uit het feit dat ongeveer 40 procent van de private R&D in Nederland hierin wordt geïnvesteerd.

De Nederlandse industrie heeft een unieke positie in de wereld doordat zij de volledige waardeketen beheerst, een essentieel voordeel aangezien kennis afkomstig uit de markt en over de toepassing noodzakelijk is om betere beslissingen te nemen en snellere vooruitgang mogelijk te maken bij de ontwikkeling van nieuwe producten. Uit sociaal-economisch oogpunt is er een wijdverbreide industrie van complexe elektronica, met een hoge groeisnelheid, enigszins als de kolen- en staalindustrie die de basis vormde voor de Europese Unie; van wereldklasse zijn, heeft niet alleen economische gevolgen voor de omzet, maar wat ook van belang is, is het beheer over de toepassing; in beveiligingskwesties heeft het bijvoorbeeld grote voordelen om in staat te zijn om het ‘slot en de sleutel’ zelf te maken. Het dient de sociale behoeften van de Europese gemeenschap en het Nederlandse zorgstelsel door banen van een hoog niveau te verschaffen en door met export waarde toe te voegen aan de economie, en maakt het mogelijk dat Nederland met kennis zijn doel op een duurzame manier kan bepalen, aangezien dit gebied een hoog kennis- en ervaringsniveau vereist.

Het afgelopen jaar werden er plannen ontwikkeld om dit deel van de Nederlandse economie te vergroten en stimuleren met het oog op de creatie van een ecosysteem van wereldklasse, een Nederlandse Pôle de Compétitivité (PdC), met ‘Silicon Valley’ reputatie, op het gebied van nano-elektronica en embedded systemen. De Nederlandse PdC, genoemd Point One (Pole of innovative technology on nanoelectronics and embedded systems) heeft de potentie om een belangrijke speler te worden met wereldwijde zichtbaarheid door de unieke combinatie van sterkten in de waardeketen en de bewezen prestaties en successen van zijn industrie. Er zijn veel voordelen voor Nederland om in zo’n initiatief te investeren. Het verschaft de vroegst mogelijke toegang tot essentiële geïntegreerde componenten die een voorsprong geven, ontwerp- en architectuurkwaliteiten om toe te passen in hightech producten en diensten, en versterkt bestaande sterkten in de voornaamste groeisectoren. Point One zal ervoor zorgen dat belangrijk intellectueel eigendom wordt gegenereerd in Nederland, waar Nederland zijn voordeel mee kan doen, dat vorm en richting geeft aan de toekomst, ook door bij te dragen aan een houdbare economie door energiebehoud en milieubeheer. Kritische massa wordt verschaft door grote industriële spelers die in de hele economische waardeketen MKB-bedrijven en starters in opkomende segmenten kweken. Onderzoeksinfrastructuren waarin de industrie innovatiegeoriënteerd wetenschappelijk onderzoek en onderwijs stimuleert, worden mogelijk gemaakt. Succesvolle realisatie van Point One zal leiden tot continue werkgelegenheid voor hoogontwikkelde kenniswerkers en op iedere directe industriële werknemer tot tien indirecte banen creëren.

De maatschappij van de toekomst verwacht omgevingen die sensitief zijn en reageren op de aanwezigheid en behoeften van mensen, gekenmerkt door vele onzichtbare apparaten die in de omgeving verspreid zijn. Apparaten die kennis hebben van hun situationele staat, die individuele gebruikers kunnen herkennen, zich aanpassen aan de behoeften van elke gebruiker en anticiperen op de wensen van elke gebruiker zonder bewuste tussenkomst. Met andere woorden, omgevingen die gebaseerd zijn op de Ambiënte Intelligentie-gedachte.

In deze wereld van Ambiënte Intelligentie hebben de ETPs ENIAC en ARTEMIS een gelaagde structuur en basisvocabulaire opgericht om maatschappelijke behoeften te vertalen in de context van een applicatie, en van daaruit de stap te maken van de voornaamste systeemontwerpuitdagingen tot aan de onderliggende halfgeleidertechnologiedomeinen. Elk niveau wordt opgebouwd uit items die onderzoeksprioriteiten vormen voor het succes van de ETPs.

Veel Europese onderzoeksprioriteiten zijn van direct belang voor de Point One, maar niet alle. Wat wel of niet relevant is, wordt gedicteerd door de bestaande sterkten van kenniscentra en industriële infrastructuren in Nederland. De planning binnen Point One en het BoegBeeldprogramma ten opzichte van Europese SRAs wordt toegelicht in onderstaande opsomming van de ENIAC- en ARTEMIS-onderzoeksprioriteiten. Een volledige omschrijving van elk item kan worden gevonden in de originele ETP SRA-documenten.

Het spreekt voor zich dat alle opgesomde Maatschappelijke Behoeften evenzeer op Nederland van toepassing zijn als op de rest van de EU:

1. –

   Gezondheid, bijvoorbeeld ‘De dokter in je zak’, real-time diagnostiek, biochips/lichaamssensoren;

2. –

   Mobiliteit en Transport, bijvoorbeeld ‘100% veiligheid op de weg’, geïntegreerde transportsystemen, preventie van vervuiling;

3. –

   Zekerheid en Veiligheid, bijvoorbeeld persoonlijke noodsituatiesystemen, beveiliging tegen criminaliteit en terrorisme, veilige thuisomgeving;

4. –

   Communicatie, bijvoorbeeld naadloze toegang met of zonder draden, mobiele diensten zonder compromis, bescherming van privacy en content;

5. –

   Opleiding en Entertainment, bijvoorbeeld overal en altijd leren, content met de beste kwaliteit (bijvoorbeeld HDTV), bescherming van content.

Op het niveau van de Applicatie Context worden twee segmenten geselecteerd voor Point One, omdat ze aanzienlijk relevanter zijn voor de Nederlandse economie dan de andere twee. De geselecteerde segmenten zijn ‘Industrieel’ en ‘Privéruimten’; in beide is een solide industriële en academische competentie en ambitie aanwezig:

1. –

   Industrieel: grote, complexe en veiligheidskritische systemen die Automotive, Luchtvaart, Productie omvatten, en specifieke groeisectoren zoals biomedisc;

2. –

   Privé-ruimten: systemen en oplossingen bieden voor huizen, auto’s en kantoren, voor verhoogd plezier, comfort, welzijn en veiligheid.

‘Nomadische Omgevingen’ en ‘Publieke Infrastructuur’ zijn niet geselecteerd voor Point One:

1. –

   Nomadische Omgevingen: apparaten zoals PDAs en systemen op het lichaam die het mogelijk maken om te communiceren in veranderende en mobiele omgevingen en gebruikers toegang tot informatie en diensten bieden terwijl ze onderweg zijn;

2. –

   Publieke Infrastructuur: belangrijke infrastructuur, zoals luchthavens, steden en snelwegen, die de grootschalige inzet van systemen en diensten beslaat waar de burger in het algemeen voordeel bij heeft (bijvoorbeeld communicatienetwerken, verbeterde mobiliteit, energiedistributie, intelligente gebouwen).

In Systeemontwerp Uitdagingen wordt in Point One nu en in de toekomst zoals we die nu kennen in de volle breedte bestreken:

1. –

   Referentieontwerpen en -Architecturen: referentieontwerpen die standaardarchitectuuroplossingen bieden voor een gegeven bereik van applicaties om de uitdaging van complexiteit aan te gaan en synergie te creëren tussen marktsectoren;

2. –

   Naadloze Verbindingen en Middleware: middleware die naadloze verbindingen en interoperabiliteit op grote schaal mogelijk maken om nieuwe functionaliteiten en nieuwe diensten te ondersteunen en de ambiënte intelligente omgeving te bouwen;

3. –

   Systeemontwerpmethoden & Tools: systeemontwerpmethodologieën en bijbehorende tools voor snel ontwerp en ontwikkeling, en generieke technologieën afkomstig uit basiswetenschap.

Op het niveau van de technologiedomeinen heeft de Nederlandse industrie en wetenschap specifieke innovatieve sterkten die verband houden met opkomende grote groeimarkten die een sterke nadruk rechtvaardigen. Overeenkomstig deze sterkten zal Point One zich richten op ‘Meer dan Moore’ samen met ‘Heterogene Integratie’, ‘Benodigdheden en Materialen’ en ‘Ontwerpautomatisering’. Deze laatste houdt nauw verband met de bovenliggende Systeemontwerp Uitdagingen:

1. –

   Meer dan Moore: niet-digitale functies en menselijke interface;

2. –

   Heterogene Integratie: totale systeemintegratie (‘Systeem in Pakket’);

3. –

   Benodigdheden en Materialen: technologie in productieproces mogelijk maken;

4. –

   Ontwerpautomatisering: effectief platformgebaseerd systeemontwerp mogelijk maken.

‘Meer Moore’ en ‘Voorbij CMOS’ zijn niet geselecteerd voor Point One:

1. –

   Meer Moore: complexe digitale circuits (geavanceerde CMOS en geheugens);

2. –

   Voorbij CMOS: de fysieke grenzen van verhoudingen oprekken.

Bovenstaande beperkingen bepalen een focus voor Point One die ongeveer 50 procent van het totale bereik van ENIAC en ARTEMIS beslaat. Zo positioneert de PdC zich als een sterke en goed uitgebalanceerde entiteit die complementair is aan de grote industriële R&D-conglomeraten in Crolles (op het gebied van CMOS), Dresden (op het gebied van geheugens) en vergelijkbare kennisclusters rondom in embedded systemen, zoals het System@tic-conglomeraat in Parijs.

De implementatie van de geselecteerde Point One onderzoeksprioriteiten en in het bijzonder van de economische ambitie van de industrie zal de mobilisatie van een kritische massa middelen vereisen, en ook effectieve coördinatie tussen de verschillende programma’s op EG-, intergouvernementeel en nationaal niveau. Dit kan alleen worden bereikt door middel van duurzame, door de industrie geleide, publiek-private samenwerking waarin private, nationale en Europese publieke middelen worden gecombineerd. Point One heeft gekozen voor een integrale aanpak om de langetermijndoelen van de SRA te realiseren volgens vier gerichte en actiegeoriënteerde routes.

Strategische gezamenlijke onderzoeksprojecten op het gebied van nano-elektronica en embedded systemen, als Nederlandse bijdrage aan de Europese roadmaps, met als doel om Nederlandse en Europese concurrentiekracht te ontwikkelen. Onderzoeksprojecten uitvoeren die strategische sociale en economische doelen dienen. Onderzoeksresultaten die relevant zijn voor productontwikkeling door de industrie. Deze actielijn is relevant voor de tender 2006.

Open interface tussen industrie en wetenschappers. Industriële behoeften laten aansluiten bij academische technologische input. Instroom van academische kennis in industriële vaardigheden ontwikkelen. Onderzoeksagenda van het Instituut moet strategische, sociale en economische doelen dienen overeenkomstig internationale initiatieven en programma’s. Technologische input van wetenschap richting industrie. Overzichtsprogramma van kennisvalorisatie.

Wetenschappelijke en hbo-technische onderwijsprogramma’s laten aansluiten bij industrie. Tegemoetkomen aan industriële behoeften in termen van vakbekwame mensen en het niveau van de opleidingen. Onderwijsprogramma wordt aangepast op de laatste technologische behoeften. Personeel met relevante kennis en ervaring (bijvoorbeeld getraind in relevante toegepaste technologieën).

Steun bestaande MKB-bedrijven en starters. Verbeter de wereldwijde concurrentiepositie van het MKB in relevante technologieën. Het programma omvat een brede reeks voorwaarden voor verbeterde concurrentiekracht (training, kennisoverdracht, faciliteren van starters, acquisitie van nieuwe spelers, business development, venture capital fondsen).

In dit plan geeft actielijn 1 richting aan het portfolio van meewerkende R&D-projecten noodzakelijk voor het behalen van de door Point One geselecteerde onderzoeksprioriteiten. De combinatie van routes 2, 3 en 4 zullen het Point One ecosystem mogelijk maken en ontwikkelen. Deze drie actielijnen zijn niet relevant voor de tender, maar hebben een eigen traject. Binnen elke route zullen specifieke programma’s worden gestart. Projectvoorstellen zullen worden beoordeeld met de in deze SRA uiteengezette doelen, waarbij voorrang gegeven wordt aan die activiteiten die meerdere onderzoeksprioriteiten beslaan en een significante impact hebben op de eerder beschreven economische ambities van de Point One.

Point One zal voortbouwen op bestaande best practices van MEDEA+-, ITEA en het IS-Internationaal programma, creëert effectieve interactie met de EG Joint Technology Initiatives in Nano-elektronica en Embedded Systemen, en volgt nauwlettend de ontwikkelingen van deze initiatieven als zij worden uitgerold. Voor wereldwijde marktkansen op de lange termijn zal effectief gebruik worden gemaakt van de technische roadmaps die door MEDEA+, ITEA2, ENIAC en ARTEMIS zijn ontwikkeld en onderhouden, en ook door de ITRS.