Prvi čip u BiH sluti prekretnicu: Milionski projekti stagniraju zbog manjka inžinjera

Godine 2023. studenti Fakulteta elektrotehnike (ETF) u Banjoj Luci, predvođeni docentom Aleksandrom Pajkanovićem, napravili su prekretnicu uspješnim stvaranjem prvog čipa u Bosni i Hercegovini.

Nakon nekoliko godina predanog rada na tom revolucionarnom projektu, čip je predstavljen javnosti.

Prvi integrisani čip, proboj u tehnologiji poluprovodnika, predstavlja najinovativniji tehnološki proces. Sinergija između studenata i profesora podstakla je bogato iskustvo učenja, omogućavajući razmjenu ideja i kultivaciju kritičkog mišljenja.

Formalan, tehnički naziv za čip je integrisano kolo, a to je primarni proizvod industrije koju nazivamo poluprovodničkom (engl. semiconductor), dok nauku koja se bavi izučavanjem poluprovodničkih elemenata nazivamo mikroelektronika. Poluprovodnička industrija je upravo i dovela do tzv. informatičke revolucije i omogućila da živimo u informatičkom dobu.

“Ovo ‘integrisana’ u nazivu kola se odnosi na smanjenje dimenzija pojedinih elemenata elektronskih sklopova. Suprotnost integirsanim kolima su diskretna kola, a to bi značilo da se svaki element, svaka komponenta tih kola proizvodi posebno, svaki na svojoj proizvodnoj liniji i svaki u svom kućištu”, pojašnjava za Al Jazeeru docent Pajkanović.

Silicijska dolina

Kod integrisanih kola, prema riječima docenta, u jednom kućištu, zahvaljujući napretku poluprovodničke tehnologije, nalazimo prvo više komponenata (sedamdesete godine), a sada već milijarde komponenata (štaviše, cijele sisteme).

“Integrisana kola, tj. čipovi su elektronska kola ili sklopovi, ponekad i sistemi, integrisani u jedno kućište. Pošto je zajednička podloga svih tih elemenata koji su unutar kućišta prirodni element silicijum, mjesto gdje je bila velika koncentracija poluprovodničkih kompanija, prozvali su Silicijumska dolina (engl. Silicon Valley). Tako smo u proteklih nekoliko decenija svjedočili smanjenju računara od veličine sprata zgrade do nečega što staje u (prilično mali) džep.”

Poluprovodnička tehnologija u Bosni i Hercegovini imala je obećavajući početak u banjalučkom Čajavcu krajem prošlog stoljeća. Međutim, izostao je napredak u toj oblasti u posljednje tri decenije. Uprkos svom početnom potencijalu, razvoj poluprovodničke tehnologije je stagnirao, ostavljajući prazninu u tehnološkom napretku naše zemlje. To odsustvo napretka izaziva zabrinutost za buduću konkurentnost i inovativnost ove zemlje.

Imperativ je da se poduzmu inicijative i ulaganja za revitalizaciju industrije poluvodiča kako bismo povratili svoju poziciju lidera u tehnološkom napretku.

“Lično sam imao priliku da se usavršavam u oblasti razvoja integrisanih kola tokom doktorskih studija, zavolio sam tu oblast, tako da sam nastavio da istražujem na tom polju i kroz saradnju sa nekim od najznačajnijih visokoškolskih institucija na svjestkom nivou, stekao sam dovoljno znanja da se oprobam u realizaciji čipa i sam. Studenti su od početka uključeni u proces i, evo, na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Banjoj Luci, školske 2019/2020. mi smo uspjeli i da stignemo do kraja, tj. da predamo čip na fabrikaciju.”

Ulaganja

Kao što proizvod arhitekte nije zgrada, već njen nacrt, ali opet za arhitektu kažemo da je on projektovao zgradu, tako oni, kako navodi Pajkanović, inžinjeri integrisanih kola, kao krajnji rezultat njihovog rada ne daju čip, već nacrt integriranog kola. Prema tim nacrtima, posebna proizvodna postrojenja, kojih nema mnogo u svijetu, a raspoređene su na vrlo ograničenim geografskim područjima, proizvode čipove.

“Univerziteti imaju mogućnost da po povlašetnoj cijeni od nekoliko hiljada eura proizvode čipove, tj. da od nacrta dobiju gotov čip. Mi smo uradili ovaj prvi dio, projektovanje do nacrta, a proizvodno postrojenje, tj. proizvođač je po tim nacrtima realizovao čip. Tu realizaciju (fabrikaciju), omogućio je donator, privatna kompanija iz Beča (Austrija). U univerzitetskom okruženju potrebno je nekoliko hiljada eura za taj dio proizvodnje, dok u novijim procesima u komercijalnom okruženju ta cifra iznosi više miliona ili čak desetina miliona američkih dolara.”

Tokom cijele akademske godine, svaki student koji odabere elektroniku za svoj smjer sluša predmete koji se bave područjem razvoja integriranih kola. Takvi predmeti studentima pružaju sveobuhvatno razumijevanje zamršenih procesa uključenih u kreiranje i optimizaciju integriranih kola. Dok istražuju složene koncepte i učestvuju u praktičnim aktivnostima, ovi ambiciozni budući profesionalci razvijaju čvrstu osnovu koja će im poslužiti kao odskočna daska za njihove buduće karijere u ovoj industriji.

“Kada smo radili ovaj konkretan projekt koji je i realizovan kao prvi čip u BiH, bilo je sedam studenata, podijeljeni u dva tima”, dodaje Pajkanović.

Koja mu je namjena?

“U jedan čip, tj. u jedno kućište, integrisali smo dva elektronska kola – naponski regulator i oscilator. Svrha naponskog regulatora je da za ostale čipove obezbijedi stabilan napon napajanja ili polarizacije. Namjena oscilatora je da digitalnim sklopovima obezbijedi takt po kojem će oni dalje izvršavati naredbe korisnika. Naprimjer, kada pričamo o kupovini računara, jedna od osnovnih tema je frekvencija procesora, to su onih gigaherci koje često pominjemo. Upravo jedan oscilator stoji iza frekvencije od 2 ili 3 GHz.”

Čip je pažljivo razvijen kroz program saradnje s univerzitetima, naglašavajući njegovu inovativnu prirodu. Međutim, zbog odredbi i uvjeta ovog partnerstva, trenutno je ograničeno njegovo puštanje na tržište u sadašnjem obliku. Ovo ograničenje osigurava usklađenost s ugovorom i štiti prava intelektualnog vlasništva institucija koje sudjeluju.

Uprkos tome, potencijal čipa i znanje stečeno njegovim stvaranjem, nude obećavajuće izglede za buduće primjene i napredak na tom području.

“Na tržištu ovaj čip konkretno ne vrijedi ništa, bukvalno, a ne bi smio ni da se pojavi jer bi na taj način bila prekršena klauzula Ugovora koji je Elektrotehnikči fakultet potpisao sa proizvođačem. Naime, čip je izrađen u okviru programa saradnje sa univerzitetima, pa kao takvom, nije dozvoljeno plasiranje na tržište.”

Nepostojanje značajnijih tehnoloških ambicija u BiH evidentno je u ograničenoj prisutnosti inovativnih startupa, istraživačkih institucija i ulaganja u vrhunske tehnologije.

“Koliko vidim, BiH nema nikakve ambicije po ovom pitanju. U maju 2023. objavili smo ovaj istorijski uspjeh po pitanju tehnologije, zatim su naši studenti osvojili zlato i bronzu, odnosno prvo i treće mjesto, na svjetskoj Olimpijadi iz mikroelektronike u oktobru 2023. i sve su to ispratili mediji. Realizacijom čipa, demonstrirali smo da vladamo najsofisticiranijom tehnologijom koja postoji na planeti, a da je komercijalno dostupna – prvi i jedini u BiH. Potom smo, opet prvi i jedini u BiH, otišli na svjetsku Olimpijadu iz jedne nauke i vratili se sa zlatom i bronzom kao potpuni pobjednici – do sada, osim nas, nikada niko iz BiH nije osvojio zlato na svjetskoj Olimpijadi iz bilo koje nauke”.

Osim pojedinaca koji su prepoznali domet ovog iskoraka, kako Pajkanović tvrdi, do sada ni javni ni privatni sektor u BiH nisu pokazali zainteresovanost.

Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Banjoj Luci je sve predmete potrebne za realizaciju integrisanih kola uveo planom i programom od 2014. godine.

“Već desetak godina radimo na razvoju poluprovodničke industrije kod nas i taj rad je krunisan nezapamćenim rezultatima od suštinskog značaja za razvoj nauke i tehnologije. Ne samo da smo demonstrirali fabrikaciju čipova (praktični dio), nego smo potpunom dominacijom na prošlogodišnjoj svjetskoj Olimpijadi iz mikroelektronike pokazali da elektroniku predajemo najbolje na svijetu (teorijski dio). Dakle, teorija + praksa = vrhunski rezultati.”

Nedostaje inžinjera

Ovo je tehnička, inžinjerska oblast koje zahtijeva dobro poznavanje matematike, fizike poluprovodnika, teorije električnih kola i programiranja i sve to zajednički omogućava razumijevanje elektronskih sklopova, precizira Pajkanović.

“Zahtjevna oblast, kako sa teorijskog stanovišta, tako i prilikom praktične realizacije, onako zanatski, kako bismo to rekli. Za razvoj poluprovodničke industrije ili posla, kompanije u domenu čipova, najznačajniji resurs su upravo ljudi, inžinjeri, a za realizaciju projekta potrebno je više godina rada, pri čemu fabrikacija čipa u modernim procesima (7 nm) može da košta desetak miliona američkih dolara. Za rad u ovoj oblasti potrebna je predanost i posvećenost sa strane inženjera, a sa strane investitora potrebni su strpljivost i izuzetno dobro poznavanje kretanja u svijetu tehnologija i finansija.”

U poređenju s drugim područjima inžinjerstva, razvoj čipova doživljava značajan porast potražnje i finansijski uspjeh u relativno kratkom vremenskom roku. Uprkos tome, trenutno u cijelom svijetu postoji ozbiljan manjak inžinjera.

“Tome svjedoče inicijative kako Vlade Sjedinjenih Američkih Država, tako i Evropske komisije, koje su svojim regulativama (CHIPS for America Act & FABS Act i European Chips Act) obezbijedile više stotina miliona dolara u predstojećem periodu upravo za finansiranje projekata čiji je cilj razvoj poluprovodničke industrije i školovanje kadra sposobnog da iznjedri sljedeću tehnološku revoluciju.”

Kako u svijetu, tako i na ovim prostorima, situacija je slična. Vrlo mali, jednocifren, i svake godine sve manji broj studenata bira ovaj smjer i, ako se ne preduzmu sistemske mjere, a koje su prema mišljenju docenta ETF-a nužne, doći će do gašenja elektronike kao smjera.