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18 -19 -20 Gennaio 2016
Sviluppi tecnologici per la Componentistica Spaziale
Risultati, sfide e opportunità
R. Formaro
Sommario
Lo scenario Sostenere la capacità spaziale nazionale La competizione internazionale La componentistica Spazio in Nazionale Le sfide Le opportunità Conclusioni
Lo scenario
L’Italia, insieme a Francia e Germania, è leader nelle attività spazialieuropee; possiede una capacità a larghissimo spettro che va dai sistemidi terra, ai sistemi di accesso allo spazio, alle infrastrutture satellitari,robotiche e di volo umano.
Gli sviluppi tecnologici sono una delle ragioni del successo nazionalenelle attività spaziali; Lo spazio è un settore di frontiera che necessita concontinuità di soluzioni tecnologiche e metodologie innovative in ragionedelle continue sfide che propone.
Sostenere la capacità spaziale nazionale
Per mantenere tale capacità nazionale del settore spaziale anche nelfuturo sono necessari continui ed ingenti investimenti siagovernativi che privati negli sviluppi tecnologici (con logiche ditechnology push e mission pull)
Per fronteggiare i sempre più ridotti budget è necessaria unaleadership decisionale e di indirizzo unita a un coordinamentosistemico in grado di elaborare 'road map' per orientare gliinvestimenti secondo linee di sviluppo sostenibili che permettano dicogliere anche le opportunità offerte dai players istituzionali europei(ESA, EDA, EC etc).
Necessario giocare un ruolo determinante nel contesto internazionaleper garantire la sostenibilità.
La competizione internazionale
Per contrastare efficacemente la fortissima competizione internazionale emantenere le posizioni di leadership risulta determinante il supportocontinuo alla crescita della conoscenza e delle competenzetecnologiche abilitanti attraverso:
Una solida leadership nazionale in grado di proporre azioni dicoordinamento, armonizzazione e confronto con i competitor,impostare adeguati programmi di sviluppo nazionale e garantire lapartecipazione a sfidanti progetti internazionali;
Efficaci investimenti a favore dell’intera filiera e di incentivazione deiprocessi di Spin-In e Spin-Off per la sostenibilità degli investimenti.
Una delle aree tecnologiche strategiche su cui si gioca buona parte della competitività dei sistemi industriali è quello della componentistica EEE, settore chiave dei sistemi spaziali
La Componentistica Spazio in nazionale/1
Le attività di coordinamento in nazionaleNel corso degli ultimi anni sono state effettuate attività dicoordinamento interdisciplinare anche attraverso il CoordinamentoTecnologico ASI (CTA) e analisi specifiche di mercato, realizzando: Survey sistematici di settore per supportare la definizione del
fabbisogno tecnologico dell’ASI; (Mission requirements) il presidio di aree di innovazione di interesse per la comunità
spaziale nazionale. (Competitività)
Sono state individuate aree di grande interesse strategico con estese filiere e prodotti strategici a volte caratterizzati da elementi di grande
innovazione e unicità di livello internazionale
La Componentistica Spazio in nazionale/2
La ricostruzione e il mantenimento della filieraAvvio di sviluppi tecnologici in ambito nazionale e internazionale nei seguentiambiti EEE: GaAs – GaN - Finanziati svariati progetti (circa 15) in ambito nazionale e ESA
per lo sviluppo della filiera GaAs e GaN. Coinvolgimento di tutti gli operatori(PMI, LSI, non LSI, Enti Ricerca, Università e Test Centers)
Power generation and Management CMOS – avviato l’assessment della tecnologia
Attivazione di collaborazioni con Enti di ricerca di settore: Accordo ASI- CERN
• Components and devices• Detectors for experiments• Micro- Sensors and -actuators: distributed diagnostic systems, MEMs • accessibility to irradiation, testing and test beam facilities
La Componentistica Spazio in nazionale/3
Accordo ASI – MECSA rinnovato nel dicembre 2015, indiscussione un programma di potenziamento per:• Progetti congiunti di sviluppi tecnologici sulla componentistica EEE• Supporto tecnico/scientifico ad ASI per la partecipazione ai board
del ESCC nei settori dell’elettronica in cui il MECSA vanta competenze specifiche;
• Alta Formazione nel campo dell’Ingegneria delle Microonde spazio;• Creazione e mantenimento di laboratori congiunti aventi ad
oggetto la verifica prestazionale e di qualità della componentistica elettronica
Avvio della collaborazione con INFN e ENEA e con supportoESA: ASI Supported Irradiation Facilities (Progetto ASIF)• Rete nazionale di centri per i test di radiazione• Integrazione con la rete europea interfacciata ad ESA
La Componentistica Spazio in nazionale/4
Avvio degli studi per un programma nazionale di sviluppitecnologici per piattaforme satellitari di taglia mini ad altatecnologia. È stato individuato gap infrastrutturale rispetto aimaggiori partner internazionali che necessita ingenti sviluppitecnologici. Avviato il progetto PLATiNO per dotare il paese di unainfrastruttura capace di dare grande flessibilità alle infrastruttureesistenti e abilitare nuovi scenari di missione.
Incremento della partecipazione agli organismi di armonizzazione,standardizzazione e cooperazione tecnologica (THAG / ESCC / ECSS)
Politica Industriale armonizzazione e Standardizzazione
IPC Industrial Policy Committee (ESA) THAG Technology Harmonization Advisory Group (ESA) ECSS European Cooperation for Space Standardization (Agenzie/Industria) SC Steering committee TA Technical Authority Working Groups tra cui molto attivo quello sulla componentistica
ESCC European Space Components Cooperation (Agenzie/Industria) SCSB Space Components Steering Board PSWG Policy and Standards Working Group CTB Components Technical Board Circa 10 sottogruppi del CTB MPTB Materials and processes Technology Board
Coordinamento H2020/COMPET 1
Necessario un coinvolgimento attivo della comunità nazionale del settore al fine di fornire una copertura completa e continuativa alle
attività
Le Sfide di oggi
Incremento dei costi e rischi dovuto a: Continuo incremento della complessità tecnologia e del livello di
integrazione
La presenza di gruppi industriali monopolistici, single source, che unitaagli aspetti regolamentari/legislativi (e.g. REACH, ITAR) comportaelevato rischio di interruzione della supply chain.
Le difficoltà strutturali Difficoltà di accesso al «club» dei fornitori di componenti qualificati
tipiche dei settori di nicchia unito al forte protezionismo determinatodalle dimensioni di mercato e marcata dualità del prodotto.
I nuovi attori commerciali e la rapida obsolescenza della tecnologia damedio-lungo a breve termine che contrasta con le modalità/tempistichestandard di sviluppo tracciati dalla normativa europea.
Il technology gap esistente (Europa/USA/Asia) può essere ridotto (e.g.GaN), ma è ancora molto forte.
Le opportunità/1
Attività di mantenimento filiera e domini tecnologici strategici
Collaborazione con organismi di ricerca;
Sviluppi tecnologici per Missioni innovative;
ASIF (ASI Supporting Irradiation Facilities)
Bando Nazionale per Componentistica EEE a Basso TRL.
Le opportunità/2
Mantenimento della Filiera e domini tecnologici strategici� Prosecuzione attività di qualifica e sviluppo in ambito Nazionale e
Internazionale per le Tecnologie EEE innovative: GaN CMOS Generazione e gestione di potenza Eventuale implementazione di nuovi domini.
Collaborazione con organismi di ricerca;� Avvio di progetti di collaborazione con organismi di ricerca sul modello
delle convenzioni con MECSA e CERN, ove si individuino obiettivicomuni e eccellenze da integrare a livello del sistema nazionale
Le opportunità/3
La realizzazione dei Piccoli Satelliti� Realizzazione di una nuova generazione di piccole piattaforme
modulari, multi-purpose, ad alte prestazioni e alta tecnologia,competitiva a livello internazionale e con alto contenuto di prodottonazionale. Primo lancio entro tre anni dall’avvio, secondo lancio con80% di prodotto in nazionale entro 5 anni
� I limitanti Budget tecnici (i.e. massa, power, etc.) dei minisatelliti e iltarget di basso costo ricorrente congiunti alle elevate prestazionirichieste e ai target di percentuale di prodotto nazionalecomporteranno nuovi sviluppi tecnologici orientati all’integrazionefunzionale, la miniaturizzazione, smart development processes eriduzione costi.
Le opportunità/4
ASIF (ASI Supported Irradiation Facilities)Avvio della fase implementativa del progetto prototipale ASIF con lineededicate alla: creazione di un network di Facilities per rendere disponibili, in
ambito nazionale capacità complete di testing e studio dei fenomenidi irraggiamento. Facilities ENEA: CALLIOPE, FNG, TAPIRO, TRIGA -Facilities INFN: BTF, LNL, LNS, TIPFA.
Avvio di progetti sperimentali integrati tra i vari operatori a supportodella ricerca applicata e degli operatori industriali nel settore dellacomponentistica spazio e per la sopravvivenza dell’uomo nellospazio
La cooperazione internazionale (i.e l’esplorazione)
Si ritiene che il network possa essere totalmente integrato entro l’iniziodel 2017 ma con operatività parziale (singole facilities operanti in unottica di network) nel secondo semestre 2016.
Le opportunità/5
Bando Nazionale per Componentistica a Basso TRL� Scopo dei progetti
Consolidare attraverso analisi e sperimentazione e, ove possibile,attraverso prove di laboratorio le tecnologie del futuro. Questiprogetti permetteranno di identificare le tecnologie che sarannoutilizzate nelle generazioni future dei sistemi e sottosistemi spaziali(lungo termine)
� Tipologia progettisviluppi tecnologici a basso TRL: TRL iniziale 1 / 2, TRL a fineprogetto 3/4
� Indirizzato a Università/Centri di Ricerca, Industrie Grandi e Piccole
Le opportunità/6
� Cosa si vuole ottenere:
incrementare la capacità competitiva nazionale attraverso lo sviluppodi tecnologie radicalmente innovative per i futuri programmi spaziali
il mining da parte di soggetti privati di idee innovative negli ambitiistituzionali (università, enti di ricerca, etc..)
Il consolidamento delle aree ritenute critiche e strategiche conroadmap tecnologiche di lungo periodo;
La maturazione di tecnologie che contribuiscano ai processi diinnovazione per la non dipendenza tecnologica del sistema europeo.
Nuove opportunità di business e nuove filiere di prodotto
Le opportunità/7
� Finanziamento ASI: Primo Bando di 2 Meuro totali - piccoli progettifino a 300 Keuro max per proposta (sottoposta a congruità)
� Intensità del finanziamento:
Enti di Ricerca/Università: Cofinanziamento
PMI % (in linea con Legge aiuti di stato)
Grandi Imprese % (in linea con legge aiuti di stato)
Conclusioni
La componentistica EEE è un asset strategico per il settore spazio e ingrado di generare un tangibile vantaggio competitivo
ASI supporta questo settore e intende facilitare ulteriormente ilprocesso di arricchimento della filiera fornendo strumenti e finanziandoprogetti che permettano agli addetti nazionali di competere alla paricon i maggiori player internazionali
ASI ha attivato linee di intervento che favoriscano: La ricerca applicata La nascita di idee innovative di nuovi componenti capaci di
soddisfare le esigenze delle future sfide spaziali La realizzazione di sistemi spaziali innovativi capaci di abilitare
missioni ad elevate prestazioni e alto contenuto scientifico eapplicativo
La partecipazione attiva ai processi di miglioramento dellacompetitività del sistema Europa
Grazie per l’attenzione
Back up - Prossime attività in ambito Europeo
Technology Harmonization Advisory Group (THAG) per analisi ed armonizzazione sistematicadelle tecnologie spazio europee: Oltre 50 domini, 2 cicli per anno, 4/5 DominiTecnologici/CicloNel prossimo ciclo Avionic Embedded Systems (AES) Data Systems and On-board Computers (DSOBC) Microelectronics ASICs & FPGA (ME) On-board Payload Data Processing (OBPDP)ASI gestisce una Lista Contatti su contributori spazio Richiedere, motivando, accesso lista a: [email protected]
H2020 Spazio 2017: correlazioni EEE
COMPET 1 - 2017 (call open da luglio/settembre 2016)U09 Cost Effective Multi Junction Solar CellsU16 Space Qualified GaN Components and Demonstrators
U17 High Density assemblies on PCB and PCBs;
U21 Very High Speed Serial Interfaces U23 Development of large deployable structures for antennas
U26 Space qualified Carbon Fibre and pre-Impregnated material sources for launchers and satellite subsystems
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