Subsidieregeling Sterktes in innovatie, hoofdstuk 1b en 1c MKB Innovatiestimulering
Topsectoren
Bijlage 1
MIT-programma HighTech Systemen en Materialen (HTSM) en ICT, 2014
Er kan subsidie aangevraagd worden door het MKB voor MIT-R&D-samenwerkingsprojecten. TKI’s
kunnen subsidie aanvragen voor netwerkactiviteiten.
De aanvragen voor MIT-R&D-samenwerkingsprojecten en netwerkactiviteiten moeten passen in
één van de volgende thema’s.
1. Semiconductor Equipment;
2. Printing;
3. Lighting
4. Solar;
5. Healthcare;
6. Security;
7. Automotive;
8. Aeronautics;
9. Space;
10. Advanced instrumentation
11. Components and Circuits
12. Photonics;
13. Mechatronics / Manufacturing;
14. Embedded Systems;
15. Hightech Materials;
16. Nanotechnologie;
17. ICT.
Hieronder volgt een korte samenvatting per thema. Een uitgebreide beschrijving is te vinden in de
bijlage.
1. Semiconductor Equipment
Een wereld zonder elektronica is niet meer voor te stellen. Bij bijna alles wat we doen, spelen
geavanceerde integrated circuits (chips) een grote rol. Hun snelle ontwikkeling maakt de rol van
deze microchips in de samenleving in de toekomst alleen nog maar groter.
Nederland is met een marktaandeel van meer dan 20% een grote speler op de wereldmarkt voor
halfgeleiders. Bijna alle chips ter wereld bevatten een Nederlands onderdeel of zijn met
Nederlandse tools gemaakt. De huidige inspanningen op wetenschappelijk vlak zijn echter te klein
om onze leidende positie op de wereldmarkt te behouden. Daarom moeten we niet alleen de
huidige onderzoeksgroepen verder steunen, maar ook het ontstaan van nieuwe groepen
stimuleren.
Nog steeds verdubbelt het aantal componenten op een chip elke anderhalf tot twee jaar (de wet
van Moore). Dit komt door drie mechanismen, die ook de drijvende krachten zijn achter deze
roadmap voor de komende vijftien jaar:
1. Miniaturisering van componenten, zowel met nieuwe als met bestaande functionaliteiten.
Hiervoor zijn innovaties in apparatuur en (nieuwe) materialen onontbeerlijk.
2. Vergroting van chips en substraten. Om in 2018 over te kunnen gaan naar substraten met een
diameter van 450mm, zijn intensivering van R&D-activiteiten en Europese samenwerking
essentieel.
1
3. Verbetering en vernieuwing in fabricagetechnieken. De introductie van nieuwe materialen en
device concepts zorgt voor de ontwikkeling van nieuwe fabricageprocessen. Innovaties in die
processen verleggen de grenzen van wat maakbaar is.
Parallel hieraan loopt de introductie van nieuwe fysische principes in chips ('more than Moore')
zoals optische en draadloze communicatie of geleiding gebaseerd op grafeen. Chips worden meer
toepassingsspecifiek. Dat vraagt een grotere flexibiliteit van de productie.
2. Printing
Digitaal printen is sterk in opkomst. Niet alleen in de grafische industrie, waar analoge
printtechnieken steeds meer worden vervangen door digitale, maar ook voor nieuwe
printtoepassingen. Er ontstaat een geheel nieuw veld van 'industrieel printen'.
Inktjet printen is het meest veelbelovend voor alle toepassingen, vanwege het efficiënte
materiaalgebruik, de zeer nauwkeurige en contactdozen depositie van materialen en de
mogelijkheid om complexe 2D-patronen en 3D-structuren te maken van uiteenlopende materialen.
Industrieel printen heeft vele (toekomstige) toepassingen. Denk aan de grafische industrie, textiel,
printen van veiligheidsmarkers, 3D printen van volledig functionele objecten, printen van
elektronica, ‘printen’ van zeer kleine additieven in voedingswaren en printen in de
gezondheidszorg: coatings, markers of zelfs hele structuren van biomaterialen.
Voor de meeste nieuwe toepassingen zijn fundamenteel onderzoek en productontwikkeling
onontbeerlijk. De uitdagingen zijn onder te verdelen in drie gebieden:
1. Printkoppen en functionele materialen
De huidig beschikbare printkoppen stellen beperkingen aan de bruikbaarheid van materialen.
Dat geldt ook voor interacties tussen substraat en materiaal. Er zijn innovaties nodig in
printkoppen en nozzles, en meer kennis van materialen en interacties.
2. Betrouwbaarheid en geavanceerde meet- en regeltechnieken
Voor foutenvrij printen van lagen en patronen, moet de betrouwbaarheid omhoog. Dit vereist
onder andere innovaties in meet- en regelmechanismen.
3. Architectuur van printplatformen
Hoe meer printtechnologie de traditionele productiestappen gaat vervangen, des te meer
flexibiliteit en modulariteit er nodig is.
We onderscheiden acht veelbelovende thema’s voor publiek-private samenwerkingsverbanden,
waarvan de eerste en de laatste het meest geschikt zijn om in een TKI te formaliseren.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Printheads & functional materials
Advanced sensing & control
Print platform architectures
Substrates & coatings
Droplet visualisation & modeling
Fluid - substrate interaction
Printed Electronics
Printvalley 2.0
3. Lighting
Verlichting bepaalt zo’n 19 procent van de wereldwijde energiebehoefte en de vraag zal de
komende decennia verdrievoudigen. Door Philips is Nederland altijd een belangrijke speler op de
verlichtingsmarkt geweest. Om bij te blijven moet de sector zich echter aanpassen aan de vraag
naar nieuwe verlichtingsproducten en -systemen die goedkoper, duurzamer en intelligenter zijn.
Die uitdaging bevindt zich op drie niveaus:
2
•
•
•
Verlichtingscomponenten: nieuwe materialen en goedkopere productiemethodes;
Verlichtingssystemen: slimme architecturen om nieuwe technologie te integreren in intelligente
systemen;
Verlichtingsoplossingen: een gebruikersgeoriënteerde aanpak voor verlichting binnen, buiten,
in transport, voor gezondheid en in de landbouw.
De technologische uitdagingen per niveau zijn te vinden in de volledige roadmap. Op alle niveaus
spelen standaardisatie en levensloopmanagement (cradle-to-cradle) een grote rol.
We onderscheiden vier invalshoeken om de state-of-the-art verlichtingstechnologie verder te
ontwikkelen. Elk daarvan kan een publiek-private samenwerking worden, met bestaande instituten
als startpunt.
1. Verbeteringen in de technologie van verlichtingscomponenten (universiteiten en instituten):
lagere kosten en betere prestaties door onderzoek naar materialen, fundamentele processen en
apparatuur.
2. Verbetering van Solid State Lighting (SSL) systemen (MKB): bottom-up benadering van de
nieuwe mogelijkheden die SSL apparaten bieden voor verlichtingssystemen.
3. Mensgerichte verlichtingsoplossingen (TNO, ILI): een mark gedreven aanpak van oplossingen
voor gebruikers.
4. Rijp maken van de OLED technologie (Holst Centre): door de fundamentele verschillen tussen
LED en OLED, vraagt deze veelbelovende technologie een aparte invalshoek.
Om de kracht van de Nederlandse verlichtingsgemeenschap te behouden en versterken, vragen wij
een actieve rol van de overheid. Niet alleen door commitment aan internationale R&D
programma’s, maar ook door investeringen in onderzoek naar verlichtingssystemen. Daarnaast
past een rol als launching customer, omdat de overheid een groot deel van de
verlichtingsinstallaties in Nederland bezit.
4. Solar
Technisch kunnen we een steeds groter deel van de wereldwijde energiebehoefte halen uit zonneenergie. Door kostenbesparingen zal zonne-energie ook steeds beter kunnen concurreren met
energieopwekking uit fossiele brandstoffen. Hoewel in Nederland nog relatief weinig PV
(photovoltaische) capaciteit is geïnstalleerd, hebben we een sterke marktpositie in de productie van
onderdelen en apparatuur. Zo'n 150 tot 200 Nederlandse bedrijven zijn actief in de gehele keten en
het kennisniveau binnen universiteiten en instituten is hoog.
De uitdagingen voor de komende tijd liggen op twee gebieden:
1. Photovoltaics (PV): naast de traditionele wafer-based PV-systemen, is dunne film PV in
ontwikkeling. Innovaties zijn nodig op gebied van: apparatuur en productietechnologie,
processen, materialen en systeemtoepassingen (optimaliseren van productie en gebruik).
2. Zonnebrandstof (solar fuel) en opslag: traditionele PV en zonnebrandstof zijn nauw aan elkaar
gelieerd en hebben beide te maken met uitdagingen op gebied van energieopslag. Dit vraagt
om innovatie en onderzoek op gebied van: keuze van het beste proces, technologie voor
productie van devices, materialen voor zonnebrandstof, systeemontwerp en methodologie voor
fundamenteel onder zoek.
De industrie voor zonne-energie wil één TKI vormen waarin alle activiteiten op het gebied van
zonne-energie worden samengebracht. Daarbij gaat het om de activiteiten binnen de roadmap
Solar van de topsector HTSM en binnen de gelieerde roadmaps van die topsector, maar ook om de
innovatieactiviteiten die vallen onder de topsector Energie. Activiteiten die geheel of gedeeltelijk
vallen binnen deze TKI, zijn:
•
•
•
Solliance
M2i
Advanced Dutch Energy Materials – ADEM Innovation Lab:
3
•
•
programma's en projecten binnen FOM en STW
NanoNextNL.
5. Healthcare
De partners van deze roadmap willen snel nieuwe oplossingen voor de uitdagingen waar de
gezondheidszorg voor staat. Nieuwe technologieën moeten gericht zijn op de gebruiker en de
patiënt. De sterke technologische positie van Nederland in met name nano elektronica en
embedded systems is de basis voor onze R&D.
De uitdagingen in Healthcare zijn te verdelen in vier onderwerpen die geschikt zijn als TKI:
1. In de diagnostiek richten we ons op:
•
•
•
innovaties op het gebied van medische beeldverwerkingstechnieken om deze specifieker en
gevoeliger te maken en voor het combineren van diagnose en behandeling;
patiënt specifieke modellen voor een betere diagnose en behandeling;
combineren van beeldverwerkingstechnieken met genetische en moleculaire informatie.
2. Op het gebied van interventie en therapie richten we ons op:
•
•
•
•
nieuwe apparatuur voor minimaal invasieve technieken;
vele uitdagingen in de image-guided intervention and treatment (IGIT) en interventie labs die
de resultaten en productiviteit van interventies moeten verhogen;
nieuwe radionucliden en radio-isotopen voor innovaties in de nucleaire geneeskunde;
een nieuwe generatie revalidatietechnieken die de fysiotherapeut gedeeltelijk vervangen.
3. In de nulde- en eerstelijnszorg richten we ons op:
•
•
•
welbevinden van burgers door middel van draagbare apparatuur voor zelfzorg;
domotica om de kwaliteit van leven en onafhankelijkheid van patiënten te vergroten;
betaalbare diagnostische systemen in de huisartsenzorg.
4. Bruikbare enabling technologies voor de gezondheidszorg zijn:
•
•
•
•
•
•
micro- and nanotechnologie in de vorm van bijvoorbeeld (implanteerbare) bio-devices, lab-ona-chip technologie en biomarkers voor beeldverwerking;
ICT op drie gebieden: een IT-infrastructuur voor de gezondheidszorg, verwerken van medische
data en embedded ICT (de software in grote high tech medische systemen);
ease of use: omdat de complexiteit van de gebruikte systemen in de gezondheidszorg steeds
toeneemt, neemt het belang van gebruiksvriendelijkheid ook toe;
coöperatieve systemen die data vanuit meerdere bronnen combineren;
mechatronica and robotica voor kosteneffectieve en kwalitatief goede gezondheidszorg;
biomaterialen voor implanteerbare metallische apparatuur.
6. Security
In de Security roadmap zetten we in op de technologische uitdagingen die te maken hebben met
bedreiging van de veiligheid van personen. We kijken zowel naar geweld door opzettelijk handelen
als naar incidenten (crises, rampen) waarbij de overheid een rol heeft, binnen de volgende
domeinen:
1. System of systems: voor een geïntegreerde aanpak van de uitdagingen op het gebied van
beveiliging is ontwikkeling van een ‘systeem van systemen’ essentieel. Hierbij zijn alle
stakeholders betrokken. De eerste die zulke robuuste system-of-systems oplossingen kan
realiseren, heeft grote kansen op de markt.
2. Cyber security: de steeds grotere invloed van ICT op de samenleving vergroot ook het belang
van de bestrijding van cybercrime. Er is al een groot kennisreservoir en het onderwerp is zeer
urgent.
4
3. Sensoren: voor effectieve beveiliging is informatie cruciaal. Zowel actieve als passieve
sensortechnologieën zijn van belang. Er zijn twee invalshoeken:
a. Actieve sensoren (radars) verder verfijnen en daarmee intelligentere systemen
vormen. Nederland heeft hier een excellente positie op het gebied van R&D.
b. Passieve sensoren leveren steeds meer data. Dat vereist nieuwe concepten voor data
processing en het filteren van irrelevante data. Er zijn veelbelovende ontwikkelingen op
het gebied van intelligente sensoren en zelflerende systemen.
De technologische domeinen die bijdragen aan het succes van de sector zijn: informatie en
communicatie, radar, micro-elektronica, mechatronica, slimme materialen, embedded software,
gedragswetenschap en system engineering.
7. Automotive
De transportsector moet 50% efficiënter en betrouwbaarder zijn in 2030. De CO2-uitstoot moet
ook drastisch verminderd zijn. Zo luidt de ambitie van de European Road Transport Research
Advisory Council (ERTRAC). De Nederlandse Automotive sector heeft haar strategie mede op deze
doelen gebaseerd. Innovaties moeten een oplossing bieden voor maatschappelijke problemen van
wegmobiliteit zoals: emissie, congestie, veiligheid en geluid. Deze roadmap is onderverdeeld in
twee focusgebieden, met elk drie programmalijnen:
Future powertrain: de aandrijflijn van de toekomst is een duurzame aandrijflijn. Dat bereiken we
met innovaties op gebied van:
a.
b.
c.
verbrandingsmotoren: zuinigere motoren door geavanceerde combustietechnologie,
efficiëntere aandrijflijnen en door hybridisering en verkleinen; elektrische voertuigtechnologie:
ontwikkelen en verbeteren van de aandrijflijn, innovaties in energiemanagement en Emobiliteit systemen;
lichtgewicht constructies en nieuwe materialen: metaalproducten, plastic componenten en
composiettoepassingen.
Smart mobility: de toenemende behoefte aan mobiliteit vraagt om nieuwe oplossingen die rekening
houden met duurzaamheid en ruimtegebrek. Dat bereiken we met: voertuig-dynamische systemen
(vehicle dynamics control):
a.
b.
c.
actieve veiligheid op de weg, door bestuurders te assisteren met intelligente sensing &
actuation, integratie van communicatie en regeling, verbonden ADAS systemen;
Connected Car: de inzet van ICT om auto’s te laten communiceren met elkaar en met de
infrastructuur. Deze programmalijn richt zich op intelligent bestuurdersadvies, geavanceerde
rij-ondersteuning en de ontwikkeling van platformen en standaarden;
verkeersmanagement: nieuwe mogelijkheden om het verkeer te sturen met dynamische rij- en
routeadviezen. Deze lijn richt zich op centraal en decentraal verkeersmanagement en
standaardisatie en pilots.
De R&D vindt plaats met aandacht voor kennisoverdracht en educatie, internationale
samenwerking en bedrijfsontwikkeling.
De Nederlandse Automotive sector bestaat uit meer dan 300 organisaties, waarvan de meeste
deelnemen aan AutomotiveNL, een organisatie die eerder samenwerkingsverbanden bijeenbrengt
en versterkt. Daarnaast is er een (potentieel) actieve rol weggelegd voor de overheid, in de vorm
van de ministeries van Economische zaken, Financiën en Infrastructuur en Milieu.
8. Aeronautics
In 2025 is het luchtverkeer naar verwachting verdubbeld. Daarom moeten vliegtuigen groener en
veiliger worden. Nederland heeft een sterke positie door de intensieve samenwerking tussen het
bedrijfsleven en kennisinstituten. De Nederlandse Aeronautics sector heeft vijf thema’s voor
5
technologie en innovatie bepaald. Deze moeten zorgen voor een verdubbeling van het
marktaandeel in het komende decennium en bieden vele aanknopingspunten voor R&D.
1. Aerostructures: Nederland heeft veel kennis van staartsecties, beweegbare vleugelonderdelen,
landingsgestellen en de bijbehorende materiaaltechnologie. Onderwerpen zijn: composieten en
coatings, ontwerpmethoden en virtueel testen, sensoren en robotgebruik in het
productieproces.
2. Engine subsystems and components: wij zijn goed in deelassemblages voor
hogedrukcompressors, Auxiliary Power Units en onderdelen zoals: (turbine)vleugels, seals en
behuizingen. Onderwerpen zijn: hoge temperatuurmaterialen, deelsystemen voor motoren,
sensoren en nieuwe productiemethoden.
3. Maintenance Repair and Overhaul: de grote hoeveelheid Nederlandse activiteiten in dit thema
variëren van composietreparatie, nieuwe concepten voor life cycle kosten, corrosie en
(voorspellende) monitoring van componenten en systemen tot complete vliegtuigen.
Onderwerpen zijn: herontwerp voor betere productontwikkeling en reparatie en corrosie van
composieten.
4. Aircraft systems: in vliegtuigbedrading zijn enkele Nederlandse spelers in de top twee van de
wereld. Onderwerpen zijn: alle elektrische bedradingssystemen in vliegtuigen, sensoren en
antennes en ontwerpmethoden.
5. Future concepts: nieuwe materialen en nieuwe integratie en certificering van vliegtuigen.
Onderwerpen zijn: zelfhelende en multifunctionele materialen, toekomstige ontwerpmethoden,
onbemande vliegtuigsystemen en ontwikkeling van nieuwe vliegtuigen.
Het College Lucht- en Ruimtevaart is de koepelorganisatie van aerospace in Nederland. In de TKI
HTSM, roadmap Aeronautics werken industrie, kennisinstituten en overheid samen. Er lopen al
diverse internationale, nationale en regionale programma’s. De belangrijkste zijn: (i) TAPAS:
ontwikkeling van thermoplastische composiettechnologie, (ii) Impact-II: ontwikkeling van aeroengine subassemblies voor efficiëntere en duurzamere motoren, (iii) DI-WCM: een civiel-militaire
samenwerking voor een efficiënte onderhoud van hoge kwaliteit en (iv) JTI Clean Sky: een publiekprivate samenwerking onder KP7 tussen Industrie en de Europese Commissie gericht op behoud
van het technologische leiderschap van de Europese luchtvaart op het vlak van vergroening van
het vliegtuig.
9. Space
Space In de ruimtevaart is het niet alleen gebruikelijk, maar ook noodzakelijk dat industrie,
kennisinstituten en overheid nauw samenwerken. De Nederlandse hightech ruimtevaartsector en
de technologische kennisinstellingen beschikken over unieke expertise om innovaties tot stand te
brengen. De sector is in te delen in drie hoofdthema’s:
1. High Tech Space Instrumentation: Nederland heeft een belangrijke positie in het
ruimteonderzoek door de ontwikkeling van hightech instrumentatie. Om voorop te blijven lopen
in Space Science, zijn nieuwe, speciaal te ontwikkelen instrumenten nodig. Die ontwikkeling zal
vooral binnen internationale consortia plaatsvinden. Belangrijke programma’s zijn: optische
instrumentatie, radio Frequency (RF) technologie, on-board software en datasystemen, ground
segment data processing, in situ bioanalyse en thermisch management en koelsystemen.
2. High Tech Space Systems and Components: de Nederlandse bijdrage aan ESA heeft een goede
positie opgeleverd in de institutionele markt. Ook op de markt voor commerciële ruimtevaart
doet Nederland het goed. Om nieuwe technologie snel te kunnen toepassen is synergie met
andere hightech sectoren van belang. Belangrijke programma’s zijn: attitude and orbit control
systems, satellietaandrijving, structuren, solar arrays, thermisch management en
koelsystemen, EGSE en simulatie, ontstekingsmechanismen, satellietclustertechnologie en
miniaturisering van versnellingsmeters.
3. Downstream Space Applications and Services: er is een groeiende markt voor satellietdata als
‘ruw materiaal’ voor innovatieve producten en diensten op het gebied van milieu. Een op te
richten Nationale Satelliet Databank versterkt onze positie in de internationale markt. Deze
voorziet in satellietdata voor innovaties in landbouw en voeding, water, energie en logistiek.
6
Een voorbeeld van publiek-private samenwerking binnen deze roadmap zou kunnen gaan over een
onderwerp Advanced Instrumentation (waarbij de ruimtevaart-instrumentatie met andere cuttingedge instrumentatie binnen HTSM samenkomt) of Aerospace (waarbinnen de R&D van Space en
Aeronautics samenkomen).
10. Advanced Instrumentation
Geavanceerde instrumenten zijn complexe meetsystemen in lage volumes (Low Volume, High Mix,
Highly Complex Systems) voor grote wetenschapsprojecten, maar ook voor bijvoorbeeld
hoogtechnologische medische - en productietoepassingen. Samenwerking tussen ontwikkelaars,
producenten en gebruikers in een vroeg stadium is van groot belang om succesvol te kunnen
innoveren. In Nederland zijn veel instituten en bedrijven die wereldleider zijn in specifieke niches.
Als zij elkaar beter kunnen vinden, kunnen ze samen veel meer bereiken dan ze nu doen. Speciale
aandacht is daarbij nodig voor het mkb. De discrepantie tussen hun typische werkhorizon van drie
tot vijf jaar en de ontwikkelingscyclus van tien jaar die gebruikelijk is in Advanced Instrumentation,
is een grote uitdaging. Vroeg betrekken van alle spelers helpt hierbij.
Deze roadmap heeft verschillende doelen:
•
•
•
•
•
•
grotere Nederlandse deelname aan – en profijt van - internationale Big Science projecten;
onderzoek focusseren op gebieden met relevantie voor Nederlandse bedrijven en bewezen
(toekomstig) potentieel;
op een structurele manier spin-off creëren;
Nederlandse bedrijven internationaliseren;
kennis en vaardigheden van werknemers vergroten en combineren;
beter begrip bij wetenschappelijk personeel van wat de industrie nodig heeft.
Hoewel de projecten zeer van elkaar verschillen, zijn de uitdagingen vaak generiek en onder te
verdelen in de volgende drie technologische thema's: metrologie (optica en sensoren); high
performance engineering (precisiemechanica en customized elektronica) en informatieinfrastructuur (high speed/high volume data handling). Binnen en tussen deze thema’s
onderscheidt de roadmap vijf prioriteiten:
•
optische instrumentatie: het realiseren van nieuwe instrumenten voor de productie-industrie,
de monitoring van productieprocessen en wetenschap;
•
nieuwe sensoren en sensorsystemen met de nadruk op zeer gevoelige en grote detectoren voor
fotonen, detectoren gebaseerd om siliciumtechnologie en fiberoptica en de ontwikkeling van
sensornetwerken. Deze ontwikkelingen vinden hun toepassingen in nieuwe analytische
instrumenten en verbeterde procescontrole;
•
precisietechnologie: van belang voor halfgeleiderapparatuur en instrumentatie in o.a.
satellieten en deeltjesversnellers;
•
micro-elektronica en nanofotonica ‘op maat’: voortdurende miniaturisering en instrumentatie
die werkt onder extreme condities;
•
ICT-infrastructuur, datamanagement en interpretatiemethoden: nodig om veelheid aan
(complexe) data goed te verwerken en op te slaan.
11. Components and Circuits
Alle high tech apparatuur van vandaag bevat componenten en circuits. De sector is een belangrijke
speler bij het oplossen van de maatschappelijke Europese Grand Challenges. Deze uitdagingen
beïnvloeden ook de roadmap Components and Circuits. Toepassingen waarop wordt ingezet zijn
bijvoorbeeld: alternatieve energie, elektrische auto’s, RF technologie voor verkeer en logistiek,
communicatietechnologie, systemen voor veiligheid en privacy, systemen voor de gezondheidszorg
en systemen voor de lucht- en ruimtevaart. Al die verschillende toepassingen stellen net zoveel
eisen aan componenten en circuits. Bijvoorbeeld eisen als een grote precisie, een zeer laag
vermogen, hoge frequenties of bijzonderheden op het gebied van verwerken en verpakken.
Efficiënte implementatie van zulke uiteenlopende functies is alleen mogelijk door voortdurend de
7
grenzen van de techniek op te zoeken. De doelen in deze roadmap zijn ondergebracht in een TKI
Components and Circuits, die weer onderverdeeld in vijf subthema's.
•
•
•
•
•
Thema 1 gaat over prestaties, variabiliteit, betrouwbaarheid en degradatie in geavanceerde
technologie. In veel gevallen gaat het om radicale innovaties.
Thema 2 omvat componenten en circuits voor draadloze netwerken. Dit gebied zal nog
tientallen jaren een belangrijke driver voor het vakgebied zijn.
Thema 3 behandelt slimme energietoepassingen. Efficiënte, kleine en betrouwbare
vermogensomzetters zijn in steeds meer integrated circuits toepassingen cruciaal.
Thema 4 richt zich op More than Moore technologieën voor goedkope elektronica op grote en
vaak flexibele oppervlakken.
Thema 5 gaat over zeer geavanceerde componenten en circuits voor wetenschappelijke
instrumenten. Hiermee worden doorbraken in verschillende wetenschapsgebieden bereikt,
omdat deze onder extreme omstandigheden functioneren
Deze roadmap is sterk verbonden met de International Technology Roadmap for Semiconductors
(ITRS) die specifieke innovaties benoemt die de IC-technologie verder zullen helpen. Door het
wereldwijde belang van de ITRS, zijn er veel kansen om het budget te vergroten voor onderzoek
en innovatie.
12.
Photonics
Vanwege de unieke eigenschappen van licht, is Photonics door de EU benoemd tot één van de Key
Enabling Technologies. Het MKB in Nederland bedient, naast enkele grote spelers, winstgevende
nichesegmenten in alle relevante marktsectoren. Fotonica is dan ook één van de 'ruggengraat'technologieën van de HTSM sector.
De Photonics roadmap kent vier thema’s:
1. Toepassingen: vertaalt de markt naar componenten. Het onderzoek is hoogstaand in
Nederland:
a. ICT: componenten en oplossingen voor thuisnetwerken en datacentra
b. Horticulture and Agrofood: o.a. monitoren in kassen
c. Water: fotonische sensoren voor bijvoorbeeld. monitoren van waterkwaliteit, constructies
(dijken en bruggen) en stromingen
d. Energie: zonnecellen, energiezuinig licht, energiebesparing in datatransport
e. Chemie: spectroscopie en sensoren
f. Logistiek: obstakeldetectie en positie/snelheidsmetingen
g. Gezondheidszorg en Life Sciences: medische apparatuur met allerlei vormen van fotonica en
lichtinteractie
h. Veiligheid, metrologie en sensoren: verhoogde gevoeligheid en self-sustaining sensoren
i. Verlichting: nieuwe materialen en componenten voor slimme verlichting, LED’s en OLED's
j. Productie: procesmonitoring
k. Automotive: intelligente elektromechanische systemen
l. Aerospace: LIDAR, radar en ruimtecommunicatie
2. Componenten en systemen: beschrijft de vereiste prestaties van componenten voor de
toepassingen. Hoofdonderwerpen zijn: lichtbronnen, propagatie en manipulatie van licht,
interactie van licht met andere signalen en lichtdetectie. In de meeste toepassingen zijn
meerdere onderwerpen aanwezig.
3. Technologieën: de huidige en toekomstige technologieën om componenten te maken.
Bijvoorbeeld:
a. Photonic integration: fotonica in geïntegreerde platformen of gecombineerd met fluïdica of
mechatronica
b. Photonic-electronic integration: op chip-, bord- en systeemniveau
c. Verpakkingstechnologieën
d. Core and disruptive technologies: applicatiespecifiek en op de grenzen van fotonische
interacties
e. Free space and micro optics: architectuur en assemblage van componenten in geavanceerde
8
systemen
f. Nieuwe materialen
4. Processen: voorziet in de input voor de technologieën: nieuwe apparatuur voor integrated
devices, slimme oplossingen voor snelle productie (snelle time to market) en nieuwe simulatie
en ontwerpmethoden om kwaliteit van de gehele keten te verhogen.
13.
Mechatronics / Manufacturing
Mechatronica integreert elektrische, precisie mechanische en thermodynamische engineering en
software voor het ontwerp van producten en systemen. Manufacturing dekt de fabricatieprocessen
in de hightech keten en de integratie van hightech systemen en modules. Met combinatie van
beide heeft Nederland een unieke positie in de wereld.
Binnen HTSM speelt Mechatronics & Manufacturing een rol bij een veelheid van toepassingen die
(mede) onderdeel van de andere roadmaps van de sector zijn. De uitdagingen op wetenschappelijk
gebied liggen onder meer in: betere mechatronische systemen en betere productietechnologieën;
snelle en accurate sensing technologie; integratie van micro- en nanotechnologie en nieuwe,
slimme materialen. Daarnaast is onderzoek nodig naar hoe Nederland met zijn dure
arbeidskrachten competitief en aantrekkelijk kan blijven als productieland.
De belangrijkste onderzoeksonderwerpen zijn:
•
•
•
•
•
•
•
•
Smart surfaces: sensoren en actuatoren op oppervlakken en in robotica;
Smart structures: optimalisatie van modules tot complexe vormen;
Smart control: slimme meet- en regelsystemen met vele input en outputparameters;
Smart metrology / sensor fusion: combinatie van informatie uit vele sensorsystemen om de
juiste beslissingen te nemen;
Distributed digital realization: cyber-physical systemen en gedistribueerde regeloplossingen
voor complexe systemen;
Smart system architectures: complexere vereisten vragen om slimme architectuur van
systemen, die vaak onder extreme condities moeten functioneren. De productie moet van hoge
kwaliteit zijn;
Smart design and analysis: complexe ontwerpvraagstukken met vele criteria en gereedschap
voor analyse op systeemniveau.
Smart manufacturing: life cycle management, optimalisatie van de productieketen, nieuwe
productietechnologieën en aanvullende productie van hightech onderdelen.
In lijn met de onderwerpen hierboven, wordt een centraal thema voorgesteld met de werktitel
'High Tech Mechatronics and Manufacturing Innovation Center', waarin drie subthema’s worden
uitgediept: Mechatronics for high precision systems, Robotics systems en High Tech Manufacturing.
Dit moet verschillende bedrijven, brancheorganisaties, R&D-centra en academische
onderzoeksgroepen bij elkaar brengen.
14.
Embedded Systems
De roadmap voor embedded systemen (‘HTSM-ES roadmap’) is gebaseerd op een gestructureerd
analyseproces, welke wordt aangeduid als ‘redeneerlijn’. Uitganspunt in de redeneerlijn zijn
maatschappelijke en economische vraagstukken waarvoor verwacht mag worden dat embedded
systems technologie een belangrijke bijdrage kan leveren. Daarmee vertegenwoordigen deze
vraagstukken een belangrijk startpunt voor nieuwe industriële activiteit. De hieraan gerelateerde
innovatievraagstukken, in het bijzonder de vraagstukken met betrekking tot ontwerp van
hightechproducten en -toepassingen, vormen daarmee een aanjager voor technologische innovatie
en wetenschappelijk onderzoek.
De complexiteit van hightechproductontwerp neemt continue toe. Om de efficiëntie, effectiviteit,
kwaliteit en kosten van het ontwerp proces te verbeteren is behoefte aan een meer fundamentele
9
aanpak in embedded system engineering. De hiervoor benodigde wetenschappelijke basis dient
zich, naast nieuwe embedded technologie, met name te richten op het ontwerpparadigma waarin
multidisciplinariteit en vroegtijdige validatie van systeemgedrag en kwaliteiten (functional, nonfunctional) een belangrijke rol speelt.
De roadmap adresseert deze uitdagingen door middel van een analyse van een aantal belangrijke
aandachtspunten op het gebied van hightechproductinnovatie. Hierbij wordt speciale aandacht
besteed aan de gebieden ‘system architecting’, ‘design & engineering’, ‘integration & test’, ‘modelbased design’, maar bijvoorbeeld ook aan het gebied van ‘human capital’. De analyse resulteert in
een aantal belangrijke technische- en wetenschappelijke uitdagingen welke gezamenlijk de basis
voor de HTSM-ES researchroadmap vormen.
De HTSM-ESI roadmap behandeld de volgende onderwerpen: (i) de context waarin de embedded
systems stakeholders actief zijn, (ii) een analyse van de belangrijke roadmap drivers en behoeften,
(iii) een samenvatting van de operationele en financiële programma’s in de context van de
Topsector HTSM.
15.
Hightech Materials
High tech materialen zijn door de Europese commissie geïdentificeerd als één van de Key Enabling
Technologies (KET). Deze Roadmap High Tech Materials is tot stand gekomen op basis van de input
van 1.700 bedrijven en kan worden onderverdeeld in negen industriële sectoren, die elk hun eigen
subroadmap vormen: Aerospace, Automotive, Maritime, Materials production, Professional and
consumer products, Energy, Security, Medical and Civil. Het onderzoek richt zich op het beter
begrijpen van materialen en hun eigenschappen tijdens productie, verwerking, gebruik en
hergebruik, het reduceren van kosten en het veilig omgaan met nieuwe nanomaterialen.
Enkele relevante toepassingscategorieën voor nieuwe materiaalontwikkeling zijn:
•
•
•
•
•
Hybriden en composieten: er zijn nog veel mogelijkheden om de ratio van sterkte en gewicht
te verbeteren in combinatie met verminderen van de kosten.
Geavanceerde metalen: veel aspecten in het optimaliseren van de waardeketen in de
metaalproductie hebben te maken met materiaalinnovaties.
Surface & interface engineering: we kunnen wrijving en slijtage begrijpen vanuit een
fundamenteel perspectief en beïnvloeden door high tech oppervlakte engineering en
modificering.
Nanosized & nanostructured materials: door afstemming op nanoschaal (deeltjes, fibers),
hebben de materialen van de toekomst verbazingwekkende optische, elektrische, mechanische
en oppervlakte eigenschappen die bruikbaar zijn in vrijwel elk industrieel domein zoals
bijvoorbeeld multifunctioneel textiel, zonnecellen, displays, energie conversie en opslag.
Slimme materialen: intelligente materialen, zoals nanomaterialen, zijn de basis voor veel
nieuwe toepassingen. De uitdaging is om de macroscopische eigenschappen te kunnen
beïnvloeden vanuit de onderliggende microscopische en nanoscopische structuren. Daarnaast
kunnen op alle lengteschalen slimme functionaliteiten toegevoegd worden. Voorbeelden zijn
self-healing materialen en sensormaterialen.
De huidige materialenprogramma's binnen bijvoorbeeld M2i, TNO, NLR, NWO/FOM/STW, Nanonext
zijn een goed startpunt voor het uitvoeren van de roadmap.
16. Nanotechnologie
Nanotechnologie is dé technologie van de 21ste eeuw. Niet alleen vanwege de nog onbekende
mogelijkheden die het creëert, maar vooral omdat we verwachten dat nanotechnologie kan
bijdragen aan oplossingen voor wereldwijde problemen. Het is dan ook de aangewezen technologie
om de Topsector High Tech Systemen en Materialen nieuwe impulsen te geven.
Nederland heeft al een geweldige expertise in zowel fundamenteel als toegepast onderzoek naar
device-oriented fenomenen op de nanometerschaal. Voor innovaties op de langere termijn zetten
10
wij in op baanbrekend onderzoek naar enabling technologies en de ontwikkeling van nieuwe
toepassingen met sociale en economische drijfveren. Door het multidisciplinaire karakter is
nanotechnologie niet alleen belangrijk binnen HTSM, maar ook in de Topsectoren Agrifood, Energie,
Life sciences en Chemie.
Binnen HTSM onderscheiden we drie onderwerpen:
1. Op het gebied van materialen (advanced nanomaterials), zijn met nieuwe technologieën de
mogelijkheden vrijwel eindeloos om elk gewenst materiaal of elke gewenste
oppervlaktestructuur te ontwerpen. De uitdaging ligt in het begrijpen van de materialen en
mogelijke productieprocessen.
2. De grenzen van het verkleinen van 'gewone' elektronica zijn bijna bereikt. Het combineren van
nieuwe optische, elektrische en magnetische fenomenen op nanometer schaal geeft
veelbelovende nieuwe toepassingen in de nanoelektronica (devices & components). Sensoren
zijn hierbij een belangrijk onderzoeksveld. De interactie tussen 'ge-engineerde' en levende
materie biedt bijvoorbeeld een belangrijke uitdaging. Dat geldt ook voor het vinden van
productiemethodes om systemen klein en goedkoop te produceren.
3. Daarnaast is het op het gebied van systemen (systems & equipment) belangrijk om het
fabricageproces op nanometerschaal te begrijpen en te kunnen controleren. Bij het ontwerpen
van nieuwe systemen is een steeds grotere rol weggelegd voor geavanceerde
computermodellen.
De basis voor de roadmap Nanotechnologie binnen HTSM is de Strategische Research Agenda van
het Netherlands Nano Initiative. De plannen in deze roadmap moeten geformaliseerd worden in
een Topconsortium voor Kennis en Innovatie. Omdat vrijwel alle spelers al participeren in
NanoNextNL, is het logisch dat het TKI-Nano wordt gevormd door NanoNextNL met een kleine
uitbreiding.
17.
ICT
De volledige ICT-roadmap beschrijft topsectoroverschrijdende ICT-innovaties. Ook alle
afzonderlijke roadmaps binnen HTSM hebben een ICT-component. Denk aan de grote hoeveelheid
(patiënt)data in systemen voor de gezondheidszorg en ICT voor slimme mobiliteit. ICT voor de
topsectoren kan worden onderverdeeld in de onderstaande thema's/actielijnen.
1. ICT om op te vertrouwen:
a. Multidisciplinair onderzoek naar veiligheid en vitaliteit van ICT-systemen is nodig voor een
veilige en betrouwbare infrastructuur;
b. Privacy en e-identiteit worden belangrijk nu persoonlijke data een steeds prominenter
onderdeel zijn van de datagemeenschap.
2. ICT systemen voor monitoring and control:
a. ICT is onderdeel van Embedded Systems, een sector die nog voor vele uitdagingen staat (zie
de betreffende roadmap);
b. Op het gebied van meet- en regelsystemen liggen er grote uitdagingen in onder meer
sensor-based surveillance, grootschalige communicatie tussen sensornetwerken en het
koppelen van heterogene sensornetwerken.
3. ICT voor een verbonden wereld:
a. Standaardisatie en interoperability zijn onmisbaar in de dynamische en verbonden wereld
van nu;
b. De trend naar open data en digitalisering van diensten vraagt om een herstructurering van
software naar software als dienst (Software as a Service ofwel SaaS).
4. Data, data, data:
a. Innovatief datamanagement moet de verborgen werelden in grote datasets interpreteren.
Dit vereist innovaties in de infrastructuur, in databasemanagement en hardware en in
software;
b. Heterogene data uit verschillende bronnen vereist nieuwe manieren om trends te
detecteren. Uiteindelijk gaat het om een fundamenteel nieuwe manier om menselijke signalen
te exploreren.
11
5. Waarde- en informatieketens:
a. ICT is onderdeel van waardeketens in bedrijven;
b. Hoe ICT de innovatie kan versnellen zal per jaar en per topsector nader bepaald worden;
c. ICT procesinnovaties kunnen zorgen voor kostenvermindering;
6. Menselijk en maatschappelijk kapitaal: het is een voorwaarde voor succes om te investeren in
internationaal georiënteerde ondernemingen in het maatschappelijk kapitaal van ICT.
Bijlagen:
- Innovatiecontract 2014-2015 High Tech systemen en Materialen, 2 oktober 2013 , link:
http://www.hollandhightech.nl/int/innovatiecontract20142015/
- 17 roadmaps . De uitwerking hiervan vindt u hier: http://www.rvo.nl/subsidiesregelingen/themas-binnen-topsector-hightech-systemen-materialen
12
© Copyright 2024 ExpyDoc
