Tieteen suurhankkeet raportti: Elektroniikka

Transkriptio

1 Tieteen suurhankkeet raportti: Elektroniikka Huhtikuu 2006

2 Sisällysluettelo JOHDANTO ELEKTRONIIKKASEKTORIN MAHDOLLISUUDET TIETEEN SUURHANKKEISSA ITER Yhteistyömahdollisuuksia elektroniikan osalta Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuuksia Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen CERN Lyhyt aikaväli Pitkä aikaväli Teknologiansiirto ja T&K -yhteistyömahdollisuudet Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen ESO Lyhyt aikaväli Pitkä aikaväli Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuudet Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen ESRF Lyhyt aikaväli Pitkä aikaväli Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuudet Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen GSI/ FAIR Yhteistyömahdollisuuksia elektroniikan osalta Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuudet Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen SUOMALAISET OSAAJAT, PARTNERIT JA ASIANTUNTIJAT SUOMALAISET HANKKEET JA OSAAMISKESKITTYMÄT, KONTAKTIT MUKAAN PÄÄSEMISEKSI POTENTIAALISET TOIMITTAJAT JA YHTEISTYÖKUMPPANIT CASE-ESIMERKKEJÄ YHTEENVETO Toimittajat Pentti Koskinen, Tietoneuvos Oy etunimi.sukunimi@tietoneuvos.kpnet.com Antti Heikkilä, Finpro ry etunimi.sukunimi@finpro.fi

3

4 JOHDANTO Elektroniikka on tärkeässä asemassa Tieteen suurhankkeissa, joita ovat CERN, ITER, ESRF, ESO ja GSI/FAIR. Elektroniikalla ohjataan laitteistoja, otetaan vastaan ja siirretään ilmaisimilta saatua tietoa fysiikan tutkimuksen tarpeisiin. Tämän dokumentin tarkoituksena on tuoda esille seuraavina vuosina tulevia hankkeita ja T&K-mahdollisuuksia, joihin yriykset voivat päästä yhteistyökumppaneiksi ja toimittajiksi. Osassa keskuksista suunnitelmat elektroniikan kehittämiseksi ovat vielä suuntaa-antavia ja tästä syystä näiden keskusten osalta (ITER, GSI/FAIR) on yhteistyömahdollisuuksissa pitäydytty hyvin laajalla tasolla paremman kokonaiskuvan välittämiseksi. ESRF:n CERNin ja ESOn osalta on listattuna hyvin spesifejä yhteistyömahdollisuuksia, joihin yritysten on syytä ilmoittaa kiinnostuksensa välittömästi. Selvityksen ensisijaisena tavoitteena on herättää yritysten kiinnostus, jonka tiimoilta suppeampiin aihepiireihin paneudutaan yritysten tarpeiden mukaisina. Finpron asiantuntijat Antti Heikkilä ja Kalle Hammar toimivat yritysten apuna, kun yhteistyömahdollisuuksia aletaan kartoittamaan syvällisemmin

5 1 ELEKTRONIIKKASEKTORIN MAHDOLLISUUDET TIETEEN SUURHANKKEISSA 1.1 ITER Seuraavissa kappaleissa on kuvattu tiiviisti keskeisimmät elektroniikka-aihealueeseen liittyvät tulevat tarpeet eri keskuksissa ja keskeiset teemat. ITER eli International Thermonuclear Experimental Reactor on fuusioenergian koereaktori, joka sijoitetaan Ranskaan. ITER-hankkeessa pyritään osoittamaan, että täyden mittakaavan fuusioreaktori toimii. Hankkeessa tutkitaan fuusiofysiikkaa sekä kehitetään teknologiaa ja materiaaleja. ITER-hankkeen jälkeen on tarkoitus rakentaa nk. DEMO-reaktori, jolla demonstroidaan kaupallisen fuusioreaktorin toimivuus. Suomalaiset tutkimuslaitokset ja teollisuus ovat osallistuneet fuusiofysiikan tutkimiseen sekä teknologian ja materiaalien kehittämiseen ITERiä varten Tekesin FUSIONteknologiaohjelmassa. ITER-fuusiokoereaktorin huollon kehityskeskus on sijoitettu Suomeen, Tampereelle, nk. ROViR keskuksen yhteyteen. ROViR (Remote Operation Virtual Reality) on VTT:n ja Tampereen Teknillisen Yliopiston yhteinen - etäoperointiin ja virtuaalitekniikoihin erikoistunut - keskus. ITERiä luonnehditaan ihmiskunnan haastavimmaksi teknologiaprojektiksi. Sen rakennuskustannuksiksi arvioidaan lähes viisi miljardia euroa. Koereaktorin rakentaminen kestää 10 vuotta ja sen käyttöaika on 20 vuotta. ITERin lämpöfuusiolla toimiva reaktori valmistuu vuonna Laitoksella osoitetaan fuusioenergian teknis-tieteellinen toteutettavuus. Seuraavassa vaiheessa toteutetaan demovoimaloita, jotka valmistuvat ehkä vuoden 2035 tienoilla. Fuusio ei kilpaile eikä korvaa uusiutuvia energialähteitä, mutta täydentää tätä palettia. Koereaktorin pitäisi tuottaa 500 megawatin teho hyötysuhteella 10. Suomi on mukana EU:n fuusio-ohjelmassa ja Iterissä Tekesin FUSIONteknologialohjelman kautta. Sen piirissä tutkitaan kokeiden mallintamista, materiaaleja, pinnotteita, liitoksia, suprajohtavuutta, laitteiden etähuoltoa, sosioekonomisia kysymyksiä sekä turvallisuutta. Mukana ovat mm. Diarc Technology, Fortum, Hollming Works, Metso Powdermet ja Outokumpu Poricopper. Tällä hetkellä tärkein hanke on VTT:lle rakennettava etähuoltolaitteisto, jolla tutkitaan Iterin vaatimien etähuoltotoimenpiteiden toimivuutta. Ohjelman kokonaisbudjetti on noin 15 miljoonaa euroa. Suomalaiset avaintoimijat ovat ulkomailla European Fusion Development Agreement, EFDA-edustajat (Hannu Kaikkonen, Hannu Rajainmäki) ja JETssä (esim. Marko Santala). Suomessa avaintoimijoita ovat Koordinaattori (Pertti Pale), Tekesin FUSION-ohjelman tekijät (Seppo Karttunen, VTT; Leena Jylhä ja Eila Koskiahde, PrizzTech Oy, Mikko Siuko, TUT-IHA, Arto Timperi,VTT Prosessit)

6 ITER-koereaktorin elektroniikka voidaan jakaa kolmeen luokkaan: 1) Diagnostiikka 2) Data keruu ja analyysi (DAQ) 3) Ohjaus- ja säätöjärjestelmät, tässä Kontrollijärjestelmät. Budjetoidut hankinnat ovat vuoden 2008 jälkeen o Diagnostics&Controls&DAQ 300M o Instrumentation&Control 100M o Power supplies 300M o Power electronics 100M o Robotics&RH 100M EU:n osuus koko ITER-budjetista on 33 % eli 1,5 mrd. Tästä on Etäoperointiin varattu 94 M vuosille , Teholähteille 67 M vuosille , Diagnostiikkaan 78 M vuodesta 2008 lähtien sekä CODAC eli Ohjaus- ja DAQ-järjestelmiin 62 M vuodesta 2012 lähtien. Tämän lisäksi voi päästä tarjoamaan muiden alueiden yritysten kanssa kuten USA, Venäjä, Intia, Kiina, Korea ja Japani. Organisaatiosuunnitelmien mukaan elektroniikan hankinnasta päättää Teknologian koordinaatiotiimit, esimerkiksi Diagnostiikan kenttätiimi. Se päättää ed.m. osa-alueen hankinnoista ja tutkimus- ja kehitysprojekteista. Tähän on eräs linkki Parhaiten yritykset pääsevät hankkeisiin mukaan ottamalla yhteyttä ym. asiantuntijoihin, kuten Leena Jylhään, Marko Santalaan tai Antti Heikkilään. Lähde: ITERin suomalaisille tarjoamat mahdollisuudet (Humala, Heikkilä, Pale) Yhteistyömahdollisuuksia elektroniikan osalta ITERin aikataulun mukaan hankintojen kartoitus ja neuvottelut alkavat Suunnittelu on vasta aluillaan ja tämän johdosta on vaikea vielä pureutua yhteistyömahdollisuuksiin yksityiskohtaisemmin. Suunnitelmat vuosien ja sen jälkeen ostohankintoihin sisältävät elektroniikkaa. Elektroniikkaa on edellisen jaottelun osa-alueilla mm. seuraavasti: o hätätilanteiden hallinta, suojaukset, kokoonpanotyökalut, radiotaajuusteholähteet (2006 lähtien) o optisia järjestelmiä, mikroaaltojärjestelmiä, toiminnallisia systeemejä (2010 jälkeen) o diagnostiikkaa ja ohjaus/säätö- ja datakeruu- ja analyysijärjestelmiä (2010 jälkeen) o magneettiluotainperiaatteelliset mittajärjestelmät o diagnostiikkajärjestelmät sisältäen jopa 40 yksittäistä mittausjärjestelmää o optiset kuidut, timantti-ilmaisimet o elektroniikkaa on ohjausta, säätöä ja tiedonsiirtoa sisältävissä diagnostiikkajärjestelmissä o turvallisuusjärjestelmät sisältäen mm. mittaus- ja etävalvontaa Lähde: Fuusio-koereaktorin hallintaa ja käyttöä varten tehtävä elektroniikka suunnitellaan ja testataan EFDA:n (European Fusion Development Agreement) suurimmassa toimivassa hankkeessa JETissä (Joint European Torus). Erityisesti, JETissä, tullaan testaamaan mm. seuraavaa elektroniikkaa: o ohjaus- ja tiedonsiirtokaapeleita o mittaus- ja säätöjärjestelmiä - 6 -

7 o sähkö- ja elektroniikan aktiivisia ja passiivisia komponentteja o kytkentä- ja vaihekortteja o elektronisia mittausinstrumentteja o älykkään kenttäteknologian mitta- ja toimilaitteita ja kenttäväyliä o tiedonsiirron moduuleja ja bokseja o suurtaajuus- ja mikroaaltokomponentteja ja laitteita o liityntäkortteja o elektroniikan kokoonpanokokonaisuuksia o tiedonsiirtokomponentteja ja laitteita o tyhjö- ja alhaisen lämpötilan teknologiaa kuten pumppuja ja mittalaitteita o sähkömagneettisen kentän ja säteilyn suojaukset Elektroniikan kehitys tapahtuu 3-5 vuoden sykleillä. Tällä hetkellä ollaan suunnilleen T&Ksyklin alkupäässä. Lähde: Elektroniikkaan liittyviä vaatimuksia ovat mm.; o elektroniikan säteilykestävyys o sähkökentän vaikutusten kestävyys o lämmönsiirto-ominaisuuksia o lämpötilan, kosteuden, yms. Kesto-ominaisuuksia (vrt. ranskalaiset ydinvoimastandardit) o materiaalien ominaisuuksia koskien mm. johtoja, kaapeleita, optisia kuituja o elektroniikan sijoittelu Elektroniikan vaatimukset ovat osin yhteneviä CERNin kanssa. Karkea jaottelu vaatimuksista on tämän dokumentin yhteenveto -kappaleessa. Lähde: Review of ITER Technology R&D, Diagnostics Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuuksia Tällä hetkellä parhaiten yritysyhteistyö toimii ITERiin ja JETiin muiden toimituskokonaisuuksien kautta. Elektroniikka on laitteiden osana eli integroituna ovat mittausta, ohjausta ym. diagnostiikkaan liittyvää. Tutkimushankkeena on meneillään EFDA:n rahoittamana joidenkin komponenttien säteilykeston parantamista. JET on EFDA:n tällä hetkellä suurin toimiva hanke. Hankkeet ovat pääsääntöisesti eri maiden assosiaatioiden joko yksin tai yhdessä toteuttamia, etenkin T&K:n osalta. On harvinaista, jos jokin järjestelmä tilattaisiin "kokonaistoimituksena" yhdeltä yritykseltä. ITERissä silmälläpidettävä asia siirtyy jossain vaiheessa EFDAn vastuulta omaan ITER-organisaatioon. Siellä hankkeita tehtäneen enemmän puhtaasti yrityspohjalta. Tutkimus- ja yritysyhteistyöhön pitää miettiä erilaisia yhteistyömalleja ja työkaluja. Teknologiansiirtäjän tutkijat ovat hyviä, jos heiltä osaltaan toivoa/pyytää yritysten näkökulmasta oikeita tietoja T&K-projekteja varten. Myös suurempiin toimituksiin integroituminen (tutkijat ja yritykset) on hyvä menetelmä synnyttää yhteistyötä vuorovaikutusta tuleekin lisätä

8 1.1.3 Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen ITERin lämpöfuusiolla toimiva reaktori valmistuu vuonna Rakentamisaikataulussa on huomioitava toimittajien valinnan ja sopimusten tekemisen jälkeen (aloitus 2007) järjestelmien rakentaminen ja kokoaminen, testaus (2008) sekä edelleen kokonaisuuksien testaaminen ja toiminnallinen integrointi (2012 ) sekä järjestelmien ylösajo (2013). Näihin liittyvät Diagnostiikka-, Ohjaus- ja tiedonkeruujärjestelmät, Instrumentointi ja ohjaus, Teholähteet ja niiden elektroniikka sekä Robottijärjestelmät. Diagnostiikan, Datankeruun ja Analyysielektroniikan sekä Kontrollijärjestelmien hankinnat toteutuvat jo vuodesta 2008 lähtien. Koska uusi T&K sykli on juuri alkanut, uusien hankintojen ja mahdollisuuksien tarkempi fokusointi kannattaa aloittaa tänä vuonna (2006). Seuraavassa on esimerkkejä suomalaisesta, eurooppalaisesta ja muiden maaosien aikatauluista ja elektroniikan mahdollisuuksista. Yhteistyötä kannattaa tehdä mm. seuraavilla elektroniikka-alueilla: o 2006 lähtien, hätätilanteiden hallinta, suojaukset, kokoonpanotyökalut, radiotaajuusteholähteet o 2010 jälkeen, optisia järjestelmiä, mikroaaltojärjestelmiä, toiminnalliset systeemit o 2010 jälkeen, diagnostiikkaa ja ohjaus/säätö- ja datakeruu- ja analyysijärjestelmiä Eurooppalaisen osuuden hankintojen ajallinen sijoittuminen on seuraava: o 2008 lähtien Diagnostiikka o Teholähteet o Etäoperointi o 2012 lähtien CODAC eli Säätö- ja tiedonkeruujärjestelmät Myös ITERin elektroniikkafokukseen liittyvät EFDA:n hankkeet ja erityisesti EFDA:n suurin hanke, JET ovat hyviä kontakteja. (cf. aikaisemmin). Muiden alueiden (USA, Venäjä, Intia, Kiina, Korea, Japani) yritysyhteistyö lähtee käyntiin hyvin maanosa- ja maakohtaisten kehitysorganisaatioiden ja laitosten kautta. Niidenkin hankkeet ajoittuvat samoin kuin eurooppalaiset hankkeet. USA lienee paras kauppakumppani suomalaisille ja yhteyksiä USAn teollisuuteen on lämmitelty. USAn kaavailemia toimittajiin voi tutustua osoitteessa: Suurempien tutkimus- ja yrityshankkeiden toimituksiin integroituminen avaa uusia mahdollisuuksia jo lähitulevaisuudessa

9 ITERin elektroniikkahankintojen ajoittuminen on kuvattu allaolevassa kuvassa. ITER T&K-yhteistyö T&K-yhteistyö Diagnostiikka, Ohjaus/säätö/datankeruu/analyysi Optista ja mikroaaltojärjestelmiä Diagnostiikka Teholähteet Etäoperointi Säätö- ja tiedonkeruujärjestelmä

10 1.2 CERN Europaan hiukkastutkimuskeskus CERN Genevessä rakentaa ja fasilitoi fysiikan tutkimukseen käytettäviä laitteistoja. Tällä hetkellä meneillään olevat rakennusprojektit on kuvattu allaolevassa taulukossa. Projekti Alaprojekti Kuvaus Kustannus Vaihe LHC Koeasemat Large Hadron Collider protoniprotoni 27km pitkä suprajohtava hiukkastörmäytin. 2,5mrd Valmistuu Ei T&K:ta 40MHz:in taajuudella toimiva laite asettaa itse laitteen sekä koeasemien elektroniikalle mm. seuraavia vaatimuksia: - Säteilynkesto (1-1000G/vuosi) - Magneettikenttien kesto (4-8T) - Nopea tiedonsiirto (1-5Gbps) - Tiedon tallentaminen (15PB/v) - Halogeenivapaat komponentit - Komponenttien vähämassaisuus CMS Compact Muon Solenoid - koeaseman kerroksellinen ilmaisinteknologia pitää sisällään noin 15 miljoonaa erillistä, eri teknologioista (piinauhat, kalorimetrit, pikseli-, RPCilmaisimet jne.) koostuvaa ilmaisinta. Koeasema ottaa vastaan 40 miljoonaa kertaa sekunnissa syntyneistä hiukkastörmäyksistä syntyneitä partikkeleita. ATLAS Kuin CMS, mutta teknologia sekä koeasemalla tehtävä fysiikka poikkeavat hieman CMS:n vastaavasta. 370M Rahoitus useamman instituutin toimesta. T&K 15M => 2015 asti 360M Rahoitus useamman instituutin toimesta. T&K 15M => 2015 asti Valmistuu T&K:ta detektoreissa ja SLHC:hen tähtäävässä elektroniikassa Kuten CMS LHCb ALICE TOTEM Pienempi kuin CMS. Kerroksellista ilmaisinteknologiaa. Pienempi kuin CMS. Kerroksellista ilmaisinteknologiaa. CMS-koeaseman jatke. Mm. hiukkasten sirontaa tutkiva pieni koeasema. Perustuu pitkälti 50M Kuten CMS 80M Kuten CMS 5M Ilmaisinprototyyppi valmis

11 CNGS CLIC SLHC optiikkaan ja GEMilmaisinteknologiaan. Gran Sassoon Italiaan kaivettu luolasto, jossa vastaanotetaan CERNistä maankuoren läpi ammuttuja neutriinoja. Seuraavan sukupolven lineaarinen korkean energian elektronielektroni hiukkastörmäytin. Poikkeaa edeltäjästään (LHC) eritoten teknologisesti: kiihdyttimessä ei käytetä mm. suprajohteita. Haasteellista tälle 33km pitkälle suoralle törmäyttimelle mm. suuret tarkkuudet kiihdytinrakenteissa. LHC:n välitön seuraaja, jossa luminositeetti nostettu kymmenkertaiseksi ja laitteen toimintataajuus kaksinkertaiseksi. Haasteita mm. magneettikenttien kaksinkertaistamisessa, kestävämpien ja nopeampien detektorien kehittämisessä sekä säteilyä kestävän elektroniikan kehittämisessä. Täysin valmis Optiikan, diagnostiikan ja elektroniikan kehitystyötä. 50M Valmis mrd. CERN: 500M Koeasemat 200M T&K -vaiheessa. Rakentamisesta päätetään Valmis Elektroniikka voidaan jakaa CERNissä kahteen kategoriaan: 1) LHC laitteen tarvitsema kontrolli-, ohjaus-, diagnostiikka- ja tiedonsiirtoelektroniikka 2) Koeasemien tiedonsiirtoketjun etuelektroniikka (Front End), tiedonsiirto- ja vastaanottoelektroniikka (DAQ), liipaisin- ja suodatuselektroniikka (trigger). Elektroniikan, optoelektroniikan ja mikroelektroniikan osalta kehitystä on suunnattu SLHC:n suuntaan. SLHC valmistuu näillä näkymin vuonna CERNin elektroniikan kehityssyklit ovat perinteisesti olleet 7-8 vuotta, joten T&K on juuri aluillaan SLHC:n osalta. Tätä kehitystä vievät eteenpäin koeasemat. LHC:n suhteen kehitystyötä ei juurikaan enää tehdä. CERNin viralliset T&K-projektit ovat: Projekti RD39 RD42 (SMSD) Cryogenic Tracking Detectors, Mikroelektroniikan kehitystä: eritoten piidetektorit Development of Diamond Tracking Detectors for High Luminosity Experiments at the LHC, Mikroelektroniikan kehitystä: eritoten

12 pikselidetektorit ja nystyliitostekniikka. RD50 Development of Radiation Hard Semiconductor Devices for Very High Luminosity Colliders, Mikroelektroniikan kehitystä: eritoten nopeat, säteilynkestävät ja ohuet detektorit. Myös muut detektorimateriaalit kuin pii ovat kehityksen alla Lyhyt aikaväli Elektroniikan kehitystyötä ja hankintoja eritoten LHC:ssä sekä sen koeasemissa koordinoi LECC LHC Electronics Committee. Komitean keskeisimmät henkilöt ovat: J. Christiansen (LHCb), Ph. Farthouat (ATLAS), F. Formenti (ALICE), M. Letheren (PH-MIC), L. Linssen (PH department leader), D. Myers (IT-CO), J. Nash (CMS), C. Parkman (PH-ESS). Näiden henkilöiden lisäksi elektroniikkakoordinaattorina toimii W. Snoeys (TOTEM). LECC järjestää joka vuosi LHC electronics on future experiments workshopin, jonka sisältöön voi tutustua 2006 osalta: LECC käsittelee seuraavia elektroniikan kysymyksiä: o Jäljitys, kalorimetri, myoni-ilmaisu ja liipaisinjärjestelmät o Astrofysiikka- ja avaruussovellukset o Käytännön operatiiviset kokemukset nykyisistä koeasemista o Kustomoidut analogia- ja digitaalipiirit o Piiritekniikan kehitys alimikronialueella (Deep Sub-micron) o Ohjelmoitavan digitaalilogiikan sovellukset sulautetuissa järjestelmissä o Tiedonsiirto ja -kontrollointi optoelektronisesti o Säteilyn- ja magneettikenttiä kestävät komponentit ja järjestelmät o Elektroniikan koonti ja hybridien pakkaaminen o Tuotanto, testaus, pakkaustekniikka, laadun varmistus ja luotettavuus o Tehonhallinta ja muuntaminen o Maattaminen, suojaaminen ja jäähdytys o Tiedonhankinta ja ilmaisimien kontrollijärjestelmät Lyhyellä aikavälillä (- 12/2007) CERN tulee hankkimaan elektroniikkamoduleita aikaisemmin määriteltyjen spesifikaatioiden mukaisesti. Näistä edelleen avautuu toimitusmahdollisuuksia elektroniikan sopimusvalmistajille. Toimitukset ovat pieniä, yleensä kymmeniä tai satoja kortteja, jotka useimmiten koostuvat komponenteista kuten optiset linkit, BGA-piirit, pintaliitoskomponentit, liittimet ja monikerroslevyt (jopa 12 kerrosta). Suurempia hankintoja julkaistaan sivustolla. Pienemmät hankkeet ovat ei-julkisia, mutta Finpron edustajat (Antti Heikkilä) tiedottavat näistä yrityksiä suoraan. Finpron edustajien lisäksi on hyvä pitää CERNiläiset elektroniikkaihmiset tietoisina omasta osaamisestaan ja toiveistaan. Tämä onnistuu esimerkiksi Finpron järjestämien yhteistyömatkojen kautta. CERN ja varsinkin koeasemat alkavat panostaa entistä enemmän elektroniikan T&K:hon, joten tästä avautuu mahdollisuuksia teollisuudelle esimerkiksi komponenttien

13 1.2.2 Pitkä aikaväli kehittämisen sekä prototyyppituotannon muodossa. Näitä mahdollisuuksia on käsitelty enemmän seuraavassa kappaleessa. SLHC asettaa lukuisia vaatimuksia varsinkin ilmaisin ja tiedonsiirtoelektroniikalle (kategoria 2): o Kasvanut luminositeetti aiheuttaa lisääntyneitä säteilynkestovaatimuksia. Elektroniikan suojausta ei voi kasvattaa (materiaalirajoitus) vaan mikroelektroniikan keinoin lisätään säteilynkestoa (deep sub-micron technology). o Suuret magneettikentät (15T) aiheuttavat vaatimuksia elektroniikkakomponenteille. Esim. tietyt jänniteregulaattorit eivät toimi näissä magneettikentissä o Kasvanut tiedonsiirtovaatimus lisää kanavien määrää elektroniikassa => kehitystä miniatyrisoinnissa, tehon kulutuksen vähentämisessä ja siten myös elektroniikan jäähdyttämisessä. Esimerkiksi nähtävillä kehityssuunta jossa DC-DC konvertterit sijoitetaan mikropiirien sisälle ja hajautetaan jännitteen regulointi pieniin osasiin tehonkulutuksen säätämiseksi. Muita esimerkkejä: käyttöjännitteen alentaminen, kehittyneemmät suunnittelumenetelmät käyttöön, digitaalipiirien poiskytkeminen välillä, tiedonpakkauksen lisääminen, uusine I/O-tekniikoiden hyödyntäminen, viiveiden vähentäminen, o Tiedonsiirtonopeuksia, suodatusta ja elektroniikan integrointia lähemmäs diagnostiikkaa pitää kasvattaa. Aiheuttaa mm. tiedonsiirtolinkkien nopeuden kasvattamista aina 40Gb/s asti. o Materiaalien vuorovaikutukset magneettikentässä ja hiukkasiin aiheuttavat materiaalien vähennystarpeen lähellä hiukkassuihkua => ohuemmat detektorit, pienemmät tiedonsiirtokaapelit ja entistä integroidumpi tekniikka. Aiheuttaa muun muassa kuitutekniikan lisäämistä tiedon- ja tehonsiirrossa. o Kasvanut suodatintarve sekä laitteen nopeampi taajuus lisää ASIC- ja FPGA piirien käyttöä monimutkaisimpien suodatin- sekä kontrollialgoritmien johdosta. ATLAS, joka on CERNin yksi neljästä suuremmasta koeasemasta on arvioinut kehityskuluikseen SLHC elektroniikan (myös mikroelektroniikka) seuraavasti 1 : Pikselidetektorit (koko päivitys 22M ) o Detektorimodulit (7M ) o Teholähteet (1M ) o Lukuelektroniikka (1M ) o Varaosat ja liukuma (6M ) Piinauhailmaisimet (koko päivitys 70M ) o Minipiinauhailmaisimet (7M ) o Ulkopuoliset piinauhailmaisimet (7M ) o Etuelektroniikka (4M ) o Hybridit ja komponentit (11M ) o Lukuelektroniikka (optinen tiedonsiirto) ja kaapelit (4M ) o Varaosat ja liukuma (4M ) o Palvelut ja teholähteet (7M )

14 Kalorimetri o FCAL -detektori uusitaan (2,5M ) o LAr kalorimetrin taustaelektroniikka uusitaan (readout drivers). (4M ) o Tarvittaessa LAr-kalorimetrin etuelektroniikka teholähteineen uusitaan (11M ) o Tile-kalorimetrin elektroniikka matalajännitelähteineen mahdollisesti uusitaan (7M ) Myonijärjestelmä o Detektorien sisäänrakennettujen komponenttien uusiminen o RPC-ilmaisimille lisäelektroniikan rakentaminen o TCG-ilmaisimien sektorilogiikan uudelleen rakentaminen o Tarkkuuskammioiden etuelektroniikan uusiminen o Tarkkuuskammioiden lukuelektroniiikan kaistan kasvattaminen (1,5M ) o Elektroniikan vaihtaminen kestävämpään korkean säteilyn alueilla Liipaisin ja tiedonsiirto/vastaanotto o Liipaisinjärjestelmän uusiminen (5-10M ) o Kalorimetriliipaisinjärjestelmän uusiminen o Linkit alkuprosessoinnin, klusterin ja JET-energiaprosessoinnin välille rakennettava Yllämainittu T&K-skenaario on edessä myös CMS:llä. Muilla ilmaisimilla kuten LHCb:llä ja ALICElla tarpeet ovat vaatimattomampia. CLICin osalta elektroniikan tarpeita ei ole vielä määritelty sillä parhaillaan testataan perusteknologian toimivuutta. Kategorian 1 elektroniikkaa joudutaan luonnollisesti myöskin päivittämään. Suurimmat päivitystarpeet tulee laitteen kontrolli- ja ohjauselektroniikan modifioimisesta nopeampaan toimintataajuuteen. Magneettien uusimisen lisäksi pitää uusia myös näiden virtalähteet Teknologiansiirto ja T&K -yhteistyömahdollisuudet CERNillä on lukuisia teknologioita lisensoitavana. Nämä teknologiat löytyvät: Yleensä teknologiaa saa siirrettyä parhaiten käynnistämällä teknologiankehitysprojektin jota kautta tietotaitoa siirtyy luonnollisesti puolin ja toisin. Edellisissä kappaleissa on kuvattu tulevia kehitystarpeita. Näihin pääsee parhaiten käsiksi Finpron tai LECC:n jäsenten kautta

15 1.2.4 Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen LHC elektroniikkamodulit SLHC kontrollielektroniikkaprotot SLHC koeasemaelektroniikkaprotot T&K-yhteistyö SLHC elektroniikkamodulit

16 1.3 ESO European Southern Observatory tarjoaa jäsenmaidensa tutkijoiden käyttöön maailman kehittyneimmät maanpäälliset teleskoopit. ESO kehittää myös avaruustutkimusta ja astrofysiikkaa tiiviissä yhteistyössä muiden eurooppalaisten tutkimuslaitosten kanssa. 2 ESO toimii noin 100 miljoonan euron vuosibudjetilla ja se työllistää n. 600 henkilöä. Päämaja on Saksan Garchingissa ja observatoriot sijaitsevat Chilen autiomaassa, La Sillassa ja Paranalissa. ALMA- radioteleskooppipuisto on rakenteilla Chileen, Atacaman autiomaahan alkanut rakennustyö pitäisi tulla päätökseen 2011 ja valmistuessaan ALMA tulee muodostamaan ESO:n kolmannen observatorio-alueen Chileen. ESO on myös suunnittelemassa seuraavan sukupolven suuria optisia teleskooppeja Extremelly Large Telescope, ELT. ELT teleskoopeiksi luokiteltavat hankkeet hyödyntävät segmentoitua peilirakennetta ja pääpeilin halkaisija voi olla jopa 100 metriä. Yritysten kannalta mielenkiintoisimmat divisioonat ovat hallinto sekä instrumentointi- ja teleskooppijärjestelmät (TSD). Hallinnon alla on ESO:n sopimus ja hankintaosasto, joka vastaa hankinta-aktiviteeteista. Instrumentoinnin ja TSD:n alaisuudessa toimii lukuisia kehitysryhmiä, joissa viedään eteenpäin tulevaisuuden projekteissa tarvittavan teknologian kehitystä sekä itse hankintojen teknistä valmistelua. Administrative Division - Hallinto Instrumentation Division Instrumenttien kehitys, hankinta ja ylläpito Telescope Systems Division o Vastaa uusien teleskooppiprojektien ja järjestelmien kehityksestä o Tämän divisioonan alle kuuluu esimerkiksi seuraavat kehitysryhmät: laser guide star, adaptiivinen optiikka, VLT Interferometri ja OWL-suunnittelu ESO:ssa projektitoiminnassa ovat mukana eri teknologia-alueiden kehitystiimit. Nämä asiantuntijaryhmät ovat omalla alueellaan mukana ESO:n suurissa projekteissa ja instrumenttien kehityksessä. Kehitystiimit ovat merkittäviä kontaktipisteitä yritysten näkökulmasta. Elektroniikan kehitystyön ja rakentamisen parissa toimivat seuraavat kehitystiimit: o Optiset instrumentit - Optical Instrumentations (OPI) o Optiset detektorit - Optical Detector Team (ODT) o Infrapuna-alueen instrumentit - Infrared Instruments (IRI) o Infrapuna-alueen detektorit - Infrared Detectors o Kokoonpano- ja kryo- sekä tyhjiöryhmä - Integration and Cryovacuum o Adaptiivinen optiikka - Adaptive Optics (AO) o Laser referenssitähti - Laser Guide Stars (LGS): o Interferometria ryhmä - Interferometry (IND) 2 ESO-selvitys 2006, Finpro

17 1.3.1 Lyhyt aikaväli Paras tapa päästä kauppaan ESO:n kanssa ovat suorat yhteydet avainpaikoilla oleviin ihmisiin ja tätä kautta päästä vaikuttamaan tarjousmäärittelyihin. Tämä on myös ainoa tapa päästä mukaan alle 150 k hankkeisiin, jotka ovat erittäin merkittäviä sellaisenaan tai ponnahduslautana suurempiin hankkeisiin. Kontaktien luonti onnistuu esimerkiksi Finpron kautta. Suuremmat hankkeet julkaistaan sivustolla ESOssa on jatkuvaa kehitystyötä ja palveluiden hankintaa noin 50 miljoonalla eurolla vuosittain. ESOn elektroniikkatarpeita on vaikea yksilöidä, mutta mahdollisuuksia löytyy erityisesti: o Instrumenteissa o Adaptiivisen optiikan järjestelmissä o ALMA:n Front end ja back end elektroniikassa Elektroniikkatarpeet ovat jatkuvia, mutta tuotanto on yleisesti yksittäisiä tai pieniä sarjoja. ELT-projektin toteutuessa löytyy suurtakin potentiaalia sopimusvalmistukseen. VLT:ssä kehityskohteena on teleskooppien tarkkuuden parantaminen ja toisen sukupolven instrumenttien kehitys sekä valmistus. Vuoteen 2008 mennessä seuraavan taulukon mukaista (elektroniikan) kehitystyötä on meneillään ELT:n osalta. Otsikko Wavefront control Control Adaptive optics Kehitysalueet Alignment and phasing metrology, actuators, position sensors, PSF properties, high contrast imaging, error budgeting Support to other WP (APE, WEB) WFE on 100 meter scale, Adaptive optic units designs, Large Deformable Mirror, novel concepts, algorithms, simulations Prototyypit / Breadboard APE, WEB (wind), MAD Deformable Mirror prototypes Aloitus Lopetus Q3/2004 Q1/2008 Q3/2004 Q2/2008 Q3/2004 Q1/2008 Instrumentation Point designs, concepts, ADC Q3/2004 Q3/ Pitkä aikaväli Kohde Aikaväli VLT ja instrumentit Instrumenttielektroniikka (infra, DAQ) Diagnostiikka- ja ilmaisinkehitys CCD:t Real-time kontrollijärjestelmät Kauko-operointijärjestelmät ALMA Front-end elektroniikka Back-end elektroniikka Sulautettu elektroniikka

18 Adaptiivisen optiikan kehitys Radiometrit Tiedonsiirto ja vastaanottaminen (DAQ) Elektroniikkaräkit Teholähteet Aktuaattoreiden ohjauselektroniikka Kuitulaserit OWL Instrumenttien elektroniikka Teleskoopin positiointi, liikuttamis- ja kohdistamismetrologia Laser T&K CCD T&K Ilmaisin T&K Sääjärjestelmät Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuudet ESO tarjoaa mahdollisuuksia T&K-yhteistyöhön sekä suoraan teknologiansiirtoon. ESO:n mahdollisuudet teknologia-aloittain esittelee kattavasti joskin yleisellä tasolla Teknologian kehityssektoreita ja painopistealueita: Linkki: Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen T&K-yhteistyö T&K-yhteistyö ALMAn elektroniikkajärjestelmät Adaptiivisen optiikan kehitys OWLin instrumentit, ohjausele, Tiedonsiirto ja adaptiivinen optiikka VLT instrumentit

19 1.4 ESRF Lyhyt aikaväli ESRF on Ranskan Grenoblessa sijaitseva synkrotronisäteilyä hyödyntävä tutkimuslaitos. ESRF hallinnoi ja operoi noin 40 suihkulinjastoa käsittävää synkrotronia, jonka parissa lukuisat ulkomaiset instituutit tekevät tutkimustyötään. Synkrotronilla säteilytetään erilaisia näytteitä kuten materiaaleja ja tutkitaan niiden koostumusta. ESRF:n budjetti on noin 75M, josta 10% on vuosittain käytetty laitteistopäivityksiin. ESRF:n laitteisto on runsas 10 vuotta vanha ja suurta laitteistopäivitystä on alettu suunnittelemaan. Suunnitelman toteutuessa ESRF päivittäisi vanhaa laitteistoaan 240M :lla vuosina Elektroniikka ESRF:ssä on jaoteltavissa kolmeen kategoriaan: 1) Synkrotronilaitteen tarvitsema kontrolli-, ohjaus-, diagnostiikka- ja tiedonsiirtoelektroniikka 2) Suihkulinjastojen säätö ja kontrollielektroniikka (optiikan säätö) 3) Koeasemien näyteympäristön tiedonkeruuelektroniikka ja laitteistojen säätöelektroniikka. Elektroniikan kehityksestä ESRF:ssä vastaa laskentaosaston alle sijoittuva elektroniikkajaos. Laskentaosaston päällikkö on Rudolf Dimper joka vastaa myös elektroniikasta. ESRFn hankinnat julkaistaan Pienempiin hankkeisiin pääsee osalliseksi pitämällä Finpro ja ESRF:n henkilöstö tietoisina omasta osaamisesta ja toiveista. Tällä hetkellä tärkeimmät kehityskohteet elektroniikan osalta ovat: o Tiedonkeruujärjestelmät linjastoille ja koeasemille o Näyteympäristön automatisointi o Näytteiden positiointi erittäin tarkasti Myöhemmin ( ) kehitystä on odotettavissa seuraavilla alueilla: o Kontrollielektroniikka (laite ja suihkulinjastot) o Teholähteet (lähinnä magneeteille) o Diagnostiikka Diagnostiikkaa ja kontrollielektroniikkaa tullaan uusimaan 330k :lla: o Virtamonitorit TL1:een ja TL2:een o Kontrollijärjestelmän yleinen uudistaminen Näiden lisäksi tarvitaan kehitystyötä: o Suihkulinjaston automaattiset kohdistamisinstrumentit o Näytteen automatisoitu kohdistaminen ja vaihtaminen o Näytteen positiointi nanometrien tarkkuudella o Detektorit: 2-D, 0-D jossa korkea aikaresoluutio dynaamisella alueella o Nopea elektroniikka alimillisekunti- ja nanosekuntialueella o FReLoN -kamera hyödyntäen suurempaa CCD -kennoa

20 1.4.2 Pitkä aikaväli LINACin uudistaminen o 40kV ja klystroniteholähteet o Kontrolli- ja ohjausjärjestelmä o Diagnostiikka o Lukuisat kicker -pulssiteholähteet o Lukuisia ionipumppuja, teholähteitä, ohjelmoitavia logiikkakontrollereita, lämpötilakontrollereita, mittareita Kontrollijärjestelmät, teholähteet ja diagnostiikka o VME:et korvataan PCI -järjestelmillä o VME-prosessoripäivitys o Verkon kaistan kasvattaminen kontrollereiden ja PLC:iden kytkemiseksi ethernetiin o AC- booster -teholähteet korvataan moderneimmilla, kuten Isolated Gate Polar Transistors o Uudet detektorit (pikselidetektorit, FreLoN-kamerat, kaasudetektorit, kehitystyö: Avalanche Photo Diode array ) Mahdollisuudet vielä taulukkomuodossa Diagnostiikka ja kontrolli Tiedonhankinta Instrumentit HW TL1 ja TL2 virtamonitorit Linacin kontrollipäivitys Suihkulinjaston automatisointi ja kontrolli Nopea elektroniikka alimillisekunti ja nanosekuntiskaalassa Näytteiden vaihtamis- ja liikuttelujärjestelmät Digitaalielektroniikkalaboratorion uusiminen PCI ja PC räkkien hankinta Laskentainfrastruktuurin modernisointi 40kV ja klystron teholähteet uusitaan Pulssiteholähteet uusitaan Ionipumpputeholähteet Ohjelmoitavat logiikkakontrollerit Mittarikontrollerit VME:n korvaus PCI:llä VME-prosessori päivitys AC- booster -teholähteet korvataan moderneimmilla, kuten Isolated Gate Polar Transistors

21 1.4.3 Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuudet ESRF on käynnistellyt teknologiansiirtoaktiviteetteja, mutta teknologiansiirto on hyvin vähäistä varsinkin virallisia kanavia pitkin. Paras tapa on toimia jossain projektissa teknologiankehitysyhteistyössä ja siirtää sitä kautta tietotaitoa yritykseen. ESRF:llä on tulossa lukuisia T&K-projekteja elektroniikan osalta mikäli suunniteltu päivitystyö aloitetaan. Näitä ovat mm. o Näyteympäristöjen kehitystyö (näytteiden vaihtaminen, automatisointi ja positiointi) o Kontrollielektroniikan kehitys o Ilmaisimien ja ilmaisinelektroniikan kehitys o Tiedonsiirtojärjestelmien kehitys o Virtalähteiden kehitys Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen Pienet päivitykset T&K-yhteistyö Massiivinen päivitys, yhteensä 240M. TOIMITUKSET

22 1.5 GSI/ FAIR GSI on Saksassa sijaitseva fysiikan tutkimuslaitos, joka vastaa kansainvälisestä antiprotoni- ja ionitutkimushankkeesta nimeltä FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research). GSI:n laitteistossa ja tarpeissa on paljon yhtäläisyyksiä CERNin vastaaviin, vaikka tutkimuksessa painotetaankin eri alueita. GSI/FAIR tarjoaa yhteistyö- ja T&K-mahdollisuuksia muun muassa seuraavilla alueilla: biofysiikka ja lääketieteelliset sovellukset (ioniterapia), magneetit, suprajohteet, kiihdytinja materiaalitekniikka, detektorikehitys, elektroniikka sekä tiedonkäsittely. Tutkimuslaitokseen rakennetaan uusi hiukkaskiihdytin ja myös vanhaa kehitetään. Kokonaisbudjetti on noin miljardi euroa. FAIRin rakentaminen alkaa vuonna 2007 ja sen on tarkoitus valmistua vuoteen 2014 mennessä. FAIRin EU-projektien kokonaisbudjetti on 32.6 M. Niitä koordinoivat GSI, INFN ja CERN. GSI:n EU-projektien FAIRin kokonaisbudjetti on 21.4 M. Lähde: www-w2k.gsi.de/fair-sti/newsletter/newsletter_no2.pdf Elektroniikan osalta FAIR on linjannut neljä pääaluetta: o Detektorien lukuelektroniikka o Signaalinkäsittely ja hahmontunnistus (feature extraction) o Aika- ja liipaisinjärjestelmät o Rajapinnat: tiedonhankinta (DAQ) ja kontrollijärjestelmät Elektroniikka voidaan jakaa CERNin tapaan kahteen kategoriaan: 1) Laitteen tarvitsema kontrolli-, ohjaus-, diagnostiikka- ja tiedonsiirtoelektroniikka 2) Koeasemien tiedonsiirtoketjun etuelektroniikka (Front End), tiedonsiirto- ja vastaanottoelektroniikka (DAQ), liipaisin- ja suodatuselektroniikka (trigger). GSI/FAIR kuvaa elektroniikka-asioita laajemmin konferensseissa: FAIR Front-End Electronics Workshop 3 sekä workshop of the FutureDAQ 4. Walter FJ Müller on GSI:ssä henkilö, joka tuntee elektroniikan. Eri projekteille on perustettu tiedotuskomitea. GSI/FAIRissä on itse kiihdytinlaitteiston kehittämisen lisäksi: Projekti Alaprojekti Kuvaus Vaihe PANDA PANDA1 PANDA2 PANDA3 PANDA4 PANDA ilmaisin havaitsee ja tunnistaa neutraalit ja varatut hiukkaset. Alaprojekteissa (ALICE, TOTEM) kehitetään ja valmistetaan ilmaisimia. (cf. CERN) Suunnittelu Toteutus valmis 2014 Suomalaista kehitystä elektroniikassa, JYO/HIP NUSTAR GAS CATCHER HISPEC- Matalaenergisten radioaktiivisten ionisuihkujen tuottaminen. Eksoottisten atomiytimien Suunnittelu Toteutus

23 1,2,3,4,5 DESPEC spektroskopia. Valmis 2014 (NUclear STructure Astrophysisi cs and Reactions) LASPEC MATS Lyhytikäisten ytimien laserspektroskopia. (Low Energy Branch) Lyhytikäisten ytimien tarkat massamittaukset. Suomalaista kehitystä elektroniikassa, JYO/HIP LEB-Super FRS FAIRin EU-projekteja R3B Reactions (High-Energy Branch) ILIMA Ring Branch AIC Antiproton scattering ELISe Electron scattering EXL Hadron scattering HESR (High Energy Storage Ring) HESR1 HESR2 HESR3 Medium Energy Electron Cooling RF cavity Electron Cooling Stochastic Cooling Koeaseman rakentamisen toteutus Valmis 2014 FAIRin EU-projekteja HESR4 Beam Dynamics and Collective Effects CBM koeasema HADES Suprajohtavan fragmenttiseparattorin ydin- ja atomifysiikan tutkimusasema. Koeaseman rakentamisen toteutus Valmis 2014 FAIRin EU-projekteja SUPER FRS Koeasema Suprajohtavan fragmenttiseparattorin ydin- ja atomifysiikan tutkimusasema. Valmis 2014 FAIRin EU-projekteja NESR (New Experimental Storage Ring) CR (Collector Ring) Koeasema Fast Electron Cooling Valmis 2014 FAIRin EU-projekteja Koeasema Serving NESR Valmis 2014 FAIRin EU-projekteja Esimerkiksi SuperFRS-koeasemassa elektroniikkaa tarvitaan o Robottijärjestelmän ylläpitoon

24 o Hitaisiin säätöihin o Kameroihin (Camera on target, IR) o Erotteluun Suomalaiset avaintoimijat ovat Jyväskylän yliopisto, Fysiikka (JYK; Juha Äystö, Pauli Heikkinen) ja Helsingin yliopisto, Fysiikka (HIP). Esimerkiksi heidän budjettiesityksenä laitteisiin ja infrastruktuuriin (ympäristö- ja mittausjärjestelyt) vuosille on yhteensä 1 M. OPM (Opetusministeriö) on suositellut JYO:n ja HY:n projekteihin yritysyhteistyötä Yhteistyömahdollisuuksia elektroniikan osalta Esimerkkejä Jyväskylän yliopiston ja Helsingin yliopiston elektroniikasta; NUSTAR o GAS CATCHER-hanke; laserteknologiaa o HISPEC-DESPEC-hanke; digitaalielektroniikkaa ja tiedonkeruuta o LASPEC-hanke; laserteknologiaa o MATS-hanke; mittausteknologiaa PANDA o ilmaisinten kehittäminen ja valmistus (ALICE ja TOTEM kokeet) o kaasuilmaisinten kehitys ja tuotanto; kerrosilmaisin, havaintojen kerääminen GEM (Gas Electron Multiplier) tekniikalla (CERN/TOTEM hanke) FAIRin osaprojektien hallintaan tarvitaan Säätöjärjestelmää, jonka ominaisuuksina alimmalla hallintatasolla ovat laitteiden säätötoimintojen reaaliaikaisuus. PANDAn projekteissa tarvitaan Datankeruujärjestelmien (DAQ) triggauselektroniikkaa, jossa vaatimuksena on erottelutarkkuus ja toiminta suurtaajuusalueella (10 MHz 200 GB/s). Yhteistyötä kannattaa tehdä Jyväskylän yliopiston kanssa. Tämä kannattaa aloittaa jo tänä vuonna (2006). GSI:n FAIR-koordinaattorina toimivat: Dr. Jürgen Eschke (Coordinator) FAIR Project Coordination Gesellschaft für Schwerionenforschung mbh Planckstr. 1, D Darmstadt phone:++49(0) , Fax +49(0) , J.Eschke@gsi.de Katharina Berghöfer FAIR Project, Coordination Phone +49(0) , Fax +49(0) , k.berghoefer@gsi.de GSI:n elektroniikan vastuuhenkilö on Walter FJ Müller, W.F.J.Mueller@gsi.de

25 1.5.2 Teknologiansiirto ja T&K yhteistyömahdollisuudet Ehkä merkittävin GSI:ssä tehty keksintö on syövän säteilytyshoito, jonka keskus on lisensoinut Siemensille. GSI:llä on lukuisia patentteja jotka ovat myös lisensoitavissa. Näihin voi tutustua: Suomalaisten avaintoimijoiden tutkimus- ja kehityssuunnitelmat vaativat tuekseen yritysten osaamista. Tällaisen konsortion luominen ja toimiminen on yksi teknologiansiirtoon ja tutkimus- ja kehitystoimintaan tähtäävä menetelmä Hankintojen ja mahdollisuuksien ajoittuminen FAIRin rakentaminen alkaa vuonna 2007 ja sen on tarkoitus valmistua vuoteen 2014 mennessä. Joten hankinnat ajoittuvat meneillään oleviin vuosiin. Suomalaiset avaintoimijat ovat Jyväskylän yliopisto, Fysiikka (JYK) ja Helsingin yliopisto, Fysiikka (HIP). Hekin tähtäävät vuosille , joten yhteistyön aloitus on ajankohtaista. Tutkimus- ja kehitystoiminta vaatii yritysten osaamista. Konsortioihin kannattaa pyrkiä. GSI/FAIR T&K-yhteistyö Mittausilmaisimet, signaalikäsittely Digitaalielektroniikkaa, tiedonsiirto Laser- ja mittausteknologiaa (JY:njaHY:nprojektit) Hankintojen ajoittuminen GSI/FAIRissä on kuvattu yo. kuvassa

26 2 SUOMALAISET OSAAJAT, PARTNERIT JA ASIANTUNTIJAT 2.1 Suomalaiset hankkeet ja osaamiskeskittymät, kontaktit mukaan pääsemiseksi Finpron tieteen suurhanke-projekti VTT (Automaatio, Anturit, Diagnostiikka, Elektroniikan pakkaus, Ohjelmistot, Mikroelektroniikka) TKK (Sovellettu elektroniikka, Elektroniikan valmistus, Mikroelektroniikka) LTY (Tehoelektroniikka, sähkökoneiden suunnittelu, sulautetut ohjausjärjestelmät, mikroelektroniikka, viestintäelektroniikka) TTY (Mikroelektroniikka, pakkaustekniikka, automaatio- ja säätötekniikka, teholektroniikka, optoelektroniikka) Oulun Yliopisto (Elektroniikka, mikroelektroniikka, optoelektroniikka) Evtek elektroniikan koetehdas Ammattikorkeat Välittäjäorganisaatiot; osaamis- ja teknologiakeskukset Iin Micropolis Osaamiskeskukset: Culminatum aktiivimateriaalien ja mikrosysteemien osaamiskeskus Oulun Seudun Osaamiskeskus Teknologiateollisuus, jäsenyrityksien innostaminen (FEPRO- Elektroniikan alihankinnan ja ostotoiminnan ryhmä) Tekesin teknologiaohjelmat: FinNano - Nanoteknologiaohjelma Finpron (Juha Villanen) ja Tekesin yhteistyö Ubicom-teknologiaohjelmassa (UBIquitous=Läsnä-äly) 2.2 Potentiaaliset toimittajat ja yhteistyökumppanit <<ei julkisesti saatavilla>>

27 3 CASE-ESIMERKKEJÄ Jutron Oy vieraili CERNissä vuonna Aikansa CERNin hankkeita osoitteessa ja Finpron suoraan tiedottamia hankkeita seurattuaan yritys rohkaisi mielensä ja teki CERNiin tarjouksen ohjauselektroniikkamoduleiden toimittamisesta. Yritys voitti tarjouskilpailun ja sai CERNistä 1,2 miljoonan euron tilauksen. Finpro etsi pienehköön ei-julkiseen CERN-hankkeeseen toimittajaa ja löytyi täydellinen match. Sirico Electronics Pietarsaaresta teki tarjouksen ja sai toimitussopimuksen elektroniikkamoduleista. Kempower aloitti CERN yhteistyön 90-luvun puolivälin jälkeen. Vuosien saatossa kehitettiin lukuisia prototyyppejä ja lopulta 2004 Kempower voitti n. 7M tarjouspyynnön 60% LHC:n virransyötön toimittamisesta. Tieteen suurhankkeiden kanssa T&K-yhteistyö voi kestää lukuisia vuosia ja saattaa lopulta huipentua suureen tilaukseen. Tässä tarvitaan Tekesin ja yritysten pitkäjännitteisyyttä

28 4 YHTEENVETO Elektroniikan tyypillisiä vaatimuksia (elektroniikan sijoittelu vaikuttaa vaatimuksiin): CERN ITER ESRF ESO GSI Säteilynkestävyysvaatimus Kyllä Kyllä Kyllä Magneettikentät Kyllä Kyllä Kyllä Lämpötila/kosteuskesto yms. Kyllä Kyllä Suuri pakkaustiheys Kyllä Kyllä Kyllä Materiaalin vähäisyys Kyllä K/E Suuret datamäärät Kyllä Kyllä Kyllä Kyllä Kyllä Nopea tiedonsiirto ja tiedon suodatus Kyllä Kyllä Kyllä Kyllä Kyllä Tulevat tarpeet keskuksissa, joista suurimmassa osassa jo nyt T&K-mahdollisuuksia (eritoten CERN, ESRF, ESO): Projekti Keskus Ajankohta Sopimusvalmistus CODAQ SLHC-elektroniikka Instrumenttielektroniikka GSI/FAIR elektroniikkamodulit JYO:n elektroniikka ITER CERN ESO GSI JYO/HIP Suunnittelu CODAQ, 62M SLHC elektr. T&K Kontrollijärjestelmät Front-End/Back End elektr. Adaptiivinen optiikka Näyteympäristön kehitys DAQ JYO:n kehitystyö ITER CERN ESO ESO ESO ESRF GSI JYO/HIP Mikroelektroniikka ja diagnostiikka Diagnostiikka, 78M SLHC diagnostiikka Diagnostiikka Uudet detektorit Diagnostiikka ITER CERN ESO ESRF GSI Optoelektroniikka ja laserit Optiset järjestelmät SLHC tiedonsiirto Tiedonsiirto ja metrologia ITER CERN ESO

29 Tiedonsiirto ESRF Automaatio ja järjestelmät Etäoperointi, 94M LHC etäoperointi Etäoperointi Automatisointi ja kontrolli Näyteympäristön automatisointi Kontrollijärjestelmät ITER CERN ESO ESRF ESRF GSI Teholähteet Teholähteet, 67M CLIC teholähteet SLHC koeasemapäivitykset Laitteiden teholähteet Laitteiden teholähteet ITER CERN CERN ESO ESRF Ohjelmistot CODAQ SLHC elektroniikkamodulit Sulautetut järjestelmät Sulautetut järjestelmät ITER CERN ESO ESRF Komponentit ja infra Elektroniikkaräkit Elektroniikkaräkit ITER ESO