Sviluppi tecnologici per la Componentistica Spaziale Risultati, sfide

18 -19 -20 Gennaio 2016
Sviluppi tecnologici per la Componentistica Spaziale
Risultati, sfide e opportunità
R. Formaro
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Sommario
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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 spaziali
europee; possiede una capacità a larghissimo spettro che va dai sistemi
di terra, ai sistemi di accesso allo spazio, alle infrastrutture satellitari,
robotiche e di volo umano.
Gli sviluppi tecnologici sono una delle ragioni del successo nazionale
nelle attività spaziali; Lo spazio è un settore di frontiera che necessita con
continuità di soluzioni tecnologiche e metodologie innovative in ragione
delle continue sfide che propone.
Sostenere la capacità spaziale nazionale
 Per mantenere tale capacità nazionale del settore spaziale anche nel
futuro sono necessari
continui ed ingenti investimenti sia
governativi che privati negli sviluppi tecnologici (con logiche di
technology push e mission pull)
 Per fronteggiare i sempre più ridotti budget è necessaria una
leadership decisionale e di indirizzo unita a un coordinamento
sistemico in grado di elaborare 'road map' per orientare gli
investimenti secondo linee di sviluppo sostenibili che permettano di
cogliere anche le opportunità offerte dai players istituzionali europei
(ESA, EDA, EC etc).
 Necessario giocare un ruolo determinante nel contesto internazionale
per garantire la sostenibilità.
La competizione internazionale
Per contrastare efficacemente la fortissima competizione internazionale e
mantenere le posizioni di leadership risulta determinante il supporto
continuo alla crescita della conoscenza e delle competenze
tecnologiche abilitanti attraverso:
 Una solida leadership nazionale in grado di proporre azioni di
coordinamento, armonizzazione e confronto con i competitor,
impostare adeguati programmi di sviluppo nazionale e garantire la
partecipazione a sfidanti progetti internazionali;
 Efficaci investimenti a favore dell’intera filiera e di incentivazione dei
processi 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 nazionale
Nel corso degli ultimi anni sono state effettuate attività di
coordinamento interdisciplinare anche attraverso il Coordinamento
Tecnologico 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 filiera
Avvio di sviluppi tecnologici in ambito nazionale e internazionale nei seguenti
ambiti 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
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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, in
discussione un programma di potenziamento per:
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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 supporto
ESA: ASI Supported Irradiation Facilities (Progetto ASIF)
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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 sviluppi
tecnologici per piattaforme satellitari di taglia mini ad alta
tecnologia. È stato individuato gap infrastrutturale rispetto ai
maggiori partner internazionali che necessita ingenti sviluppi
tecnologici. Avviato il progetto PLATiNO per dotare il paese di una
infrastruttura capace di dare grande flessibilità alle infrastrutture
esistenti 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 unita
agli aspetti regolamentari/legislativi (e.g. REACH, ITAR) comporta
elevato 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 determinato
dalle dimensioni di mercato e marcata dualità del prodotto.
 I nuovi attori commerciali e la rapida obsolescenza della tecnologia da
medio-lungo a breve termine che contrasta con le modalità/tempistiche
standard 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 obiettivi
comuni 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 prodotto
nazionale. Primo lancio entro tre anni dall’avvio, secondo lancio con
80% di prodotto in nazionale entro 5 anni
I limitanti Budget tecnici (i.e. massa, power, etc.) dei minisatelliti e il
target di basso costo ricorrente congiunti alle elevate prestazioni
richieste e ai target di percentuale di prodotto nazionale
comporteranno nuovi sviluppi tecnologici orientati all’integrazione
funzionale, la miniaturizzazione, smart development processes e
riduzione costi.
Le opportunità/4
ASIF (ASI Supported Irradiation Facilities)
Avvio della fase implementativa del progetto prototipale ASIF con linee
dedicate alla:
 creazione di un network di Facilities per rendere disponibili, in
ambito nazionale capacità complete di testing e studio dei fenomeni
di irraggiamento. Facilities ENEA: CALLIOPE, FNG, TAPIRO, TRIGA Facilities INFN: BTF, LNL, LNS, TIPFA.
 Avvio di progetti sperimentali integrati tra i vari operatori a supporto
della ricerca applicata e degli operatori industriali nel settore della
componentistica spazio e per la sopravvivenza dell’uomo nello
spazio
 La cooperazione internazionale (i.e l’esplorazione)
Si ritiene che il network possa essere totalmente integrato entro l’inizio
del 2017 ma con operatività parziale (singole facilities operanti in un
ottica 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. Questi
progetti permetteranno di identificare le tecnologie che saranno
utilizzate nelle generazioni future dei sistemi e sottosistemi spaziali
(lungo termine)
Tipologia progetti
sviluppi tecnologici a basso TRL: TRL iniziale 1 / 2, TRL a fine
progetto 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 sviluppo
di tecnologie radicalmente innovative per i futuri programmi spaziali
 il mining da parte di soggetti privati di idee innovative negli ambiti
istituzionali (università, enti di ricerca, etc..)
 Il consolidamento delle aree ritenute critiche e strategiche con
roadmap tecnologiche di lungo periodo;
 La maturazione di tecnologie che contribuiscano ai processi di
innovazione 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 progetti
fino 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 in
grado di generare un tangibile vantaggio competitivo
 ASI supporta questo settore e intende facilitare ulteriormente il
processo di arricchimento della filiera fornendo strumenti e finanziando
progetti che permettano agli addetti nazionali di competere alla pari
con 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 e
applicativo
 La partecipazione attiva ai processi di miglioramento della
competitività del sistema Europa
Grazie per l’attenzione
Back up - Prossime attività in ambito Europeo
Technology Harmonization Advisory Group (THAG) per analisi ed armonizzazione sistematica
delle tecnologie spazio europee:
Oltre 50 domini, 2 cicli per anno, 4/5 Domini
Tecnologici/Ciclo
Nel 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 Cells
U16 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