Fotonika u susjedstvu. Prilika za tehnološki zamah u Hrvatskoj

Suradnja između FER-a i imec-a, potvrđena Memorandumom o razumijevanju, odražava sve veću važnost poluvodičke industrije za globalnu ekonomiju, piše Ivo Špigel. U razgovoru s dekanom FER-a Vedranom Bilasom i profesorom Adrianom Barićem, Špigel otkriva kako ova suradnja i osnivanje hrvatskog Centra kompetentnosti za poluvodiče otvaraju vrata hrvatskim stručnjacima za sudjelovanje u naprednim tehnološkim projektima, te stvaranju prilika za razvoj hrvatskih startupova i tehnoloških stručnjaka u mikroelektronici.

• Naslovna fotografija: Prof. dr. Adrian Barić (lijevo) i dekan FER-a, prof. dr. Vedran Bilas, u dekanovom kabinetu za vrijeme razgovora (Ivo Špigel)

• Autor je hrvatski poduzetnik, računalni stručnjak i informatički novinar, kolumnist časopisa Mreža i suosnivač više tehnoloških tvrtki i inicijativa.

Čipovi su svuda oko nas – to ste čuli već tisuću puta. No – možda niste do kraja svjesni koliko su sveprisutni. Netko vas nazove na mobitel, pritisnete gumb da spustite prozor u autu, izlazite iz garaže u kojoj se rampa podigne jer je kamera pročitala vašu registraciju, kupite špeceraj u dućanu, upalite svjetlo, upalite auto, podgrijete jelo u mikrovalnoj, uđete u tramvaj… Tamo gdje bi ih očekivali ali i tamo gdje ne biste nikad pomislili da neki uređaj ili stroj ovisi o mikroprocesorima i poluvodičima, oni su tu. Tiho i nenametljivo rade svoj posao a kad bi odjednom prestali, svijet kakvog poznajemo stao bi.

Nove generacije čipova, sve kompleksnije, moćnije i sa sve više tranzistora naguranih u njihova kućišta izlaze na tržište u redovitim ciklusima. Daleko od očiju javnosti i naslovnica mainstream medija grade digitalnu infrastrukturu suvremenog svijeta.

Okosnice razvoja najkompleksnijih čipova leže, zapravo, u svega nekoliko kompanija u svijetu. Uloge su odavno podijeljene – neke od tih kompanija fizički proizvode čipove, u toj grupaciji su Intel, Samsung, još nekoliko njih i najveći od najvećih – tajvanski Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation, poznat po svojoj kratici – TSMC. Neopisivo kompleksne strojeve za proizvodnju čipova tim proizvođačima, kada je riječ o najmoćnijim i najnovijim tehnologijama, isporučuje samo jedna tvrtka – nizozemski Advanced Semiconductor Materials Lithography poznatiji kao ASML.

Vrhunske znanstvene i istraživačke projekte koji „hrane“ ASML, TSMC, Intel, Samsung i sve druge igrače u lancu vrijednosti industrije poluvodiča i mikroelektronike provodi nekoliko moćnih istraživačkih instituta, među koje se ubraja belgijski Interuniversity Microelectronics Centre, poznatiji kao „imec“ (da, malim slovima).

Snagu imeca i njegovu važnost za globalnu industriju poluvodiča, pa samim time i za čitavo globalno gospodarstvo, možda je najlakše naznačiti brojevima. Institut zapošljava preko pet tisuća zaposlenih, većinom vrhunskih znanstvenika i istraživača. Godišnji mu je budžet gotovo milijardu eura.

Dekan FER-a prof. dr. Vedran Bilas (lijevo) i član Uprave imec-a za strategiju, Jo de Boeck, prilikom potpisivanja MoU. (Fotografiju ustupio FER)

Početkom ove godine s imec-om je „Memorandum of Understanding“ (MoU) potpisao zagrebački Fakultet elektrotehnike i računarstva – svima nam poznati FER, moj matični fakultet još iz davnih dana kad je još bio Elektrotehnički fakultet, odnosno ETF. Prilikom potpisivanja MoU na fakultetu je gostovao Jo de Boeck, član Izvršnog menadžmenta (Executive Board) i član Uprave za strategiju (Chief Strategy Officer).

Sve je to bio više nego dovoljan povod za razgovor s dekanom FER-a, prof. dr Vedranom Bilasom, i prof. dr Adrianom Barićem koji je „glavni čovjek“ FER-a za poveznicu i suradnju s imec-om.

Suradnja, objašnjava prof. Barić, traje duže od dvadeset godina. „FER je još 2003. ušao u jedan europski projekt u kojemu je imec bio jedan od partnera, a ja sam bio voditelj projekta sa strane našeg fakulteta.“ Tada su uspostavljeni prvi kontakti i suradnja, a od tada do danas suradnja se uspješno razvija. Studenti FER-a odlaze u Belgiju, kako u imec tako i na obližnje sveučilište KU Leuven na prakse, studentske razmjene u sklopu programa Erasmus ali i na doktorske studije. Neki od njih nakon toga ostaju u Belgiji, rade u imec-u kao vrhunski stručnjaci i odatle razvijaju i grade suradnju sa Zagrebom i matičnim fakultetom, a neki se vrate u Hrvatsku.

Globalni institut kao što je imec, vrhunska sveučilišta poput KU Leuven i vodeće globalne kompanije poput ASML-a imaju jednu zajedničku „temu“ – uvijek su gladni svježih talenata, najboljih i najperspektivnijih stručnjaka u svojim područjima, bez obzira na to dolaze li iz Belgije, Nizozemske, Sjedinjenih država, Hrvatske, Nigerije ili Uzbekistana. Suradnja s FER-om stoga nije suradnja iz „dobrote“ niti iz neke potrebe da se pomogne drugoj državi koja je također članica Europske unije već iz želje da se osigura stalni dotok bistrih mozgova, odnosno „talenata“ kako se to uobičajeno kaže.

To ne znači, dakako, da su odnosi strogo poslovni. Dugogodišnja suradnja dobra je podloga i za dugogodišnja prijateljstva i dobre osobne odnose koji su u svim područjima, pa tako i u znanstvenoj zajednici i u poslovanju, često od presudne važnosti.

Belgijski istraživački institut imec zapošljava više od 5000 ljudi, uz godišnji proračun veći od milijardu eura. (imec)

Pitao sam prof. Barića i prof. Bilasa o tome kako je došlo do potpisivanja ranije spomenutog „Memorandum of Understanding“ i koji je, zapravo, njegov značaj.

„Sve najsnažnije države i državne zajednice, od Kine do Sjedinjenih država pa i Europske unije“ – rekoše moji sugovornici – „prepoznaju stratešku važnost čipova i poluvodičke tehnologije za sve aspekte gospodarstva.“ Stoga su SAD i EU donijele, svaka na svoj način, strateške odluke i smjernice za razvoj ove tehnologije i industrije. U Europi taj politički i zakonodavni okvir poznajemo kao „European Chips Act“ ili, kraće „The Chips Act“, donesen u rujnu 2023. Ova odredba predviđa ulaganje od 43 milijarde eura od strane EU, za što se očekuje da će potaknuti dodatne privatne investicije kako bi ukupna ulaganja u ovo područje dosegnula sto milijardi eura.

Dio tog velikog i strateškog projekta je i osnivanje niza „centara kompetencija“ u pojedinim državama članicama. Što to točno znači, objašnjavaju nam profesori s FER-a.

„To znači mnogo toga. Naši stručnjaci imat će pristup najsuvremenijim pilot linijama za proizvodnju čipova ali i jednako važnim a možda manje „konkretnim“ područjima kao što su upravljanje projektima, timovima, upravljanje razvojem proizvoda u ovom izuzetno složenom području. Alati za razvoj i projektiranje čipova izuzetno su složeni – ova suradnja otvara našim stručnjacima put prema edukaciji o radu s tim alatima, školovanju i razmjeni stručnjaka i stručnih znanja ne samo s imec-om već i sa svim drugim institucijama i kompanijama uključenim u europski poluvodički ekosustav. Za naše startupove koji se bave mikroelektronikom i čipovima otvaraju se mogućnosti financiranja, mentoriranja i školovanja. Hrvatske kompanije iz ovog sektora moći će uskoro u Hrvatskoj zaokružiti cijeli ciklus razvoja čipova osim same proizvodnje. No – ni u Švedskoj, koja je izuzetno jaka u tom području, ne možete proizvoditi čipove. Možete ih projektirati do zadnjeg detalja kako bi onda proizvodnju obavili u jednom od nekoliko europskih „fabova“, sustava za proizvodnju ili „tvornica“, iako su takva postrojenja totalna znanstvena fantastika za ono što se kod nas najčešće zamišlja kad se kaže „tvornica“.

Predstavljanje suradnje FER-a i imec-a povodom potpisivanja Memorandum of Understanding na FER-u. (Fotografiju ustupio FER)

Put do potpisivanja „MoU“, kažu sugovornici, nije bio lak ni jednostavan. Inicijativu su – vidi vraga! – pokrenuli političari, prije svih naš član Europskog parlamenta Karlo Ressler koji je ujedno i bio izvjestitelj Parlamenta na temu „Chips Act“, kao i saborski zastupnik Marko Pavić. Oni su se obratili Hrvatskoj gospodarskoj komori, točnije Zajednici za mikroelektroniku i poluvodiče, koju unutar HGK vodi Srđan Kovačević, suosnivač i CEO osječke kompanije Orqa. Iz HGK inicijativa je proslijeđena na nekoliko adresa, i ubrzo se formirao tim, odnosno konzorcij koji je odlučio odgovoriti na ovaj izazov.

U konzorciju su se okupili FER, Inovacijski centar Nikola Tesla, Institut Ruđer Bošković, Institut za fiziku u Zagrebu, PMF Sveučilišta u Splitu, FERIT Osijek, Rimac Technology te Končar Institut za elektrotehniku. U veljači, kada je Jo de Boeck gostovao na FER-u, očekivalo se da će tijekom godine biti raspisan natječaj na koji bi se FER s partnerima prijavio u cilju formiranja Centra kompetencija. Natječaj je doista objavljen, i odlukom Vlade od 13. rujna 2024. (bio je petak 13.!) Vlada se obavezala podržati i financirati hrvatski Centar kompetentnosti za poluvodiče (CROCCS) s milijun eura godišnje kroz sljedeće četiri godine. Isti toliki iznos konzorcij planira osigurati iz fondova EU.

Srđan Kovačević potvrdio je ulogu koju je HGK imao u pokretanju inicijative. Europa, kaže, pati od nekoliko ključnih slabosti i nedostataka kad je riječ o ovoj industriji, i europski Chips Act velikim dijelom adresira te teme. Skeptičan je, međutim, kad je riječ o mehanizmima potpore venture capital financiranja mikroelektronike i poluvodiča.

Među ključnim preprekama razvoju europskog ekosustava poluvodiča i čipova Kovačević vidi nedostatak dovoljno snažne financijske podrške. U poluvodičkoj industriji je uvijek riječ o visokim iznosima, od pogona za proizvodnju pa do softverskih alata za projektiranje čipova, čija jedna jedina licenca za jednog projektanta može koštati između pola milijuna i milijun dolara – godišnje! Smatra da je potrebna puno veća spremnost na rizike od strane EIF-a (European Investment Fund) i drugih međunarodnih financijskih institucija u EU da bi se popravila loša situacija u financiranju sektora poluvodiča na kontinentu.

“Centri kompetencija su zapravo mehanizmi kojima se politika i resursi koje generira Chips Act spuštaju ‘na teren'”

Na pitanje jesu li centri kompetencija, kako ih postavlja Chips Act, a prema čemu je strukturiran i hrvatski CROCCS, dobar put, Kovačević odlučno odgovara – da, jedan kroz jedan! Centri kompetencija su zapravo mehanizmi kojima se politika i resursi koje generira Chips Act spuštaju “na teren”, odnosno svim sudionicima ekosustava olakšava se prelazak preko inače izuzetno visokih “pragova” i prepreka potrebnih za razvoj industrije. Podupirat će se, primjerice, inicijative softverskih alata otvorenog koda koji se koriste u razvoju poluvodičkih i mikroelektroničkih sklopova. Takvih alata u zajednici razvojnih inženjera u ovom području ima već podosta, a na ovaj način će dobiti širu, institucionalnu i, očekuje Kovačević, financijsku podršku. Kroz objedinjavanje resursa i velikim kompanijama i startupovima olakšava se pristup skupoj opremi, softveru i iznimno važnom obrazovanju i mentoriranju ključnih stručnjaka.

Jedna od tema razgovora s prof. Bilasom i prof. Barićem bilo je i područje koje široj javnosti možda nije prvo na umu kad se spomenu poluvodiči – energetska elektronika, odn. „power electronics“ kako se to kaže na engleskom.

„Ovo je područje u kojemu naše kompanije imaju već dosta iskustva i može biti jedna od naših konkurentskih prednosti.“ kaže dekan Bilas. Objašnjava, nadalje, kako je energetska elektronika danas nužna za čitav niz različitih, važnih područja. Bez energetske elektronike nema suvremenih vozila, od malih električnih romobila preko Rimčeve „Nevere“ pa do Končarevih tramvaja, električnih vlakova ili, malo dalje od naših obala, 139 metara dugačkog električnog trajekta „Bastø Electric“ kojega je za norveškog brodara Bastø Fosen izgradilo tursko brodogradilište Sefine.

Osim transporta, energetska elektronika važna je i za opskrbu električnom energijom. Prelazak elektroenergetskih sustava u Hrvatskoj i svijetu na sve veći udio obnovljivih izvora energije, kao i očekivani snažan rast samih potreba za električnom energijom znači da će se čitavi sustavi elektroenergetskih mreža morati mijenjati i unapređivati – još jedno područje za koje su nužni sustavi energetske elektronike.

Razvoj i istraživanje u ovom području zahtijeva velika ulaganja, laboratorije, izuzetno skupu opremu i kompleksan softver. No – sve bi to ležalo neupotrebljivo da nema najvažnijeg elementa čitavog sustava a to su kao i uvijek – ljudi.

“Mi imamo čitav niz vrhunskih stručnjaka koji su na FER-u zavoljeli mikroelektroniku i čipove i potom otišli u inozemstvo u vrhunske kompanije i akademske institucije. I dobro je da su otišli jer u Hrvatskoj naprosto ne postoje takve institucije i kompanije, ovdje oni ne bi mogli razviti svoje talente niti raditi u takvom okruženju i takvim uvjetima. Ima više desetaka takvih top stručnjaka, većinom u Europi, i ja sam posve siguran da bi se barem polovica njih vrlo rado vratili u Hrvatsku kada bi mogli nastaviti raditi to što sada rade u Nizozemskoj, Belgiji ili Sjedinjenim državama.”

Proteklih je godina, dijelom i zbog Covida, rad na daljinu postao ne samo tehnički moguć već i široko prihvaćen i rasprostranjen. Načelno, kada bi kompanije i organizacije gdje takvi stručnjaci danas rade otvorile u Hrvatskoj svoje podružnice, urede i projektne timove ne bi bilo nezamislivo da u njima dođu raditi ne samo naši „expati“ već i drugi međunarodni talenti.

Prof. Dubravko Babić s FER-a je sjajnu američku karijeru odlučio nastaviti povratkom na matični fakultet. (Matija Habljak /  PIXSELL)

Da to nije samo teorija i lijepi san potvrđuju prvi primjeri koje imamo već danas, tu, u Zagrebu. Globalna korporacija ams OSRAM, čiji jedan dio – OSRAM – široka publika prepoznaje po žaruljicama u Bauhausu i drugim dućanima, bavi se i razvojem i projektiranjem najsuvremenijih lasera i optičkih senzora za niz primjena, u automobilskoj i potrošačkoj industriji kao i u industrijskim postrojenjima. S druge strane, prof. Dubravko Babić s FER-a, koji je sjajnu američku karijeru odlučio nastaviti povratkom na matični fakultet u Zagrebu među suosnivačima je američke kompanije Eridan čiji zagrebački tim također radi na projektiranju i razvoju najsuvremenijih elektroničkih sustava s primjenom u 5G i satelitskim komunikacijama, IoT-u i nizu drugih.

Prve su to „laste“ a onima koje, uvjereni su profesori Bilas i Barić, dolaze za njima budući Centar kompetencija – CROCCS – će pružiti sasvim novu razinu okruženja, podrške i suradnje. Moram reći da mi je osobno bilo vrlo ugodno kad je dekan Bilas osnivanje Centra usporedio sa svojedobnim osnivanjem Zagrebačkog inkubatora poduzetništva, ZIP-a, prije čitavih 12 godina, koji je po njegovim riječima „stavio Hrvatsku na europsku kartu tehnoloških startupova“.

Dekan Bilas osobito važnom smatra Europsku dimenziju, kako samog Chips Act tako i hrvatskih inicijativa. Važno je pokazati, smatra, da Europa nije samo fizička infrastruktura, mostovi, ceste, željeznice… ali i da nije samo „muzej“, kako to vole smatrati mnogi naši američki prijatelji ali i nemali broj „domaćih“ euroskeptika. „Kakve nam koristi od izgradnje mostova i cesta“ – kaže – „ako se jednog dana probudimo i vidimo da se tim cestama i mostovima nema tko voziti zato što ovdje više nema nikoga. Ovo je priča koja pokazuje koliko je važno da jedna mala zemlja iskoristi priliku koja joj se pruža za jedan ozbiljan tehnološki zamah, a tehnološki zamah svakako znači i društveni zamah. Ako se ovdje događa ta tehnologija, ako se ovdje otvaraju takva poduzeća to znači i izravna strana ulaganja, znači ostanak naših talenata, povratak mnogih koji su otišli kao i dolazak stranih talenata.“

Logiku nije teško razumjeti. Vrhunski stručnjaci za, primjerice, projektiranje čipova iznimno su traženi a nema ih mnogo. Kad završe najprestižnija tehnička sveučilišta u Europi poput, primjerice, KU Leuven, TU Munich – čiji je moto, usput budi rečeno „The Entrepreneurial University“ – Cambridgea ili EFPL-a u Lausannei, za njih se otimaju deseci kompanija koje u tim gradovima, ili blizu njih, imaju svoja sjedišta, tvornice, projektne timove i laboratorije. No, kompanije tog ranga, kad odluče osnovati svoje timove u Zagrebu, imat će pristup jednako tako vrhunski školovanim stručnjacima FER-a i drugih hrvatskih institucija, a prije svega onih iz CROCCS konzorcija, uz daleko manju konkurenciju.

Kad već spominjem belgijski KU Leuven, koji je de facto pupčanom vrpcom povezan s imec-om kao njegov značajan sveučilišni partner, a udaljen je nepunih 3 kilometra, svega nekoliko dana od objave ovog teksta, u utorak 24. rujna na FER-u gostuje Georges Gielen, profesor na tom sveučilištu koji je svojedobno bio i njegov prorektor i jako dobro poznaje tematiku obrazovanja vrhunskih talenata za tehnološka područja kao i suradnje akademskih institucija i tehnoloških kompanija. Smatrajte se pozvanima, a za sve detalje posjetite stranice FER-a.

Razgovor smo priveli kraju odmakom od inicijativa, potencijala i uloge Hrvatske u europskom i globalnom tehnološkom ekosustavu i prokomentirali dugoročne trendove tehnološkog razvoja. Budući da i sam nastojim aktivno pratiti ovo područje, pitao sam prof. Barića možemo li u nekom srednjem ili dužem roku očekivati da današnja mikroelektronika, zasnovana na elektronima i siliciju, ustupi – postupno, dakako – mjesto tehnologijama koje ne samo da dolaze, već su u nekom obliku i danas prisutne u najnaprednijim uređajima i sustavima. Mislio sam pritom na optičke sustave, odnosno fotoniku u kojoj optički kanali zamjenjuju one silicijske a fotoni imaju ulogu koju danas imaju elektroni. Fotonika nudi fascinantne mogućnosti ubrzanja i minijaturizacije, ali ne samo da ih nudi već su prvi uređaji i poveznice među njima zasnovani na fotonici već danas na tržištu i u upotrebi. Druga tehnologija o kojoj moramo razmišljati je kvantno računarstvo.

Prof. Barić me podučio. Silicij i mikroelektronička tehnologija, pojasnio je, doživjeli su takav razvoj proteklih desetljeća da će dugoročno biti s nama. Prvi mikročip predstavljen je javnosti 24. ožujka 1959. – znači čak prije nego što je rođen autor ovog teksta kojega već mnogi smatraju metuzalemom. Kvantna elektronika i kvantno računarstvo svakako nam stižu, iako je globalna tehnološka zajednica i industrija još uvijek na samim počecima ove pomalo misteriozne priče. No, kako bilo da bilo, tehnološka infrastruktura budućnosti bit će neka kombinacija, neki hibrid silicija, optike i kvantnog.

Pritom će uređaji i sustavi biti sve složeniji, sve minijaturniji i sve jeftiniji. Znanja koja su danas potrebna za njihov razvoj, i koja će biti potrebna i sutra, sve su kompleksnija. Nekad je jedna osoba ili manji tim mogao projektirati sam čip, njegovo kućište, način na koji se spaja i veže na integriranu ploču i ugrađuje u konačni proizvod. Danas ove i brojne druge naizgled sitne elemente i komponente sustava razvijaju zasebni timovi vrlo visoko specijaliziranih i vrlo traženih stručnjaka. Dobro je znati da FER već desetljećima obrazuje takve stručnjake, ali i da će oni s novim inicijativama, suradnjom s globalnim institucijama, osnivanjem Centra kompetencija i drugim ključnim inicijativama moći u Hrvatskoj u potpunosti primijeniti stečena znanja, razvijati se i specijalizirati i pozivati svoje kolege iz svijeta da dođu u Zagreb, Split, Osijek i druga mjesta i gradove pa da poslije posla zajedno odu u neki lokalcima omiljeni restoran na gemišt, bevandu ili špricer.