ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA

Eng. Fabián Yaksic Gerente Dep. Tecnologia e Política Industrial São Paulo, dezembro 2010

ENTIDADE REPRESENTATIVA DO COMPLEXO ELETROELETRÔNICO DO BRASIL MISSÃO ASSEGURAR O DESENVOLVIMENTO COMPETITIVO NO COMPLEXO ELETROELETRÔNICO DO PAÍS, A DEFESA DOS SEUS LEGÍTIMOS INTERESSES E SUA INTEGRAÇÃO À COMUNIDADE

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FUNDADA EM SETEMBRO DE 1963 600 ASSOCIADAS DO COMPLEXO ELETROELETRÔNICO:

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INDÚSTRIAS

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INTEGRADORES DE SISTEMAS PODEM SER ASSOCIADAS EMPRESAS FABRICANTES DE PRODUTOS ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS, INDEPENDENTEMENTE DO PORTE E DA ORIGEM DO CAPITAL

ABRANGÊNCIA NACIONAL ESCRITÓRIO CENTRAL: SÃO PAULO 6 ESCRITÓRIOS REGIONAIS DF PR / SC SP RS MG NE

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ÁREAS SETORIAIS AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL COMPONENTES ELÉTRICOS E ELETRÔNICOS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS GERAÇÃO, TRANSMISSÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA (GTD) INFORMÁTICA MATERIAL ELÉTRICO DE INSTALAÇÃO SERVIÇOS DE MANUFATURA EM ELETRÔNICA SISTEMAS ELETROELETRÔNICOS PREDIAIS TELECOMUNICAÇÕES UTILIDADES DOMÉSTICAS

PRINCIPAIS INDICADORES DO SETOR ELETROELETRÔNICO INDICADORES FATURAMENTO (R$ BILHÕES) 2007 111,7 2008 123,1 2009 111,8 EXPORTAÇÕES (US$ BILHÕES) 9,3 9,9 7,5 IMPORTAÇÕES (US$ BILHÕES) DÉFICIT (US$ BILHÕES) Nº EMPREGADOS (EM MIL) PARTICIPAÇÃO (%) DO PIB 24,1 - 14,8 32,0 -22,1 156,1 161,9 4,2 4,1 25,0 -17,5 159,8 3,6 Nota: Crescimento de 40 % das importações, sem incremento nas exportações, resulta no aumento de 57 % no déficit da balança comercial do setor.

Agenda 2020.

2010 * 128,0 7,5 35,0 -27,5 173,0 3,6

PROJEÇÕES DO FATURAMENTO POR ÁREA (R$ MILHÕES A PREÇOS CORRENTES) ÁREAS Automação Industrial Componentes Equipamentos Industriais GTD Informática Material de Instalação Telecomunicações Utilidades Domésticas TOTAL 2009 2.943 8.263 15.003 10.604 35.278 7.954 18.367 13.427 111.839 2010 3.149 9.255 18.004 12.407 40.570 8.988 18.734 16.898 128.005 2010 X 2009 7% 12% 20% 17% 15% 13% 2% 26% 14%

Produtos mais exportados em 2010 * Produtos Telefones celulares Eletrônica embarcada Moto compressores herméticos Componentes para equipamentos industriais Motores e geradores U$ Bilhões 1,04 0,76 0,66 0,56 0,52 * Projeções

Produtos mais importados em 2010 * Produtos Componentes para Telecomunicações Semicondutores Componentes para Informática Eletrônica embarcada Instrumentos de medidas Grupo motogerador Componentes para Equipamentos Industriais U$ Bilhões 4,5 4,5 3,5 1,3 1,2 1,1 0,9 * Projeções

INSTITUTO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DO COMPLEXO ELETROELETRÔNICO E TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO

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CONSTITUÍDO PELA ABINEE – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA ELÉTRICA E ELETRÔNICA ENTIDADE CIVIL DE DIREITO PRIVADO SEM FINS ECONÔMICOS AUTONOMIA PATRIMONIAL, ADMINISTRATIVA E FINANCEIRA

MISSÃO ESTIMULAR A PESQUISA, O DESENVOLVIMENTO E A CULTURA DA INOVAÇÃO NO COMPLEXO ELETROELETRÔNICO, MEDIANTE A INTERAÇÃO ENTRE EMPRESAS E INSTITUIÇÕES DE P&D, A DINAMIZAÇÃO DAS REDES TECNOLÓGICAS E O APOIO À CAPTAÇÃO DE RECURSOS.

VISÃO PROMOVER O DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO DO COMPLEXO ELETROELETRÔNICO A FIM DE AUMENTAR SUA COMPETITIVIDADE INTERNACIONAL.

PAÍS ESTADOS UNIDOS JAPÃO CHINA ALEMANHA RÚSSIA BRASIL ÍNDIA MÉXICO PRODUTO INTERNO BRUTO X INVESTIMENTO EM P&D PIB (US$ BILHÕES) % INVESTIMENTO EM P&D (US$ BILHÕES) % DO PIB DE INVESTIMENTO EM P&D PARA CHEGAR AO NÍVEL DOS DEMAIS 14.265

3,5 % 500 4.924

4.402

3.668

1.677

1.573

1.210

1.088

3,4 % 168 2 % 88 3 % 110 1,5 % 25 1,02 % 16 0,9 % 11 0,5 % 5,4

Fontes: FMI year 2008; OECD; UNESCO

32 % 11 % 5,6 % 7 % 1,6 % 0,7 % 0,3 %

Nanotecnologia

NANOTECNOLOGIA

• É uma área de pesquisa e desenvolvimento muito ampla e multidisciplinar que se baseia nos mais diversificados tipos de materiais (polímeros, cerâmicos, metais, semicondutores compósitos e biomateriais), estruturados à escala nanométrica (nanoestruturados) de modo a formar “blocos de construção” como clusters, nanopartículas, nanotubos e nanofibras, que por sua vez são formados a partir de átomos ou moléculas.

• A síntese controlada desses “blocos de construção” e seu subsequente arranjo para formar materiais e/ou dispositivos nanoestruturados é o objeto de estudo da nanotecnologia.

TRÊS SETORES ESSENCIAIS: NANOELETRÔNICA

Prosseguir o desenvolvimento em microeletrônica, especialmente para computadores, mas a escalas significativamente menores.

NANOBIOTECNOLOGIA

Combinar a engenharia à nanoescala com a biologia para manipular sistemas vivos ou construir materiais biologicamente inspirados a nível molecular.

NANOMATERIAIS

Controlar com precisão a morfologia das substâncias ou partículas para produzir materiais nanoestruturados. Ao envolver todos estes domínios que se sobrepõem, os instrumentos medem e manipulam estruturas ultra pequenas, os microscópios de resolução nanoescala.

Fonte: Comissão Europeia DGI

MATERIAIS À NANOESCALA

• Novos comportamentos dos materiais à nanoescala não são necessariamente previstos a partir daqueles observados à escala macroscópica. • As variações mais importantes são provocadas não pela ordem de grandeza da redução no tamanho, mas pelos novos fenômenos observados, que são intrínsecos ou tornam-se dominantes à nanoescala.

• Estes fenômenos incluem confinamento devido ao tamanho, predominância de fenômenos de interface (à nanoescala, a relação superfície/volume é particularmente dominante) e fenômenos quânticos.

Escala de dimensões

100 milhões de vezes menor 100 milhões de vezes menor Bola de futebol (22 cm) 0,001 m 1m 10 -1 m 10 -2 m=1cm 10 -3 m=1mm Carbono 60 (0,7 nm) 0,0000001 m 0,000000001 m 10 -4 m=0,1mm 10 -6 m=1



m 10 -7 m=100nm 10 -9 m=1nm 10 -10 m Pulga 1mm Fio cabelo 80



m Hemácia 7



m Vírus 150 nm 100 nm 90 nm 80nm 70nm 60nm 50nm 40nm 30nm 20nm 10 nm 1nm Nanotubos de carbono largura 1,4 nm Partículas de platina menores que 3 nm indicadas pelas setas no dióxido de titânio

Fonte: The Royal Society & The Royal Academy of Engineering (2004), Nanoscience and nanotechnologies.

Sequência DNA largura 2 nm IBM: 35 átomos de Xenon sobre níquel. Realizada com um microscópio de tunelamento, a – 270 ºC

Richard Feynman, 1959 “There’s plenty of room at the bottom”

“The principles of physics, as far as I can see, do not speak against the possibility of maneuvering atom by atom. It is not an attempt to violate any laws; it is something, in principle, that can be done; but in practice, it has not been done because we are too big.”

"Os princípios da física, pelo que eu posso perceber, não falam contra a possibilidade de manipulação átomo a átomo. Não seria uma violação da lei; é algo que, teoricamente, pode ser feito mas que, na prática, nunca foi levado a cabo porque somos grandes demais.”

Projeção do mercado global para produtos de nanotecnologia

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A Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos projeta que o mercado global de produtos e serviços relacionados à nanotecnologia alcançará 1 trilhão de dólares em 2015, o que representa cerca de 10 % do PIB americano atual e requerirá uma força de trabalho de 2 milhões de pessoas.

O mercado de nanotecnologia é emergente, o que significa que o P&D é feito na fase inicial dos produtos.

Os campos mais promisores da nonotecnologia são:

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nanobiologia

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nanomateriais

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superfícies eletrônica

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tecnologia da informação instrumentação

Impacto da Nanotecnologia na economia global

Nano na Eletrônica:

US$ 340 B - Materiais US$ 300 B - Eletrônica US$ 180 B - Farmacêutica US$ 100 B - Química US$ 70 B - Aeroespacial US$ 20 B - Ferramental US$ 45 B - Sustentabilidade US$ 30 B – Cuidados com saúde

• Aparelhos portáteis • Eletrônicos “transparentes” • Iluminação avançada • Semicondutores • Sistemas de armazenamento • Mostradores flexíveis • Sensores • Super capacitores • Baterias recarregáveis

PREVISÃO DO TAMANHO DO MERCADO: US$ 1 TRILHÃO NOS PRÓXIMOS 10 A 12 ANOS

Fonte: Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos

Aplicações da Nanotecnologia

MATERIAIS

• materiais nanoporosos • • materiais nanoestruturados nanocompósitos • • catálise multifuncionais, moduláveis, materiais inteligentes/adaptáveis

BIOTECNOLOGIA

• nano sensores, nano provas de atividade/função biológica • • • máquinas biomoleculares, liberação controlada de fármacos bioeletrônica, nano medicina (nano robôs), tecidos/órgãos artificiais materiais auto-organizados (self-assembling)

ELETRÔNICA, ÓPTICA E FOTÔNICA

• confinamento quântico (pontos quânticos) • • • lasers (comunicações de fibra óptica) eletrônica à escala molecular eletrônica transparente e flexível • filmes finos para eletrônica e fotônica

Nanoestruturas baseadas em carbono

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FULERENOS

“Buckyballs” C60 – 0,7 nm • •

NANOTUBOS

Parede simples -Single walled (SWNT) Multi-parede -Multi walled (MWNT) • • • • • •

NANOFIBRAS - APLICAÇÕES:

Filmes para minimizar eletricidade estática Linhas de combustível, drives de disco rígido, memórias Filmes ópticos, tribológicos e biocompatíveis Componentes automóveis para pintura eletrostática Plásticos com retardação ao fogo Fontes de emissão efeito campo para monitores LCD

Revestimentos para proteção eletromagnética EMI - RFI Shielding

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Cabeças de impressão a jato de tinta

Atualmente uma das mais difundidas aplicações.

Uma impressora comum utiliza vários cartuchos de tinta por ano Hoje a maioria das impressoras têm resolução de 1.200 pontos por polegada. Esta resolução significa uma separação do bico de saída de tinta de cerca de 21  m.

Nanotecnologia na indústria eletrônica

• Mostradores de alta resolução para computadores e dispositivos portáteis • Fontes de energia de tamanho reduzido que adicionam 15 horas ao tempo de conversação dos telefones celulares • Sistemas avançados para inventário industrial usando códigos de barras em escala nano e etiquetas RFID • Células de memória para microeletrônica ultra-densas, de baixíssimo consumo e baixo custo • Baterias recarregáveis de altíssima capacidade, células fotovoltaicas flexíveis e satélites em miniatura

Outras aplicações de nano-filmes

Aplicações de Nanoconexões

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Transistores de efeito de campo

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Materiais termoelétricos

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LEDs e Nanolasers

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Detectores e Sensores

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Nanoconexões em Superlattices

Superlattice: “Esta nanoestrutura consiste de dois diferentes materiais semicondutores, que são depositadas alternadamente em si para formar uma estrutura periódica em direção ao crescimento.”

Cui et al, Nanoletters, Vol. 3, 149 – 152 (2003).

http://www.photonics.com/spectra/tech/XQ/ASP/techid.1525/QX/read.htm

5 nm Si nanoconexão FET Nanolaser de 100 nm CdSe nanoconexão

Aplicações potenciais dos nanotubos de carbono Fonte: G. Dusburg, Infineon Technologies, Munchen Germany

Etiquetas inteligentes em embalagens

• RFID ou “Radio Frequency Identification” é também conhecido por “código de barras via rádio”. Normalmente, tem a forma de uma pequena etiqueta. A informação pode ser “lida” eletronicamente mesmo quando inserida dentro de embalagens.

• RFID funciona em praticamente qualquer posição, de forma que o “escaneamento” é muito mais fácil que o tradicional código de barras. • A etiqueta de RFID normalmente é um “chip” de silício acompanhado de um metal ou é uma antena impressa a tinta numa etiqueta plástica.

CONCLUSÕES

Nano partículas e nano materiais terão papel importante em:

• • • • aplicações estruturais (cerâmicos, metais, filmes finos, catalisadores, nano compósitos) tecnologias da informação (nano tubos, nano eletrônica, materiais opto eletrônicos) sensores e micro-sistemas funcionais (MEMS, lab-on-a- chip, micro-reatores) aplicações de energia (células solares, janelas inteligentes, células de combustível)

CONCLUSÕES

Tecnologia da Informação: meio de armazenamento de dados com densidades de gravação muito elevadas e novas tecnologias de displays flexíveis. A longo prazo, a nanoeletrônica molecular ou biomolecular, a spintrônica e a computação quântica poderão abrir novos caminhos que ultrapassarão a atual tecnologia.

Produção e armazenamento de energia: novas células de combustível ou sólidos nanoestruturados leves com potencial para um armazenamento eficiente de hidrogênio; células solares fotovoltáicas eficientes de baixo custo (exemplo, “pintura solar”); economias de energia decorrentes de nanotecnologias que permitam melhor isolamento térmico, transporte e iluminação mais eficiente.

CONCLUSÕES

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Propostas de aplicações de nanotecnologia do setor de energia elétrica:

Redução no consumo de energia; Energia limpa - decomposição do Metano (produção de hidrogênio); Busca de novas fontes de energia; Nanopartículas testadas no uso da energia solar; Nanotecnologia aplicada no armazenamento de combustível; Uso de nanomateriais nas membranas das células de combustível.

• •

Investimentos em outros países:

Maior que US$ 2 bi / ano: EUA, Japão, União Européia; Centenas de milhões US$ / ano: Coréia do Sul, Taiwan.

CONCLUSÕES

Os “10 mais” usos da nanotecnologia:

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Armazenamento, produção e conversão de energia (cadeia energética);

Incremento da produtividade da agricultura; Tratamento de água e controle ambiental; Diagnóstico e visualização de doenças; Sistemas de aplicação de medicamentos; Processamento e armazenagem de alimentos; Poluição do ar e controle; Construção civil; Monitoramento da saúde; Vetores, detecção e controle de pragas.

TEMAS PROPOSTOS

Veículo Elétrico Fontes Alternativas Smart Grid Hidrogênio Eficiência Energética NANOTECNOLOGIA

CONCLUSÕES

LINHAS DE PESQUISA

Bateria, motor elétrico, inversor de frequência, veículo de transporte, abastecimento e smart grid Eólica, biomassa, solar (fotovoltáica e térmica), hidrogênio Medidores inteligentes, padrões de interoperabilidade, segurança, veículo elétrico Produção, armazenamento, transporte, distribuição e utilização final do hidrogênio Eficiência em GTD, perdas técnicas, veículo elétrico, smart grid TODAS AS LINHAS DE PESQUISA RELACIONADAS COM OS TEMAS ACIMA

FUTURO

• A indústria elétrica e eletrônica brasileira deve continuar a apostar na inovação tecnológica e investir em projetos de microtecnologia e nanotecnologia para se tornar mais competitiva no mercado global.

• O Brasil tem produzido muito conhecimento em nanomateriais através de projetos de pesquisa aplicada (parcerias universidade-indústria) com financiamento pelos organismos oficiais.

FUTURO

• • Produção de mais propriedade intelectual e aumento de incentivos às empresas brasileiras para dominarem a nanotecnologia e incorporarem em novos produtos industriais.

Nas próximas décadas, os efeitos sociais da nanotecnologia na sociedade, particularmente nas áreas da saúde, transporte e meio ambiente, com grande impacto econômico, serão tão significativos quanto a influência combinada da microeletrônica, sistemas de imagens médicas, processos assistidos por computador e polímeros desenvolvidos pelo homem no século passado.

IEC – International Electrotechnical Commission

• Comitê Técnico TC 113: Normalização em nanotecnologia para produtos e sistemas elétricos e eletrônicos • Escopo: Normalização de tecnologias abrangentes aos produtos e sistemas elétricos e eletrônicos no campo da nanotecnologia em cooperação com outros comitês técnicos da IEC e com o comitê 229 da ISO.

• Nota: As normas a serem desenvolvidas focarão componentes e partes intermediárias criadas com materiais em nano-escala e processos para aplicações elétrica e eletro-ópticas.

• Primeira Reunião: em Seul, dezembro de 2006, foi decidido formar 3 grupos de trabalho, sendo que 2 grupos foram formados conjuntamente com o ISO TC 229.

TC 113 – Nanotecnologia – Grupos de Trabalho

JOINT WG 1 – TERMINOLOGIA E NOMENCLATURA

Definir e desenvolver terminologia inequívoca e uniforme para facilitar a comunicação e promover entendimento comum

JOINT WG 2 – MEDIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO

Desenvolver normas para medição, caracterização e métodos de ensaio, levando em conta necessidades para metrologia e materiais de referência

WG 3 – AVALIAÇÃO DA PERFORMANCE

Desenvolver normas para a avaliação da performance, confiabilidade e durabilidade de componentes e sistemas de nanotecnologia para todos os estágios da cadeia de valor agregado. Deverá considerar as demandas do mercado e o impulso da tecnologia com ênfase na fabricação, processamento, controle, disposição e reciclagem.

TC 113 – Comitês Técnicos relacionados

IEC TC 1 – Terminologia IEC TC 21 – Células secundárias e baterias IEC TC 34 – Lâmpadas e equipamentos relacionados IEC TC 40 – Capacitores e supressores de interferência eletromagnética IEC TC 47 – Dispositivos semicondutores IEC TC 55 – Fios esmaltados IEC TC 56 – Confiabilidade IEC TC 82 – Sistemas de energia solar fotovoltáica IEC TC 86 – Fibras ópticas IEC TC 90 – Supercondutividade IEC TC 111 – Normalização ambiental para sistemas e produtos elétricos e eletrônicos ISO TC 201 – Análise de superfícies químicas ISO TC 209 – Salas limpas e ambientes controlados associados ISO TC 229 – Nanotecnologia SEMI – Semiconductor Equipment and Materials International – desde março 2008 IEEE – Institute for Electrical and Electronics Engineers – desde abril 2008 ANF – Asian Nano Forum – desde agosto 2009

Obrigado!

Eng. Fabián Yaksic Gerente Dep. Tecnologia e Política Industrial ABINEE Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica [email protected]

tel. 11.2175.0040