Primer proyecto nacional de chips: electrónica para ti


El Ministerio de Electrónica y Tecnología de la Información (MEITY) concluyó recientemente la conferencia SemiconIndia-22 con el objetivo de promover a India como un centro global para el diseño, fabricación y desarrollo de tecnología de semiconductores y colocar a India en el mapa mundial de semiconductores. Se necesita un promedio de tres a cuatro años para establecer una fábrica de chips de clase mundial, pero la parte más importante es cargar la instalación cuando está operativa, de lo contrario, no es posible. La fábrica de chips funciona invariablemente las 24 horas del día para mantener la temperatura, la humedad y el recuento de polvo para llevar a cabo los procesos de fabricación de chips, y la operación de la instalación es bastante costosa. India necesita identificar al menos de cinco a diez tipos de chips con una gran demanda en el mercado y comenzar el desarrollo para cargar la instalación. Ahora debería comenzar el trabajo en el diseño de estos chips.

Durante SemiconIndia-22, muchos oradores indicaron que hay aproximadamente 250 centros de I+D y diseño de chips en el país, que han sido operados por los principales fabricantes de chips y empresas sin fábrica del mundo durante más de veinte años. Estas empresas han utilizado el talento de los ingenieros indios para desarrollar productos y poseer sus derechos de propiedad intelectual, pero nunca se han atrevido a establecer una planta de fabricación de chips en el país. Durante la conferencia, se señaló que el eslabón perdido en el ecosistema indio de semiconductores es la fabricación, ensamblaje, empaquetado y prueba de obleas, ya que existe suficiente demanda de mercado para dispositivos semiconductores en el país.

Esta es una dura realidad y es posible que la situación no cambie a menos que India promueva su propia industria de semiconductores a través del modelo de asociación público-privada. Theodore Roosevelt dijo una vez: "O nos desgastamos o nos oxidamos". Los ingenieros y científicos indios tendrán que ensuciarse las manos para lograrlo. Por lo tanto, el gobierno debería ayudar y alentar a los empresarios indios a enfrentar este desafío. El autor también ha propuesto una hoja de ruta para establecer una mega fábrica de chips en el país en un artículo anterior titulado “India's Resolve for Self Reliance in Microelectronics” el 12 de abril, publicado en Electronics b2b.

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Desafíos de las discotecas

Nuestro país ha sufrido severas pérdidas técnicas y comerciales (AT&C) desde su creación, principalmente debido al robo de electricidad, medición inadecuada y deficiente cobro de facturas de servicios públicos. Esto ha tenido un tremendo impacto en el desempeño financiero de los distribuidores (Discusiones) 1.

Desempeño financiero de Discoms (Fuente: informe de Power Finance Corporation sobre SEB)
Desempeño financiero de Discoms (Fuente: informe de Power Finance Corporation sobre SEB)

Las pérdidas de distribución en algunos estados son de hasta el 56% (Arunachal Pradesh). Incluso después de la entrada en vigor de la ley antirrobo de 2007, las pérdidas de ventas anuales están aumentando. Las pérdidas de 62 discotecas combinadas fueron de 90 000 crores de rupias en 2021 con un promedio nacional de 24,54 % en comparación con el 4 % en Japón, el 5 % en China, el 6 % en EE. UU. y el 8 % del promedio mundial2. Si países grandes como EE. UU. y China pueden contener sus pérdidas, ¿por qué representa un desafío para la India? Las pérdidas distributivas federales, junto con las pérdidas de otros países, se muestran en el gráfico a continuación.

Promedio nacional, estado y otras pérdidas de AT&C para 2018-19 (Fuente: Power Finance Corporation)
Promedio nacional, estado y otras pérdidas de AT&C para 2018-19 (Fuente: Power Finance Corporation)

Si reducimos estas pérdidas al promedio mundial del 8 % a través de una infraestructura de distribución mejorada, medidas administrativas y la instalación de medidores inteligentes, podemos reemplazar todos nuestros 25 mil millones de medidores convencionales en unos pocos años a medida que se obtienen ahorros a través de pérdidas de distribución reducidas.

Fabricación de contadores electrónicos de energía.

Históricamente, la instalación de medidores de energía electrónicos en la India comenzó a mediados de la década de 1990. Semiconductor Complex Ltd, HPL India, L&T, Landis & Gyr, Secure Meters, Avon Meters y Genus han sido algunas de las empresas que han sido fundamentales en la fabricación y venta de medidores electrónicos de energía en el país. Estas organizaciones combinadas produjeron más de 20 metros de lago al año en la década de 2000. Ahora hay más de una docena de empresas privadas en el país que producen medidores electrónicos de energía de alta calidad.

En las últimas dos décadas, se han agregado más y más funciones a los medidores de energía electrónicos para hacerlos realmente inteligentes, similares a los teléfonos móviles, para satisfacer las necesidades de los consumidores de electricidad y los clubes nocturnos de la India. Las características incluyen la recopilación de datos de medición, monitoreo y control del consumo de electricidad y manipulación de medidores, la capacidad de convertir medidores de pospago en medidores de prepago, integración con la red eléctrica y la capacidad de lectura automática de medidores. Estas características ayudan a Diskus a reducir sus pérdidas de distribución y también a reducir la intervención humana.

Dadas las ricas capacidades, la decisión del Departamento de Energía de implementar medidores inteligentes en todo el país para reemplazar los medidores tradicionales es un paso en la dirección correcta2. Otros jugadores que operan en el mercado indio de medidores inteligentes son Triton Process Automation, Indian Telephone Industry (ITI), Advance Metering Technology Ltd, Maven Systems, Siemens, Satya Electrocom, Trinity Energy Systems y GEESYS Technologies.

Programa Nacional de Medidores Inteligentes - Una Oportunidad

Bajo el Programa Nacional de Medidores Inteligentes (SMNP, por sus siglas en inglés), el Departamento de Energía tiene la intención de reemplazar los 250 millones (25 millones de rupias) de medidores convencionales del país con medidores inteligentes bajo un modelo de construcción, operación y transferencia. 2. Energy Efficiency Services Limited (EESL), una empresa conjunta establecida por National Thermal Power Corporation, Rural Electrification Corp, Power Finance Corporation y Power Grid Corporation of India ha comenzado y solo alrededor del 1% de todos los medidores en Uttar Pradesh, instalado en Madhya Pradesh, Bihar, Haryana y Manipur.

El medidor inteligente es una parte importante del sistema de distribución revisado propuesto por el gobierno en el presupuesto 2021-22. Es probable que el gasto total de Rs 1,5 lac crores se gaste en el proyecto SMNP3. Esto trae consigo una gran oportunidad para que la fabricación de chips de medidores inteligentes haga que estos medidores sean nativos con componentes locales más altos. La demanda de chips de medidores electrónicos seguirá siendo alta para satisfacer la demanda de medidores inteligentes o medidores electrónicos con funciones antimanipulación.

Semiconductor Complex Ltd (SCL) había comenzado a diseñar el chip medidor de energía a fines de la década de 1980. Sin embargo, el diseño no pudo completarse debido a la destrucción de la fábrica de chips en un incendio en 1989. Quizás el diseño de SCL de un chip de contador se adelantó a su tiempo y el enfoque de la reconstrucción de la fábrica de chips cambió a IC VLSI estándar (ASIC) y dispositivos estratégicos específicos de la aplicación. Los chips de medidores de energía todavía son importados por Analog Devices y Atmel de los Estados Unidos, ST Microelectronics de Francia, SAMES de Sudáfrica y algunas empresas chinas.

¿Por qué la fabricación de chips de medidores de energía domésticos es un buen candidato para el primer proyecto nacional de chips de la India? El autor opina que los chips de contador tienen y tendrán un mercado masivo durante mucho tiempo. Los chips de medidores de energía, a diferencia de los teléfonos móviles, los microprocesadores y los chips de memoria, no requieren necesariamente tecnologías de geometría inferior y se pueden fabricar en nodos de tecnología de 90nm o incluso de 180nm. Estos chips de medidores pueden estandarizarse con variantes mínimas por parte de las empresas de suministro de energía (discoms) según las especificaciones de medidores acordadas a nivel nacional. Las especificaciones, los desafíos de fabricación y los requisitos operativos de los chips contadores son menos estrictos en comparación con los chips móviles, de memoria, de microprocesador y de automóviles debido a su mayor número de transistores, velocidad de procesamiento y condiciones ambientales de funcionamiento, etc.

¡Es hora de fabricar fichas de contador!

Para volvernos autosuficientes en fichas de contador, necesitamos crear un plan de acción para fabricar fichas de contador en un modo de misión. El proyecto nacional de chips también ayudará a cargar nuestra fábrica de chips cuando esté terminada. El autor propone el siguiente plan de acción:

  1. MEITY, en coordinación con EESL, discotecas, empresas de diseño de chips y fabricantes de medidores, debe ayudar a preparar y estandarizar las especificaciones para chips de medidores inteligentes monofásicos y multifásicos.
  2. Haga que al menos dos casas de diseño diseñen los chips para mejorar la tasa de éxito.
  3. Produzca chips en su propia fundición y en una fundición alquilada, luego transfiéralos a la nueva fábrica de chips cuando esté terminada.
  4. Anunciar públicamente la disponibilidad de fichas de contador autóctonas.

MEITY y el Departamento de Energía deben trabajar juntos para que sea un éxito, que será un primer hito en el desarrollo de un ecosistema para la industria de chips. Ahora es el momento de pasar a la acción y comenzar a trabajar en el primer proyecto de chip nacional. También podemos identificar más proyectos de este tipo para desarrollar chips de consumo masivo para cargar nuestra fábrica de chips.

"Las rosas no crecen al costado del camino, pero la hierba silvestre sí". Se necesita casi un año de arduo trabajo para que una rosa emerja después de plantar el tallo. El nivel de planificación, esfuerzo y trabajo dedicado que implica el diseño y la fabricación de chips es una analogía adecuada. MEITY debe desarrollar una estrategia y hacer realidad el primer proyecto nacional de chips.

Referencias:

  • Informe del Instituto de Economía Energética y Análisis Financiero Agosto 2020.
  • Informe NITI Aayog "Dar la vuelta al sector de distribución de energía: aprendizaje y mejores prácticas de las reformas" Agosto de 2021.
  • El Departamento de Energía ha revisado el sistema de distribución para reformar el disco.



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