تکلیف معاونت علمی برای توسعه میکروالکترونیک در کشور
جمله معروف «اعتماد از سیلیکان شروع می‌شود» به معنای این است که ریزتراشه‌های سیلیکانی ریشه امنیت کشورها هستند و رویکرد کارزار نوینی در دنیا ایجاد شده است که بر اساس آن کشورها به دنبال توسعه صنعت و فناوری‌های مرتبط با میکروالکترونیک هستند و در ایران نیز معاونت علمی ریاست‌جمهوری مکلف شده که با راه‌اندازی مرکز ملی توسعه ریزفناوری و میکروالکترونیک اقدام به ایجاد زیر ساخت‌های توسعه این فناوری در کشور کند و تدوین برنامه ملی و طراحی و ساخت ریزتراشه‌ها از دستاوردهای این نهاد به شمار می‌رود.
به گزارش دنده : امروزه حیات سیستم‌های کامپیوتری، تجهیزات مخابراتی، تلفن‌های همراه، خودروها، لوازم خانگی، سامانه‌های دفاعی، صنعت هوافضا و رباتیک و همه و همه به ریزتراشه‌ها وابسته است و این امر سبب شده که صنعت میکروالکترونیک در کشورهای دنیا یک صنعت مهم تلقی شود و اکنون رقابت فزاینده‌ای در این حوزه برپاست.
میکروالکترونیک حوزه‌ای از علوم الکترونیک و مهندسی برق است که به طراحی، ساخت و استفاده از سیستم‌های الکترونیکی با ابعاد بسیار کوچک کمک می‌کند. این حوزه شامل ساخت اجزای الکترونیکی مانند ترانزیستور، مدارهای یکپارچه و میکروپروسسورها می‌شود.
این حوزه مهندسی امکان پیشرفت در زمینه‌هایی مانند ارتباطات بی‌سیم، اینترنت اشیاء، سنسورها، رایانه‌های هوشمند، پزشکی، خودروهای هوشمند و صنعت نظامی را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، در زمینه ارتباطات بی‌سیم، توسعه تراشه‌های 5G و اینتگرال رادیو (RFIC) که از تکنولوژی میکروالکترونیک استفاده می‌کنند، امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا و پهنای باند گسترده را به ارمغان می‌آورند.
در حوزه پزشکی نیز تراشه‌های میکروالکترونیکی به بهبود روش‌های تشخیص و درمان بیماری‌ها و مراقبت بهداشتی کمک می‌کند و سنسورهای کوچک و پوشیدنی که بر پایه میکرو الکترونیک ساخته شده‌اند، پزشکان را به پایش و ثبت شدت فعالیت بدن، مانیتورینگ قلب، اندازه‌گیری پارامترهای فیزیولوژیکی و دستگاه‌های تزریق دارو یاری می‌کند.
با اختراع و توسعه ترانزیستور در امپراطوری پروس و آلمان نازی و سپس انتقال دانش آن به ایالات متحده آمریکا پس از جنگ جهانی دوم گام ابتدایی صنعت میکروالکترونیک برداشته شد.
اهمیت این دانش ابتدا توسط مدیران آمریکایی درک نشد و آن را به ژاپن فروختند، اما با موفقیت‌هایی که شرکت ژاپنی سونی به دست آورد، دوباره این صنعت را به داخل کشور آمریکا بازگرداندند.
در امریکا، «ویلیام شاکلی»، فیزیکدان برجسته مامور توسعه ترانزیستور در آزمایشگاه بل شد و شاکلی و گروه تحقیقاتی او به نتایج موفقیت‌آمیزی دست یافتند و توانستند نوبل فیزیک سال ۱۹۵۶ را از آن خود کنند.
این محققان از آزمایشگاه جدا شدند و شرکتی را تاسیس کردند و اولین مشتریان این شرکت، سازمان ناسا و نیروی هوایی ارتش امریکا بودند. ناسا برای سامانه هدایت سفینه آپولو که قرار بود به ماه سفر کند، به ریزتراشه نیاز داشت و نیروی هوایی امریکا نیز به ریزتراشه‌ای برای هدایت موشک بالستیک قاره‌پیمای «مینتمن۲» نیازمند بود.
وبگاه خبری «Tortoise Media» در آخرین گزارش خود نتایج تحقیقی درباره هوش مصنوعی جهانی را منتشر کرد و در آن ۶۲ کشور با بیش از ۱۰۰ شاخص برای اندازه‌گیری سطوح این فناوری در دسته‌بندی‌های مختلف از جمله استعداد، زیرساخت، تحقیق و توسعه، فعالیت‌های تجاری و استراتژی دولتی، ارزیابی شدند.
این مطالعه نشان داد که عربستان سعودی در حوزه تدوین استراتژی دولتی برای این فناوری، پیشتاز است؛ شاخصی که عمق تعهدات و استراتژی‌های سرمایه‌گذاری ملی را اندازه‌گیری می‌کند. سایر کشورهای غرب آسیا و شمال آفریقا در این شاخص، با فاصله پایین‌تر و در رده بیست‌وسوم به بعد قرار گرفتند.
بر اساس این گزارش، ۱۰ کشور برتر در این شاخص به این شرح است:
| رده | کشور |
|---|---|
| ۱ | ایالات‌متحده آمریکا |
| ۲ | چین |
| ۳ | سنگاپور |
| ۴ | بریتانیا |
| ۵ | کانادا |
| ۶ | کره جنوبی |
| ۷ | رژیم اشغالگر قدس |
| ۸ | آلمان |
| ۹ | سوئیس |
| ۱۰ | فنلاند |
کشورهای پیشتاز غرب آسیا و آفریقا در حوزه تدوین استراتژی دولتی هوش مصنوعی و رتبه جهانی آنها در این شاخص، عبارتند:
| کشور | رتبه |
|---|---|
| عربستان سعودی | ۱ |
| مصر | ۲۳ |
| امارات | ۲۴ |
| ترکیه | ۲۷ |
| قطر | ۴۶ |
| رژیم اشغالگر قدس | ۴۷ |
| مراکش | ۵۰ |
| تونس | ۵۸ |
| بحرین | ۶۱ |
بر اساس این گزارش، کشور امارات متحده عربی نیز در شاخص زیرساخت‌های هوش مصنوعی که فاکتورهایی چون «قابلیت پایایی اینترنت»، «برق» و «توان ابررایانه‌ها» را می‌سنجد، در جایگاه چهارم قرار دارد. کشور قطر نیز بالاترین امتیاز جهان عرب در تحقیقات هوش مصنوعی را کسب کرده و بالاتر از کشورهایی چون ژاپن و هند در جایگاه هفدهم قرار گرفته‌اند.
به عقیده بسیاری از کارشناسان، با سقوط برخی کشورهای توسعه‌یافته مانند بریتانیا به رتبه‌های پایین‌تر، کشورهای عربی فرصت را برای تقویت حضور و افزیش ظرفیت هوش مصنوعی خود غنیمت شمرده‌اند، به گونه‌ای که عربستان سعودی اواخر سال ۲۰۲۰، استراتژی ملی خود را برای داده‌ها و هوش مصنوعی (NSDAI) تدوین کرد که هدف آن جذب ۲۰ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری خارجی و داخلی تا سال ۲۰۳۰ است و امارات متحده عربی نیز استراتژی پنج رکنی خود را در سال ۲۰۱۷ و با هدف تشکیل شورای هوش مصنوعی، توسعه نیروی متخصص توانمند و همچنین ایجاد قوانینی برای استفاده ایمن از این فناوری تا سال ۲۰۷۱ مصادف با صدمین سالگرد تأسیس این کشور تدوین کرد.
تهدیدات میکروالکترونیکی در مسیر توسعه کشورها
هنگام خرید لوازم الکترونیکی، مصرف‌کنندگان به ندرت به امنیت ریزتراشه‌های موجود در دستگاه‌ها فکر می‌کنند، اما واقعیت این است که ریزتراشه‌ها اولین گزینه برای سوءاستفاده و مناسب‌ترین نقطه برای فعالیت‌های جاسوسی و خرابکارانه در یک سامانه دیجیتال هستند. در حالی که جهانی‌سازی با بهره‌برداری از نیروی کار ارزان‌قیمت و با افزایش تیراژ تولید، هزینه‌های صنعت را کاهش داده است، به طور همزمان تهدیدات جدی را نیز موجب شده است.
مجموعه این عوامل به اضافه امکان نصب بدافزارهای نرم‌افزاری روی سامانه‌های الکترونیکی، موجب شده که تجهیزات الکترونیکی مهمترین نقطه ضعف امنیتی برای کشورها و نقطه تمرکز جنگ‌های اطلاعاتی باشند.
در این خصوص اصل معروفی وجود دارد که می‌گوید «اعتماد از سیلیکان شروع می‌شود» یعنی ریزتراشه‌های سیلیکانی ریشه امنیت هستند که حفاظت‌های نرم‌افزاری بر پایه آن اجرا می‌شوند و سامانه‌های امن را نمی‌توان بر اساس سخت‌افزار آسیب‌دیده طراحی کرد؛ از این رو کشورها بر خودکفایی در میکروالکترونیک استوار شده است.
ایران و توسعه میکروالکترونیک
پس از دوران کرونا به دلیل کاهش عرضه‌ای که در آن بازه در صنعت ریزتراشه به وجود آمده بود، شرکت‌های بزرگ فناوری به منظور جبران کمبود پیش آمده اقدام به خرید تعداد زیادی ریزتراشه کردند.
کمبود ریزتراشه در بازارهای جهانی و مساله تحریم باعث شد ایران در آن دوران به خصوص در حوزه تهیه ریزتراشه‌های لوازم خانگی و خودرو با مشکل مواجه شود. همچنین افزایش تقاضای وسایل ارتباطی و صوتی تصویری در اثر قرنطینه نیز باعث افزایش نیاز به ریزتراشه در کشور شده و مشکلات را دوچندان کرده بود.
پس از این چالش، حاکمیت تصمیم به پوشش حداقلی نیازهای خود در این حوزه گرفت. در همین راستا بر اساس بند ن تبصره ۷ بودجه ۱۴۰۱ مقرر شد بین ۱۰ تا ۳۰ درصد از منابع تعرفه واردات گوشی‌های تلفن همراه بالای ۶۰۰ دلار به حوزه میکروالکترونیک اختصاص یابد؛ اما در نهایت ۱۳۰۰ میلیارد تومان آن محقق شد. تنها ۲۰۰ میلیارد تومان به صندوق صحا (صندوق حمایت از تحقیقات و توسعه صنایع پیشرفته وابسته به وزارت صمت) تعلق گرفت و بخشی از این ۲۰۰ میلیارد تومان به میکروالکترونیک و بخش دیگر به حوزه بومی‌سازی تلفن همراه اختصاص یافت و در واقع آن بودجه نهایی محقق نشد؛ اما همین که موضوع میکروالکترونیک در بودجه کل کشور قرار گرفت و به آن توجه شد، باعث دلگرمی و امیدواری فعالان این عرصه شد.
در بودجه ۱۴۰۲، ردیف بودجه جداگانه در قالب بند ط تبصره ۷ تخصصی برای توسعه زیرساخت‌های صنعت میکروالکترونیک در نظر گرفته شد.
تکلیف معاونت علمی در برنامه هفتم
در برنامه هفتم توسعه تکالیف جدید معاونت علمی ریاست‌جمهوری مشخص شده و این معاونت مکلف است مراکز ملی توسعه فناوری در ۶ حوزه فناوری خاص را ایجاد کند. در این برنامه آمده است:
معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری مکلف است با اهداف تأمین زیرساخت یکپارچه مورد نیاز در جهت بهبود زیست‌بوم فناوری در حوزه‌های حیاتی و اقتدارآفرین که سبب جریان‌سازی صنایع و اقتصاد آینده می‌شود، جذب و توانمندسازی نخبگان در حوزه‌های مدنظر و همچنین ارتقای سطح حکمرانی در راستای سیاست‌گذاری و تدوین و پیاده‌سازی برنامه‌های بلند مدت و شکل‌گیری تعاملات بین‌المللی مؤثر که موجب تسریع در روند توسعه فناوری می‌شود، با همکاری بخش خصوصی و استفاده از ظرفیت‌های قانون جهش تولید دانش‌بنیان، در حوزه‌های زیر اقدام به ایجاد مراکز ملی توسعه فناوری کند:
* هوش مصنوعی
* کوانتوم
* زیست مهندسی
* مواد و ساخت پیشرفته
* ریزفناوری و میکروالکترونیک
* فناوری‌های عصبی، مغز و علوم شناختی
هر یک از این مراکز باید زمینه لازم برای همکاری، آموزش‌های تخصصی و توانمندسازی متخصصان و نخبگان برتر کشور را فراهم کرده و از نظر اقتصادی دارای الگوهای پایدار و توسعه‌پذیر باشند. همچنین کلیه دستگاه‌های اجرایی مکلف به همکاری با معاونت مزبور در تجهیز و راه‌اندازی این مراکز و بهره‌گیری از ظرفیت آنها در برنامه‌های توسعه فناوری خود هستند.
اقدامات کشور برای توسعه میکروالکترونیک
راه‌اندازی اولین ابرمیکروالکترونیک کشور:
نخستین ابرمیکروالکترونیک کشور توسط ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان دیجیتال معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری و برنامه ملی میکروالکترونیک و با حمایت صندوق نوآوری و شکوفایی و شبکه آزمایشگاهی فناوری‌های راهبردی راه‌اندازی شد.
از ویژگی‌های این ابرمیکروالکترونیک، استفاده از به‌روزترین ابزارهای لازم برای طراحی و ساخت تراشه‌های مجتمع آنالوگ، دیجیتال و فرکانس بالا در بسته‌های مختلف نرم‌افزاری این حوزه بر بهترین بستر سخت‌افزاری موجود در کشور است که دسترسی همگانی را در هر نقطه‌ای از کشور برای متخصصان، اساتید، دانشجویان و شرکت‌های دانش‌بنیان این حوزه فراهم می‌کند.
«امکان طراحی مدارهای مجتمع آنالوگ، دیجیتال و فرکانس بالا بر بستر پردازشی فوق سریع»، «دسترسی امن، آسان و کم‌هزینه به ابزارهای طراحی مدارهای مجتمع پیشرفته» و «قابلیت استفاده از گرنت‌های صندوق شکوفایی و نوآوری و لبزنت با حمایت ستاد توسعه اقتصاد دانش‌بنیان دیجیتال و برنامه ملی میکروالکترونیک» از خدمات این مرکز در حوزه میکروالکترونیک به شمار می‌رود.
حمایت از شرکت‌های دانش‌بنیان متقاضی توسط صندوق نوآوری و شکوفایی در قالب گرنت‌های تخصصی مورد تایید این صندوق در همکاری با برنامه ملی میکروالکترونیک و ستادهای همکار این برنامه صورت می‌گیرد. همچنین اساتید و دانشجویان این حوزه می‌توانند از ظرفیت ابر میکروالکترونیک در قالب گرنت‌های تخصیصی برنامه ملی میکروالکترونیک در شبکه آزمایشگاهی فناوری‌های راهبردی استفاده کنند.
کتابخانه‌های تخصصی طراحی برای ساخت نمونه تراشه دانشگاهی مرتبط با فراخوان‌های برنامه ملی میکروالکترونیک از طریق شبکه آزمایشگاهی فناوری‌های راهبردی، به صورت خدمات نصب شده و آماده بر بستر سیمرغ، در دسترس اساتید منتخب فراخوان قرار خواهد گرفت.
تدوین برنامه ملی میکروالکترونیک:
این برنامه به منظور سیاست‌گذاری کلان و تدوین نقشه‌راه توسعه فناوری میکروالکترونیک کشور و به عنوان بازوی هماهنگی بین ارکان سیاست‌گذاری، مجریان و ذی‌نفعان صنعت نیمه‌هادی ذیل معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری فعالیت می‌کند. برنامه ملی میکروالکترونیک با نگاهی قرارگاهی و مأموریتی به دنبال کنترل و توسعه بازار میکروالکترونیک با هدف شکل‌دهی زیست‌بوم صنعت نیمه‌هادی کشور، کاهش وابستگی رشد صنعت نیمه‌هادی به حمایت‌های دولتی، ایجاد نقطه اتصال بازار داخل به بازار بین‌المللی و تضمین پایداری تولید مبتنی بر اقتصاد میکروالکترونیک است.
راه‌اندازی پارک فناوری حوزه میکروالکترونیک:
این پارک در راستای اجرایی‌سازی برنامه ملی میکروالکترونیک، راه‌اندازی می‌شود و در این پارک با ایجاد آزمایشگاه‌ها و زیر ساخت‌های مورد نیاز، زمینه استقرار شرکت‌های دانش‌بنیان فعال در حوزه‌های مرتبط با میکروالکترونیک فراهم می‌شود. هر شرکتی که در این حوزه، تحقیقاتی را داشته باشد، می‌تواند پس از تایید در این منطقه مستقر شود و از ظرفیت‌ها و امکانات این پارک بهره‌مند شود. در این پارک کمتر از ۱۰۰ شرکت امکان استقرار دارند و با توسعه فعالیت‌ها، زنجیره تامین فناوری‌های حوزه میکروالکترونیک در کشور تامین می‌شود.
اولین رویداد ملی ساخت تراشه میکروالکترومکانیکی:
نخستین رویداد ملی ساخت تراشه میکروالکترومکانیکی(MEMS) به همت برنامه ملی میکروالکترونیک و ستاد توسعه فناوری نانو و میکرو معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری و با همکاری مرکز خدمات آزمایشگاهی دانشگاه صنعتی شریف و حمایت صندوق نوآوری و شکوفایی برگزار می‌شود. این رویداد در دو محور ساخت سنسور فشارسنج (Pressure Sensor) و ساخت سنسور شتاب‌سنج تک‌محوره (Uniaxial Accelerometer) است.
راه‌اندازی مرکز جامع خدمات ریزتراشه ایران:
یکی دیگر از برنامه‌هایی که در دستور کار دولت و معاونت علمی، فناوری اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری قرار گرفته، راه‌اندازی مرکز خدمات ریزتراشه است. این مرکز قرار است شرکت‌های فعال در زمینه ساخت تراشه را به کارخانه‌های خارجی متصل کند و ارزیابی عملکرد و تأیید اصالت تراشه، ارائه گواهی معتبر تاییدیه، مشخصه‌یابی تراشه و خدمات باندینگ و بسته‌بندی از وظایف این مرکز به شمار می‌رود. با راه‌اندازی این مرکز جامعه طراحان تراشه در کشور می‌توانند از ظرفیت نمونه‌سازی خارج از کشور استفاده کنند.
حمایت از طرح‌های دانش‌بنیان‌ها:
در این برنامه تمام شرکت‌های دانش‌بنیان در حوزه میکروالکترونیک تحت حمایت معاونت علمی، برنامه ملی میکروالکترونیک و صندوق نوآوری و شکوفایی قرار می‌گیرند. بر اساس آن از طرح‌های با اولویت گلوگاهی و راهبردی که حداقل ۲ بار نمونه‌سازی شده‌اند و نتایج قابل تأیید و رو به پیشرفت داشته‌اند، حمایت می‌شود.
تخصیص تعرفه واردات موبایل:
به منظور تأمین بودجه مورد نیاز برای توسعه زیرساخت‌های میکروالکترونیک، آیین‌نامه‌ای تحت عنوان «تخصیص تعرفه واردات موبایل به حوزه میکروالکترونیک» تدوین شده و بر اساس آن قرار است منابع حاصل از حقوق ورودی رویه (برند) تجاری واردات گوشی‌های تلفن همراه خارجی بالای ۶۰۰ دلار که حداقل ۱۵ درصد است و البته واردات گوشی در سایر رویه‌ها که ۲ برابر محاسبه و دریافت می‌شود، به خزانه واریز شود.
ایجاد ۶ آزمایشگاه آفرینش فناوری:
برنامه هفتم توسعه تکلیف کرده است در راستای تکمیل زنجیره‌های ارزش در حوزه‌های گوناگون فناوری و اتصال حلقه‌های بزرگ صنعت به بخش‌های نوآور و پایین دستی کشور ۶ آزمایشگاه ملی یا مرکز ملی آفرینش فناوری در حوزه‌های مختلف اعم از میکروالکترونیک، هوش مصنوعی و … راه‌اندازی شود.
ساخت تراشه‌های پرکاربرد:
ساخت تراشه‌های پرکاربرد و سفارشی‌سازی در حوزه‌های مختلف صنعتی از دستاوردهای محققان شرکت‌های دانش‌بنیان است. این فناوران طراحی تراشه‌های آنالوگ و دیجیتال در محدوده‌های فرکانس پایین تا ماکروویو را به تولید رساندند و این تیم تحقیق و توسعه توانسته‌اند چندین طرح بزرگ شامل تراشه‌های گوناگون برای صنایع مختلف طراحی کنند که هر کدام تحولی در صنعت مربوطه، ایجاد و امکان تولید انبوه کم هزینه را فراهم کرده است.
