Saradnja Univerziteta Crne Gore i globalnog tehnološkog lidera Azoteq dovela je do razvoja prvog čipa projektovanog i testiranog domaćim znanjem
Crna Gora je napravila istorijski iskorak iz učionica i laboratorija pravo u srce globalne mikroelektronike. Prvi čip projektovan uz ključne domaće resurse stigao je iz svjetskih clean room postrojenja nazad u Podgoricu, označavajući početak jedne nove tehnološke epohe. Projekat je rezultat saradnje Elektrotehničkog fakulteta Univerziteta Crne Gore i kompanije Azoteq, svjetskog lidera u oblasti senzorske interfejsne elektronike. U razgovoru za Glasnik, prof. dr Nikša Tadić objašnjava kako je od jednog akademskog susreta nastala međunarodna tehnološka priča, zašto je riječ o ozbiljnom naučnom iskoraku i kako ovaj poduhvat može postati temelj razvoja domaće mikroelektronske industrije.
Dizajn prvog crnogorskog mikro čipa predstavlja veliki iskorak za domaću tehnološku scenu. Kako je nastao ovaj projekat i ko je inicirao njegov razvoj?
N. Tadić: Prvi susret sa dr Frederikom Bruverom, osnivačem i vlasnikom kompanije Azoteq, svjetskog lidera u oblasi senzorske interfejsne elektronike, desio se u oktobru 2023. godine, na Elektrotehničkom fakultetu, Univerzitet Crne Gore. Tokom tog susreta konstatovali smo da postoji visok stepen kompatibilnosti između naučno-istraživačkih projekata Grupe za integrisane mikrisisteme sa Elektrotehničkog fakulteta i razvojnog programa kompanije Azoteq. G-din Fredrik Bruver doktorirao je u oblasti elektronike na Univerzitetu u Pretoriji, Južna Afrika, i od samog početka svoje profesionalne karijere davao je prioritet naučno-istraživačkom radu u oblasti poluprovodničkih tehnologija. Stoga, njegov zahtjev za uvidom u naše naučne radove nije bio iznenađenje.
U narednom periodu imali smo više sastanaka sa predstavnicima kompanije Azoteq, prije svega sa Mr Srđanom Boričićem. Tokom ovih sastanaka definisani su detalji po pitanju osnivanja Azoteq Montenegra, predstavništva kompanije Azoteq, prvog dizajnerskog centra za projektovanje čipova u Crnoj Gori. Kompanija Azoteq Montenegro zvanično je registrovana u avgustu 2024. godine, sa sjedištem u Naučno-tehnološkom parku. Tokom oktobra iste godine potpisan je Ugovor o saradnji između Elektrotehničkog fakulteta i Azoteq Montenegra. Narednog mjeseca održan je još jedan sastanak sa Dr Frederikom Bruverom, na kojem je definisan prvi zajednički projekat Azoteq-a i Elektrotehničkog fakulteta. Odlučeno je da to bude konvertor napona u frekvenciju potpuno novog dizajna, koji je predstavljao temu jednog master rada realizovanog u to vrijeme na Elektrotehničkom fakultetu, u Grupi za integrisane mikrosisteme. Čip sa ovim konvertorom napona u frekvenciju u 180 nm CMOS tehnologiji projektovan je u Azoteq Montenegru, od februara do juna 2025. godine, kada je poslat na fabrikaciju u jedan od clean room-ova na Tajvanu. Konačno, prvi fabrikovani čipovi za koje se može reći da su projektovani i testirani korišćenjem resursa kojima rapolaže naša zemlja stigli su u Crnu Goru krajem oktobra 2025. godine.
Možete li nam objasniti šta tačno predstavlja ovaj „mikročip“ — čemu služi i u kojim oblastima tehnologije bi mogao da bude primijenjen?
N. Tadić: U pitanju je novi tip konvertora napona u frekvenciju koji, šire gledano, predstavlja posebnu klasu analogno-digitalnih konvertora. Ovi gradivni elementi koriste se za pretvaranje analognih signala u binarne kodove. Naime, svi signali kojima smo okruženi u svom izvornom obliku pripadaju kategoriji analognih, odnosno, kontinualnih signala. Da bi signali govora, zvuka, muzike, pokretne i nepokretne slike, senzorski signali, elektroenergetski signali,… mogli da se koriste u savremenim informaciono-komunikacionim tehnologijama potrebno je izvršiti njihovu digitalizaciju. Operaciju pretvaranja analognih signala u digitalni oblik obavljaju analogno-digitalni konvertori, odnosno, konvertori napona u frekvenciju.
Dizajn konvertora napona u frekvenciju o kojem je riječ predstavlja ozbiljan naučni iskorak, i posjeduje značajne prednosti u odnosu na industrijske standarde koji se mogu naći na tržištu, kao i u odnosu na postojeća rješenja koja su dostupna u naučnoj literaturi. Projektovan je u 180 nm CMOS tehnologiji, i zauzima aktivnu površinu na čipu od 200 mm x 200 mm. Naš dizajn posjeduje određene prednosti u odnosu na postojeća rješenja u pogledu napona napajanja, disipacije snage, osjetljivosti, linearnosti, i temperaturnog opsega. Kao i svi ostali tipovi analogno-digitalnih konvertora, primjena našeg konvertora napona u frekvenciju vrlo je široka. Konvertori napona u frekvenciju imaju visok stepen imunosti na uticaje smetnji koje se javljaju u agresivnom radnom okruženju (varijacije napona napajanja, „prljave“ struje u elektrodistributivnoj mreži, elektromagnetne smetnje u domenu visokih frekvencija,...), te masovno nalaze primjene u industrijskim postrojenjima različitog tipa. U bazi podataka WIPO-a (World Intellectual Property Organization), krovne svjetske institucije za zaštitu intelektualne svojine koja okuplja 194 zemlje svijeta, postoji preko 35 000 patenata koji u sebi sadrže neki od postojećih tipova konvertora napona u frekvenciju kao sastavni dio uređaja koji je patentiran.
Kazali ste da je projekat je realizovan uz saradnju Univerziteta Crne Gore i Elektrotehničkog fakulteta. Koliko je ključna uloga akademske zajednice u ovom uspjehu i kakvu podršku ste imali od države i industrije?
N. Tadić: Uobičajeno je da razvoj visokih poluprovodničkih tehnologija započinje planskim ulaganjem u ovu oblast iz javnih fondova od strane države. Nakon stvaranja potrebne infrastrukture, prije svega u domenu kadrova i laboratorijske opreme, na scenu stupa privatni kapital. U Crnoj Gori desila se obrnuta situacija: prvo je došao privatni kapital iz Južne Afrike, što je rezultiralo otvaranjem dizajnerskog centra za projektovanje integrisanih kola Azoteq Montenegro, a tek nakon toga je naša država počela da obraća pažnju na početak formiranja novog stuba ekonomije u Crnoj Gori u domenu visokih poluprovodničkih tehnologija.
Slaba veza između akademske zajednice i društvenog, odnosno, privrednog okruženja u Crnoj Gori uzrokovana je prije svega malim nivoom aktivnosti koje zahtijevaju naučno-istraživačku podršku. Posljednjih godina uočava se zaokret u crnogorskom naučnom “main stream-u”. Primjetna je orjentacija vladinih institucija ka sve većem finansiranju naučno-istraživačkih projekata u domenu jačanja veza između akademije i industrije. U skladu sa ovakvom orjentacijom, Fond za inovacije Crne Gore učestvovao je u finansiranju prvog čipa projektovanog i testiranog korišćenjem resursa kojima raspolaže naša zemlja, i koji je povod ovog intervjua. Takođe, Ministarstvo prosvjete, nauke i inovacija odobrilo je Grupi za integrisane mikrosisteme sa Elektrotehničkog fakulteta finansiranje naučno-istraživačkog projekta iz oblasti optičkih senzora za 3D kamere za primjene u robotici.
Šta predstavlja prelazak „sa makroplana na svijet minijature“, kako je rečeno prilikom predstavljanja čipa i zašto je ovaj korak važan za razvoj domaće tehnologije?
N. Tadić: Od nastanka elektronike kao nauke krajem XIX vijeka sa pojavom prvih pojačavačkih kola koja su se koristila u tadašnjoj radio-tehnici (Nobelova nagrada za fiziku 1909. godine), minijaturizacija elektronskih aktivnih i pasivnih komponenti predstavlja jedan od ključnih trendova. Otkrićem bipolarnog tranzistora 1947. godine (Nobelova nagrada za fiziku 1956. godine) poluprovodnička elektronika počinje da potiskuje elektronske cijevi. Elektronski sistemi bazirani na tranzistorima tokom 50-ih godina prošlog vijeka imali su neuporedivo manji gabarit i manju potrošnju električne energije od prethodne generacije elektronskih sistema sa elektronskim cijevima. Sljedeći korak u minijaturizaciji elektronskih komponenti desio se 1959. godine sa pojavom prvih čipova u američkim kompanijama Texas Instruments i Fairchild Semiconductor (Nobelova nagrada za fiziku 2000. godine). Čip predstavlja monokristalnu pločicu minijaturnih dimenzija najčešće napravljenu od dopiranog silicijuma na kojoj su smještene sve aktivne i pasivne elektronske komponente koje čine jedno elektronsko kolo. Osim što je došlo do daljeg smanjenja gabarita, novi koncept realizacije elektronskih kola na čipu omogućio je smanjenje potrošnje električne energije, brži rad elektronskih kola i manji uticaj smetnji. Tokom proteklih decenija dimenzije elektronskih komponenti se u kontinuitetu smanjuju kako bi se na istu površinu čipa moglo smjestiti više tranzistora. Na ovaj način se u kontinuitetu povećava gustina pakovanja, uz smanjenje parazitnih efekata i povećanje brzine rada elektronskih kola. Na taj način došlo se do realizacije kompletnih sistema na čipu koji obavljaju veoma složene operacije. Sredinom 60-ih godina prošlog vijeka Gordon Moore (suosnivač Fairchild Semiconductor-a, prve kompanije u Silikonskoj dolini, i Intel-a) formulisao je zakon koji nosi njegovo ime, po kojem se broj tranzistora integrisanih na čipu udvostručava približno svake dvije godine. Danas imamo čipove sa nekoliko desetina milijardi tranzistora integrisanih na površini od nekoliko kvadratnih centimetara.
Prelazak “sa makroplana na svijet minijature” veoma je važan za razvoj domaće tehnologije jer su profitne stope u oblasti visokih poluprovodničkih tehnologija najveće od svih industrijskih grana u svijetu. Ulaganje u ovaj sektor rezultirao bi formiranjem novog stuba ekonomije u Crnoj Gori i vidljivim povećanjem domaćeg bruto nacionalnog proizvoda. Važno je dodati da su u pitanju ekološki čiste tehnologije koje će se intenzivno razvijati u budućnosti. Razvojem visokih poluprovodničkih tehnologija postajemo kompatibilni sa međunarodnim okruženjem u domenu visokih tehnologija, prije svega sa zemljama Evropske Unije. Na žalost, Evropska Unija zaostaje u domenu visokih poluprovodničkih tehnologija u odnosu na Sjedinjene Američke Države i zemlje Dalekog istoka. Na sreću, autoriteti iz Evropske Unije su to uočili, i odlučili da promijene ovaj disbalans velikim ulaganjima u razvoj visokih poluprovodničkih tehnologija na prostoru Evropske Unije.
Da li planirate komercijalizaciju ovog čipa, odnosno partnerstva sa domaćim i međunarodnim kompanijama za dalju proizvodnju i upotrebu?
N. Tadić: Vlasništvo nad čipom sa konvertorom napona u frekvenciju ima kompanija Azoteq. Dakle, Azoteq-ova centrala u Južnoj Africi odlučiće o načinu na koji će se ovaj čip eksploatisati. Prvi korak je zaštita intelektualne svojine (pokretanje patentnih procedura u Južnoj Africi, Sjedinjenim Američkim Državama, Njemačkoj, Kini,…), a nakon toga publikovanje radova u naučnim časopisima. Zatim će se pristupiti komercijalizaciji čipa, sa dva moguća scenarija. Prema prvoj varijanti pristupilo bi ser serijskoj proizvodnji čipa kao posebnog gradivnog bloka sa širokim spektrom primjena, koji bi se distribuirao preko Azoteq-ove prodajne mreže, kao i specijalizovanih trgovinskih lanaca za prodaju elektronskih komponenti. Prema drugoj varijanti, čip sa konvertorom napona u frekvenciju bi se koristio u budućim Azoteq-ovim složenim elektronskim sistemima koji se baziraju na konvertovanju analognog u digitalni signal. Kroz komercijalizaciju tih složenijih sistema došlo bi do indirektne finansijske valorizacije našeg čipa sa konvertorom napona u frekvenciju.
U kojoj mjeri ovaj projekat otvara mogućnosti za razvoj lokalne mikroelektronske industrije, uključujući laboratorije, startupove i edukaciju mladih inženjera?
N. Tadić: Velika većina svih kompanija koje se bave projektovanjem integrisanih kola nema svoju sopstvenu proizvodnju čipova. Fabrikacija integrisanih kola obavlja se u postrojenjima poznatim pod imenom clean room, kojih ima ograničen broj u svijetu. Mali broj kompanija koje se bave dizajnom čipova imaju svoje sopstvene clean room-ove. U pitanju su najveće kompanije u domenu visokih poluprovodničkih tehnologija, dok svi ostali dizajneri svoje čipove fabrikuju u clean room-ovima koji su specijalizovani za pružanje usluga proizvodnje čipova.
Izvjesno je da Crna Gora neće imati sopstvenu proizvodnju čipova, jer clean room podrazumijeva velike investicije, kao i veliki kadrovski potencijal. Cilj je da se u Crnoj Gori, osim Azoteq Montenegra, formiraju dizajnerski centri za projektovanje čipova, kao i za mjerenje performansi fabrikovanih čipova. Sama fabrikacija čipova obavljala bi se u nekom od postojećih clean room-ova u svijetu. Laboratorija za elektroniku i mjerenja Elektrotehničkog fakulteta koja se nalazi u Nučno-tehnološkom parku mogla bi da pruži usluge mjerenja performansi čipova dizajniranih u kompanijama čije je sjedište u Crnoj Gori. U ovoj laboratoriji obavljena su mjerenja performansi prvog čipa projektovanog korišćenjem resursa kojima raspolaže Crna Gora. Naravno, takve laboratorije bi mogle da budu i sastavni dio budućih dizajnerskih centara za projektovanje čipova koji će se formirati kao start-up kompanije, ili kao predstavništva već postojećih kompanija iz inostranstva.
Članovi projektnog tima koji trenutno rade u Azoteq Montenegru završili su studije elektrotehnike na Studijskom programu za elektroniku, Elektrotehnički fakultet, Univerzitet Crne Gore. Nakon odbranjenih master radova napustili su Crnu Goru i zaposlili se u inostranstvu, u kompanijama koje se bave projektovanjem čipova. Nakon poziva da rade u Azoteq Montenegru, prihvatili su ponude i vratili se u Crnu Goru. Postoje dva razloga zbog kojih su se odlučili na ovaj korak: dobili su mogućnost da se u Crnoj Gori bave profesijom koja mijenja lice planete posljednjih 75 godina, i dobili su veoma dobre plate. Ovo je način na koji je moguće ne samo zaustaviti odliv mladih ljudi iz Crne Gore koji su profesionalno orjentisani prema elektronici, nego čak i vratiti u Crnu Goru neke naše ljude koji žive i rade širom svijeta baveći se ovom profesijom.
Koji su vaši naredni koraci i planovi u oblasti mikroelektronike, da li planirate razvoj novih čipova ili širenje postojećih rješenja?
N. Tadić: U toku je relizacija projekta “Optički prijemnik sa lavinskom fotodiodom za 3D kamere za primjene u robotima koji beru voće“, finansiranog od strane Ministarstva prosvjete, nauke i inovacija, u okviru Programa istraživačkih grantova za podsticanje izvrsnosti. Projekat vodi Grupa za integrisane mikrosisteme, Elektrotehnički fakultet, u saradnji sa Prirodno-matematičkim fakultetom, Azoteq Montenegrom i Institutom Imec (Interuniversity Microelectronics Centre), Luven, Belgija.
Institut Imec zapošljava 6500 naučnika, inženjera i inovatora iz preko 100 zemalja svijeta, i predstavlja najveći naučno-istraživački centar za visoke poluprovodničke tehnologije u Evropi. U saradnji sa istraživačkim centrom OnePlanet iz Holandije koji se bavi primjenama poluprovodničkih tehnologija u poljoprivredi, Institut Imec je započeo projekat razvoja robota koji bere voće. Cilj ovog projekta je izrada prototipa robota koji će biti u stanju da zamjeni veliki broj manuelnih radnika na obradivim površinama, prije svega na plantažama različitih vrsta voća. Na taj način bi se riješio sve prisutnij problem nedostatka fizičke radne snage na obradivim površinama širom svijeta. Naš tim je dobio zadatak da razvije piksel za 3D kameru koja će predstavljati oko ovog robota.
Takođe, u toku su pripreme za početak zajedničkog rada Grupe za integrisane mikrosisteme, Elektrotehnički fakultet, i start-up kompanije VicIT, čije je sjedište u Podgorici, na projektu iz oblasti medicinske instrumentacije. U pitanju je veoma delikatan projekat koji podrazumijeva ne samo složen naučno-istraživački rad iz domena mjerenja intrakranijanog pritiska pacijenata koji boluju od hidrocefalusa, već i ispunjavanje zahtjevnih kriterijuma koje propisuje Svjetska zdravstvena organizacija.
Oba navedena projekta baziraće se na projektovanju čipova u jednoj od standardnih CMOS tehnologija. Osim navedenih projekata, u Grupi za integrisane mikrosisteme u toku je realizacija više naučnih projekata iz optoelektronike, senzorske interfejsne elektronike i pojačavačke tehnike koji potencijalno mogu postati predmet interesovanja naučno-istraživačkih centara i kompanija iz domena visokih poluprovodničkih tehnologija.
