Un'idea di come la microelettronica sia disponibile per innovare anche per le piccole e medie industrie

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L’innovazione tramite la
microelettronica
Proposta per un’attività d’innovazione tra le
aziende del territorio
Enrico Espinosa
31/05/2013
Idea per avvicinare le piccole e medie aziende alle tecnologie di punta dell’elettronica

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1. Microelettronica e nanotecnologie
In tutti i settori commerciali ed industriali, lo sviluppo di prodotti o processi innovativi passa quasi
esclusivamente attraverso applicazioni microelettroniche. Dai prodotti più tradizionali
(l’agroalimantare, il mobile, il calzaturiero, il tessile, le costruzioni) a quello più complesso e
moderno (la domotica, l’aerospace, l’automotive, il controllo industriale) richiedono un minimo di
intelligenza imbarcata nei loro sistemi, perfino il processo di stagionatura del prosciutto, la
lavatrice, il telecomando o la chiave della macchina lo richiedono.
Quando si parla di intelligenza, questa viene da circuiti a differente grado di complessità. Tutti
questi circuiti richiedono nano-tecnologie trovabili facilmente nel mercato a prezzi competitivi ma
quello che non è facilmente reperibile è la capacità di sintetizzare un’idea in un sistema
microelettronico.
Per capire quali vastità di applicazioni si possono avere, si riportano alcuni esempi in cui la
microelettronica ha dato spunto all’innovazione.
 Mercati associati ai servizi, per esempio:
o WSN (wireless sensor network): reti di sensori per le applicazioni industriali o per
l'enorme dominio della domotica; sistemi anti-effrazione, sistema di controllo merci nei
trasporti (p.es. i container) o applicazioni industriali, controlli e misurazioni in luoghi
difficilmente accessibili (nella fusoliera di un aereo, alla base di un diga, dentro una
centrale nucleare, in un oleodotto...)
o PAN (personal Area Network): sistemi per il controllo della persona, sul corpo. Possono
essere per l'aiuto a persone anziane o disabili o come supporto agli sportivi; in
alternativa applicazioni in-vivo (healthcare)
o IoT (Internet of Things): tutto ha un indirizzo IP, tutto è connesso con tutto e il grande
fratello si prende cura di te. Esempio: il frigo sa cosa ti manca e ordina la spesa per te; le
chiavi della macchina di mandano un segnale GPS per sapere dove le hai scordate, ecc
o Energy harvesting: sempre di più i sistemi elettronici, sensori o attuattori devono essere
autonomi. È necessario quindi che i dispositivi siano in grado di raccogliere e convertire
l'energia ambientale in energia elettrica. Alcuni dispositivi sono in grado di
immaganizzare energia elettrica dal sole, dal movimento casuale, dalla pressione, da
trasformazioni chimiche del terreno ecc. Possiamo pensare come applicazioni ad
esempio sensori di fumo sparsi nei boschi per il controllo degli incendi o trasmittenti del

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segnale di contatori del gas o dell’acqua da cantine buie dei palazzi fino ad applicazioni
anche militari.
 Mercati ''mee too''
o Sono i grossi mercati, dove i giganti della microelettronica dispiegano i loro eserciti per
business più tradizionali (tipo l'automotive o il mercato della telefonia mobile) per servire
grossi parner come Schneider, Siemens, Valeo ecc. Si pensi alle smart-grid, che sono
un esempio di Wireless Sensor Nnetwork a livello nazionale, dove questi blocchi
industriali trattano direttamnte con i governi. In questo caso i servizi sono già là, privati o
pubblici, il goal è fare cose in volume a pochi cents. Ma c’i sono anche opportunità per le
Medie o Piccole imprese. Per esse l’opportunità PME è di entrare con applicazioni di
nicchia (p.es: un sistema per prolungare la vita della batteria in uno smart-phone, o per
recuperare calore da una marmitta catalitica) che li metterebbe in condizioni di
partenariato o fornitore di questi grossi consorzi industriali. Per esempio l'aeronautica e
l'aerospaziale, le ferrovie, l’Oil&Gas e i trasporti locali possono offrire più opportunità ad
una piccola impresa che cercare di entrare nel mercato delle automobili.
2. Come si arriva dall’idea alla microelettronica?
Quali caratteristiche deve avere l’idea per essere risolta con la microelettronica?
Fondamentalmente l’idea o il problema deve essere immaginato come risolvibile da un
trasduttore di grandezza fisica: termica, luminosa, magnetica, meccanica, chimica, eccetera a
segnale elettrico e viceversa. Solitamente si parla di sensori (da grandezza fisica a segnale
elettrico) o di attuattori (da segnale elettrico a grandezza fisica).
Se si ha la capacità di immaginare la risoluzione del problema o l’idea pensando ad un trasduttore
si può pensare di sviluppare il sistema.
Esistono molteplici esempi di aggregazioni organizzate per sviluppare business nella tecnologia:
parchi tecnologici, concorsi pubblici e privati, network di aziende con il difetto talvolta di diventare
ragione di se stessi piuttosto che dare un servizio reale. Per far realmente rendere concreta l’idea
occorre svincolarsi da una struttura rigida e impostare un processo snello veloce e finalizzato. Il
concetto è che le istituzioni ci sono già e non occorre realizzarne altre (CONFINDUSTRIA), le
aziende che realizzano l’idea ci sono rimane da ordinare il processo in maniera snella e veloce. Si
potrebbe dire meglio rozzo subito che perfetto mai

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3. Proposta di sviluppo di un progetto a supporto dell’innovazione di prodotto
o processo tramite la microelettronica.
Il cammino verso lo sviluppo di un processo di innovazione di prodotto o processo tramite la
microelettronica può attuarsi su diverse fasi:
Fase 1. Divulgazione. La divulgazione passa tramite una presentazione agli associati delle
opportunità che la microelettronica può dare allo sviluppo e realizzazione di nuove idee.
Con l’aiuto e presentazione di grandi aziende di semiconduttori si daranno esempi di
come si sono realizzati prodotti con piccole aziende e le opportunità che possono
nascere con queste tecnologie. A seguire, nella stessa sessione o in una successiva
BrainStorming su idee di business con le aziende che hanno partecipato all’incontro.
Fase 2. Prima Scrematura delle idee più affidabili.
Fase 3. Strutturazione del prodotto: analisi della filiera
Tale processo serve a definire il “costo” dell’impresa.
Fase 4. Concurrent Engineering. La fase 3 è una fase di marketing che consiste anche nel fare
la lista di quello che il sistema deve fare e definirne i limiti di operabilità.
Alternativamente, se il sistema è richiesto non per innovare, ma per rimpiazzare funzioni
presenti in maniera più efficace e cost effective, è ancora il marketing che deve stabilirne

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il rapporto costi/benefici e le condizioni di test per verificare che il nuovo sistema sia, per
esempio, affidabile come il precedente. A parte il fatto che ora il cliente diventa interno,
l'appoggio del marketing rimane concettualmente lo stesso. Esistono alcuni elementi e
competenze che occorre mettere insieme, ad un primo livello:
1. Un’azienda che abbia la tecnologia microelettronica da offrire o da sviluppare
2. Un’azienda o professionista che faccia l’ingegneria di sistema: questo, secondo la
nostra tradizione, è il vero ingegnere, ovvero colui che concepisce il sistema nella
sua architettura e nei suoi principi di funzionamento. In breve, prende una mother
board e ricerca tutti i componeneti sul mercato, integrati o discreti, che gli servono
per svolgere la funzione richiesta, nei limiti operazionali consentiti. Inoltre si
preoccupa di assemblarli e testarne il suo funzionamento. Ma non è tutto.
3. Un’azienda od un professionista esperto di software. Ogni sistema con un minimo di
intelligenza ha un'unità, tipo microcontrollore, che deve essere programmata per far
funzionare tutto il resto secondo la buona logica. L'architettura del sistema dipende
da come il chip “cervello” lo guida, per cui l'ingegnere di sistema deve tenere in
considerazione quello che il l'esperto software può fare.
4. Un’azienda o professionista esperto di meccanica che sappia fare l”involucro” del
sistema con tutte le sue caratteristiche termiche e meccaniche necessarie. La
funzionalità del prodotto non prescinde da questo aspetto.
5. Un coordinatore del progetto o capo commessa che sappia legare e far funzionare
tutti i protagonisti del progetto. Il Concurrent Engineering come si è detto è la parte
più difficile da implementare. Non è il capitale che manca, non è la tecnologia
che manca ma è il coordinamento e la mediazione, che va dagli aspetti di
sviluppo prodotto, filiera, supply chain e proprietà intellettuale.
4. Il ruolo di CONFINDUSTRIA e del coordinatore.
Questi sono i riferimenti per apportare una ventata di microelettronica ad ogni piccola e media
azienda del territorio in maniera snella e efficace. Tutte queste risorse si trovano tranquillamente
nella nostra regione. Ma si tratta di coordinarle e di dare ulteriori servizi. Confindustria ha
ovviamente un ruolo centrale nel processo perché

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 Eroga servizi agli associati, ricerche di mercato, metodologie di sviluppo delle idee, uffici
legali, uffici marchi e brevetti ecc. Tutti essenziali per delimitare o alimentare l’idea di business
 È collettore di aziende, conosce le realtà che possono partecipare aziende di settori disparate
con necessità di sviluppo nei loro campi, SW houses, aziende IT, aziende che possono fornire
gli “involucri” facendo la funzione di sviluppo d’impresa.
Il coordinatore ha invece il ruolo di accompagnare l’idea dall’astratto al mercato mediando tra le
varie realtà aziendali, fare la pianificazione del progetto, parlare con competenza di argomenti
tecnici, cadenzare e coordinare la supply chain, finalizzare il progetto. È un ruolo che permette di
“arrivare al dunque”.
L’ambizione dell’istituzione e del coordinatore è quella di arrivare alla fase 4 in 3 settimane e di
chiudere un progetto in 6 mesi.