Hightech Systemen & Materialen

Transcriptie

1 Hightech Systemen & Materialen Markt, technologie en toekomstige thema s Auteur: Chris Maliepaard Versie: 1.1 Datum: 19 december 2014 Status: Definitieve versie

2 Versieoverzicht Versie Datum Reflectiegroep Commentaar okt 2014 RG, EvD, RS Initiële versie / Eerste aanzet oktober 2014 RG, EvD, RS Nederlands (H4) perspectief beschreven Sleuteltechnologieën (H7) beschreven oktober 2014 RG, EvD, RS Nederlands, Europees en internationaal perspectief ondergebracht in een hoofdstuk 4. Europees en Internationaal perspectief beschreven (H4) Toekomstige HTSM thema s en uitdagingen beschreven in H6 Samenvatting gemaakt november 2014 Interview Dr. Kerstin Cuhls, Fraunhofer ISI Interview Henk Tappel, CEO Frencken Groep BV Interview Marc Hendrikse CEO NTS group Hoofdstuk Thema s, uitdagingen (H7) aangepast obv interviews Samenvatting aangepast december 2014 Samenvoeging van het basisdocument en het separate bijlagedocument Page 2

3 Samenvatting Doel en methodologie Dit document beschrijft het resultaat van een verkenning van de High Tech Systemen en Materialen (HTSM) sector. Het beoogde doel is om de strategische kennisbasis van de TU Delft van deze sector te versterken en te verbreden en zo een bijdrage te leveren aan de kwaliteit en realisatie van de kennisvalorisatiedoelstellingen zoals beschreven in de Roadmap2020. De basis van deze sectorstudie wordt gevormd door de bestudering van verschillende publicaties, het analyseren van eigenaarschap van patenten en auteurschap van wetenschappelijke publicaties, en het voeren van interviews met Nederlandse en Duitse experts en belanghebbenden. Beeld op hoofdlijnen STAND VAN ZAKEN De huidige stand van (Nederlandse) zaken kan als volgt worden beschreven: 1. De begroting van de Nederlandse HTSM sector bedroeg voor 2013 in het totaal 715 miljoen euro. Het Nederlandse topsectorenbeleid heeft HTSM de meeste financiële middelen toebedeeld wat een belangrijke indicator vormt van de huidige en verwachtte toekomstige bijdrage die HTSM heeft voor de Nederlandse economie (p.17) 2. De Nederlandse HTSM sector heeft voor 2020 als groeiambitie de verdubbeling van het exportvolume naar 83 miljard en een toegevoegde waarde van 48 miljard euro (p.17) 3. Factoren die de realisatie van de HTSM groeiambitie kunnen bemoeilijken zijn het verwachtte tekort aan goedgeschoold technische personeel, een verminderde toegang en beschikbaarheid van grondstoffen, een mogelijke terugval in gerichte overheidsbestedingen en een onvoldoende flexibiliteitsgraad binnen HTSM bedrijven (p.17,18) 4. Binnen de totale Topsectorfinanciering vloeien de meeste investeringsgelden naar de topsector HTSM. Binnen de HTSM R&D financiering worden de meeste gelden geïnvesteerd in de subsectoren Healthcare en Semiconductor equipment (p.18) 5. De HTSM sector is de grootste R&D-investeerder in Nederland. Met jaarlijkse investeringen van ongeveer 2,2 miljard nemen de regionale clusters bijna de helft van de totale private R&D uitgaven in Nederland voor hun rekening (p.19) 6. De Foreign Direct Investment waarde door buitenlandse investeerders in Nederlandse HTSM bedraagt bijna 1 miljard. (p.19,20) 7. Als gevolg van de focus van grote hightech OEM-bedrijven op hun core business, groeit het deel van de high mix, low volume, high complexity (HMLVHC) waardeketen dat door toeleveranciers wordt uitgevoerd. De verwachting is dat het aantal processtappen dat wordt uitbesteed aan toeleveranciers in de nabij toekomst nog verder zal groeien. (p.20) 8. In Nederland zijn er drie primaire HTSM regio s, Noord-Brabant, Zuid-Holland en Twente met daarbinnen concentraties van grote OEM bedrijven, MKB en kennisinstellingen. De merkwaarde van de regio Noord-Brabant is daarbij het hoogst. De andere twee regio s blijven achter als gevolg van een lage organisatiegraad (Zuid-Holland) en beperkte regiogrootte (Twente) (p.21) 9. Innovaties en vindingen die ontstaan binnen de Nederlandse HTSM sector worden maar voor een deel met patenten beschermd. Innovaties worden soms expres niet gepatenteerd, om concurrenten niet op de hoogte te brengen. Daarnaast zijn de uitdagingen in de HTSM te complex om opgelost te kunnen worden door individuele spelers. (p.23) Page 3

4 Invloedrijkste bedrijven High Tech Systemen en Materialen BEDRIJVEN De marktpartijen die sterk bijdragen aan de ontwikkeling van de wereldwijde HTSM sector zijn: Nederland Europa Internationaal 2) 2) 1) 1) Op basis van algemene en wetenschappelijke publicatie- en patentonderzoek 2) Op basis van wetenschappelijk publicatieonderzoek TECHOLOGY Er zijn zeven enabling oriented technologies die de ontwikkeling van de wereldwijde HTSM sector sterk beïnvloeden. Een beknopt overzicht van de belangrijkste bijdragen, uitdagingen en toepassingsgebieden van deze technologieën zijn: 1. Nanotechnologie Nanoelectronica, nanophotonica en nanofabricage Ontwikkeling van nieuwe nanostructured-chips en nanomicroscopen. Bionanotechnologie - Nieuwe onderzoeksmethoden, technologieën en instrumentaria als basis voor nieuw biomedisch en medisch onderzoek Nanomaterialen De mogelijkheid om eigenschappen van nanomaterialen inzetten voor andere doeleinden 2. Mechatronics en Manufactoring Smart metrology / sensor fusion - combinatie van informatie uit vele sensorsystemen om de juiste beslissingen te nemen Smart system architectures - complexere vereisten vragen om slimme architectuur van systemen, die vaak onder extreme condities moeten functioneren. Smart manufacturing - life cycle management, optimalisatie van de productieketen, nieuwe productietechnologieën en aanvullende productie van hightech onderdelen 3. Photonica Photonic integration - Fotonica in geïntegreerde platformen of gecombineerd met technologieën als fluïdica of mechatronica Photonic-electronic integration Integratie op zowel chip-, bord- als systeemniveau Page 4

5 Verpakkingstechnologieën - Verpakking en assemblage technieken voor lage kosten bronnen en detectoren, flip-chip optische koppeling, gecombineerd glas en niet-hermetische verpakking. Assemblage-apparatuur voor prototyping van bulk optiek met hoge tolerantie-eisen. Nieuwe materialen Onder andere plasmonische materialen, metamaterialen, fotonische kristallen, nano (plasmonische) structuren, quantum dots, nano-kristallen, niet-lineaire materialen, gedoteerde materialen, magneto-optische, elektro-optische en willekeurige materialen, organische materialen, organische-anorganische verbindingen en nieuwe bio materialen. 4. Componenten en Circuits Draadloze technologie - Steeds meer hoogfrequente elektronica is nodig voor de steeds toenemende gegevensdoorvoer op alomtegenwoordige draadloze infrastructuur. Smart energy management - Alle energiemanagement wordt ingebed in een systeembenadering. More-than-Moore technologieën voor large-area low-cost electronica - Low-cost, high throughput technologieën die transistoren en sensoren op grote flexibele folies mogelijk maken zijn nu geschikt en beschikbaar voor de ontwikkeling van innovatieve producten. 5. Embedded Systems Systeem architectuur De vaststelling van stabiele high-level systeem structuren die consistent zijn met de specificaties van alle belanghebbenden. Systeem ontwerp Decompositie van een systeemarchitectuur in kleinere componenten. Dit omvat ontwerpbeslissingen die meerdere disciplines vereisen. Systeem integratie en test De uitdaging binnen dit cluster is om het integratie- en testtraject sneller, beter beheersbaar en beter voorspelbaar te maken. Model driven design and tooling Steeds meer worden modellen gebruikt gedurende het totale ontwikkeltraject. Vaak worden deze modellen tijdens het gehele traject slecht onderhouden en is het vaak onduidelijk welke modelleringsmethodiek het meest efficiënt is. 6. Hightech materialen Verbeteren van fysieke materiaalkennis - Materiaalonderzoek levert het bedrijfsleven gereedschappen voor de productie, verwerking en productie van hightech materialen. Life-cycle materiaalkennis - De vergrijzing van de productie-installaties en infrastructuur, milieuimpact, ontmanteling, betrouwbaarheid, gevaren, risico's en recycleerbaarheid vergen fundamenteel materiaalkennis en voorspellende modelleringsmechanismen. Wrijving en slijtage - Deze verschijnselen moeten worden bezien vanuit een fundamenteel oogpunt en gecontroleerd door hightech oppervlakte-engineering, zoals texturen, coatings en dunne films. 7. ICT Reliability De doelstelling hierbij is om ICT volledig veilig, slagvaardig en individueel te maken. Monitoring en control Het beheersen van productie en businessprocessen door de toepassing van ICT. A Connected World Toepassen van ICT om businessprocessen te optimaliseren door het onderhouden van informatieketens en ontbrekende functies daarin in te vullen. Big Data Het opslaan, transporteren en interpreteren van informatie ten behoeve van het behalen van economische doelstellingen. Page 5

6 Thema s, uitdagingen en kennisvalorisatie De belangrijkste thema s en uitdagingen die richtinggevend zijn voor de toekomstige ontwikkelingen van de HTSM sector zijn: TOEPASSINGSGEBIEDEN 1. Semiconductor Equipment Continuation of Moore s law Verdere miniaturisatie van geïntegreerde circuits op basis van de hedendaagse functionaliteit More than Moore - De introductie van nieuwe fysische principes in chips 2. Printing NextGen Core componenten Een nieuwe generatie componenten kleinere afmetingen, hogere jet frequenties bereik, meer vloeistoftypen, hogere integratie dichtheden mogelijk maken. Mechatronics Nieuwe mechatronische machineplatformen en -modules die sneller, nauwkeuriger, betrouwbaarder, energiezuinig zijn, Workflow - Nieuwe workflow-technologieën zijn nodig om het digitale productievolume te verhogen. Big data - Printing maakt het mogelijk om elk product persoonlijk te vervaardigen. 3. Lighting Componenten Nieuwe materialen en structuren resulteren in betere prestaties tegen lagere kosten Systemen Het ontwikkelen van grotere intelligente verlichtingssystemen die aan nieuwe markteisen voldoen. Services Nieuwe verlichtingstoepassingen die voldoen aan klantwensen 4. Solar Photovoltaics (PV) ontwikkeling van dunne film PV. Zonnebrandstof (solar fuel) en opslag Onderzoek op het gebied van proces- en productieengineering, materiaalonderzoek en systeemontwerp. 5. Healthcare Diagnostiek Medische beeldverwerkingstechnieken, patiënt specifieke modellen en combinatie van beeldverwerkingstechnieken met genetische en moleculaire informatie. Behandeling Nieuwe apparatuur voor minimaal invasieve technieken, Image-guided intervention and treatment (IGIT), nieuwe radionucliden en radio-isotopen, nieuwe generatie revalidatietechnieken Nulde en eerstelijnszorg Zelfzorg, domotica, betaalbare diagnostische systemen in de huisartsenzorg Sleuteltechnologieën Implanteerbare bio-devices, lab-on-a-chip technologie, biomarkers, embedded ICT, mechatronica, robotica en biomaterialen Page 6

7 6. Security System of Systems - De eerste die zulke robuuste system-of-systems oplossingen kan realiseren, heeft grote kansen op de markt. Cyber security - Grotere invloed van ICT vergroot ook het belang van de bestrijding van cybercrime. Sensoren - Actieve en passieve sensortechnologie 7. Automotive Future Powertrain Verbrandingsmotoren, Efficiëntere aandrijflijnen en Lichtgewicht constructies en nieuwe materialen Smart Mobility - Actieve veiligheid op de weg, ontwikkeling van de Connected Car, Verkeersmanagementsystemen 8. Areonautics Aerostructures Staartonderdelen, vleugelonderdelen, landingsgestelonderdelen en materiaalontwikkeling Motorsystemen en -onderdelen (Deel-)vervaardiging van high-pressure compressoren, power units en andere motoronderdelen Onderhoud, reparatie en revisie - Motorrevisie, composiet-reparatie, nieuwe concepten voor life cycle kosten, corrosie en (voorspellende) monitoring van componenten en systemen Vliegtuigsystemen - Alle elektrische bedradingsystemen in vliegtuigen, sensoren en antennes en ontwerpmethoden. Future concepts De ontwikkeling van nieuwe materialen, nieuwe integratie en certificering van vliegtuigen.. 9. Advanced instrumentation Optische instrumentatie - Het realiseren van nieuwe instrumenten voor de productie-industrie, de monitoring van productieprocessen en wetenschap Sensoren en sensorsystemen - Zeer gevoelige en grote detectoren voor fotonen, detectoren gebaseerd om siliciumtechnologie en fiberoptica, en de ontwikkeling van sensornetwerken. Precisietechnologie Halfgeleiderapparatuur en instrumentatie voor satellieten en deeltjesversnellers Micro-elektronica en nanofotonica - Miniaturisering van instrumentatie ICT-infrastructuur, datamanagement en interpretatiemethoden realiseren van een hoge dataverwerkingsgraad 10. Space Hightech Space Instrumentation De ontwikkeling van ruimtevaartinstrumentaria voor observaties van aardoppervlakten en astrofysica. Hightech Space Systems and Components De ontwikkeling van technologie en producten die kunnen worden toegepast in verschillende typen satellieten en draagraketten. Downstream Space Applications and Services Het toepassen van de in de ruimtevaart verkregen kennis in innovatieve product- en dienstenontwikkeling. Page 7

8 Door de respondenten zijn thema s en uitdagingen geïdentificeerd die zij richtinggevend achten voor de huidige en toekomstige HTSM ontwikkeling: MARKTGESTUURDE ONTWIKKELING 1. Materiaalontwikkeling De ontwikkelingen van nieuwe materialen zal onder invloed van nanotechnologie en stijgende materiaal schaarste leiden tot nieuwe materialen en composieten die hun toepassing zullen vinden in sectoren als energie, gezondheidszorg, voeding, automotive en agricultuur (p.42). 2. Transparantie materiaalherkomst Amerikaanse bedrijven vereisen volledige transparantie in de herkomst van de gebruikte materialen. Men wil voorkomen dat ruwe materialen worden betrokken uit conflictlanden of landen met discutabele regimes. Dat vereist toegankelijke registratie- en certificeringssystemen en kan er toe leiden dat bepaalde ruwe materialen moeten worden vervangen door compleet nieuw te ontwikkelen materialen (p.43). 3. Volledige beheersing van het energiegebruik van systemen Het energiegebruik van de functionaliteit van de systemen zal nog beter gedimensionaliseerd en gebalanceerd worden met de energiebronnen van een systeem. Er zal verder geïnvesteerd worden in energiemanagement en energiebesparingstechnologieën binnen systemen naast het toepassen van betere batterijtechnologieën en gebruik van renewable energie technologieën (p.43). 4. Aandeel ICT groeit en verhoogd de complexiteit Het aandeel ICT als component binnen de verschillende hightech systems gaat verder toenemen. Dit verhoogt de complexiteit van deze systemen enorm waardoor steeds bredere multidiciplinaire aanpak binnen de hightech systeem ontwikkeling vereist is. Daarnaast zal ook de koppeling tussen hightech systemen of ketens van hightech systemen en externe ICT systemen steeds meer een marktgestuurde vereiste worden (p.43). TECHNOLOGIEGESTUURDE ONTWIKKELING Door de respondenten wordt bevestigd dat gezamenlijke ambities vastgelegd in nationaal vastgestelde HTSM roadmaps voor de industrie, onderzoeks- en kennisinstellingen de richtsnoer zijn voor de technologische ontwikkeling van de sector. Door de respondenten zijn de volgende onderwerpen genoemd in het kader van kennisvalorisatie: KENNISVALORISATIE 1. Technology development combineren met consumer science Kennisinstellingen zouden een rol kunnen spelen in het overbruggen van technologische ontwikkelingen en klantwetenschappen door onderzoek te doen naar de wijze waarop klanten (eindgebruikers) kunnen worden betrokken bij technologische ontwikkelingen (bv livings labs etc) (p.43).. Page 8

9 2. Stimuleren van ondernemerschap Het innovatief vermogen van Nederland kan vergroot worden door het stimuleren van ondernemerschap. Hoewel het startup-ondernemerschap niet altijd en niet voor iedereen lonkt zouden universiteiten ondernemerschap als vaardigheid onderdeel moeten maken van hun curriculum (p.44). 3. OEM-bedrijven zijn de betere samenwerkingspartners voor kennisinstellingen Hoewel HTSM ontwikkel trajecten steeds vaker plaatsvinden binnen een open innovatie setting, nemen de HTSM OEM-bedrijven een dominante positie in en sturen de ontwikkelingen. OEM bedrijven zijn binnen de HTSM sector vooralsnog de innovatieve motor en kapitaalkrachtig genoeg om operationele en strategische samenwerkingsverbanden aan te gaan met kennisinstellingen(p.44). 4. Elke technische universiteit zijn eigen HTSM boegbeeld De samenwerking met een technische universiteit zou voor MKB-bedrijven kunnen worden verbeterd als een universiteit een herkenbaar en toegankelijk boegbeeld instelt die zowel de HTSM markt kent als de interne universitaire organisatie (p.44). Page 9

10 Inhoudsopgave VERSIEOVERZICHT... 2 SAMENVATTING... 3 INHOUDSOPGAVE INTRODUCTIE AFBAKENING EN METHODOLOGIE AFBAKENING VAN DE SECTOR ONDERZOEKSMETHODOLOGIE OPMERKINGEN BIJ GERAADPLEEGDE BRONNEN Scopus Espacenet Expertinterviews BEELD OP HOOFDLIJNEN AMBITIES FINANCIERING SAMENSTELLING VAN HET INNOVATIE-ECOSYSTEEM REGIONALE CLUSTERS INNOVATIES EN PATENTEN INVLOEDRIJKSTE BEDRIJVEN NEDERLAND Algemene publicaties Wetenschappelijke publicaties Patenten Reflectie EUROPA Wetenschappelijke publicaties Patenten Reflectie INTERNATIONAAL Wetenschappelijke publicaties Patenten Reflectie TECHNOLOGIE BASISTECHNOLOGIEËN TECHNOLOGY BUILDING BLOCKS FOR THE FUTURE Nanotechnologie Mechatronia and Manufactoring Photonica Componenten en circuits Embedded Systems Hightech materials Information and Communication Technology THEMA S, UITDAGINGEN EN VOORUITZICHTEN THEMA S EN UITDAGINGEN VOORUITZICHTEN Page 10

11 6.2.1 Markt-gestuurde ontwikkeling Technologie-gestuurde ontwikkeling VALORISATIEKANSEN GERAADPLEEGDE BRONNEN BIJLAGE 1 INTELLECTUAL PROPERTY FRAMEWORK HTSM (THE NETHERLANDS) BIJLAGE 2 ALGEMENE PUBLICATIES: VERWIJZING NAAR NEDERLANDSE BEDRIJVEN BIJLAGE 3 WETENSCHAPPELIJKE PUBLICATIES: PARTICIPATIE DOOR NEDERLANDSE BEDRIJVEN BIJLAGE 4 PATENTEN: EIGENAARSCHAP BIJ NEDERLANDSE BEDRIJVEN BIJLAGE 5 WETENSCHAPPELIJKE PUBLICATIES: PARTICIPATIE DOOR EUROPESE (NIET- NEDERLANDSE) BEDRIJVEN BIJLAGE 6 WETENSCHAPPELIJKE PUBLICATIES: PARTICIPATIE DOOR INTERNATIONALE (NIET-EUROPESE) BEDRIJVEN BIJLAGE 7 TRANSCRIPTEN VAN EXPERTINTERVIEWS B7.1 FRAUNHOFER DR. KERSTIN CUHLS B7.2 FRENCKEN GROEP BV - HENK TAPPEL B7.3 NTS GROEP - MARC HENDRIKSE Page 11

12 1. Introductie Dit document beschrijft de ontwikkelingen binnen de High Tech Systemen en Materialen (HTSM) sector. Het probeert inzicht te geven in de hedendaagse markt- en technologieontwikkelingen die binnen deze sector plaatsvinden alsmede in de belangrijkste marktpartijen die binnen deze ontwikkelingen richtinggevend zijn. HTSM is één van de negen topsectoren van het Nederlandse topsectorenbeleid. Het kenmerkt zich door een hoge mate van internationale oriëntatie en een sterk innovatiekarakter. HTSM is zowel in termen van productie als toegevoegde waarde de grootste topsector. Het omvat een scala aan kennisintensieve en hoogwaardige activiteiten en producten. Daarnaast is het één belangrijke exporteur van goederen, met meer dan 10% van de totale uitvoer van Nederland. Deze topsector is dan ook een zeer belangrijke aanjager van de Nederlandse economie en essentieel voor de welvaart en het welzijn van het huidige en het toekomstige Nederland. HTSM producten en kennis worden vanuit Nederland geëxporteerd naar landen over de gehele wereld. Nederland is een wereldspeler geworden binnen een mondiaal concurrerend speelveld. Gezien de internationale trackrecord van Nederlandse HTSM bedrijven en kennisinstellingen, en de bijdrage van deze sector aan het Bruto Binnenlands Product (BNP), is een sterk imago van Nederland als hightech land zeker gerechtvaardigd en zou eigenlijk het imago van kaas, klompen en tulpen ver moeten overstijgen. Om het mondiale speelveld, tegen de achtergrond van kennisvalorisatie en technologie-transfer door de Technische Universiteit Delft (TUD), op een gestructureerde manier te analyseren en in kaart te brengen is ervoor gekozen om het mondiale HTSM speelveld in eerste instantie vanuit het Nederlandse perspectief te beschrijven. Daarna wordt HTSM vanuit een Europees perspectief en internationaal perspectief beschouwd, geanalyseerd en beschreven. De strategische kennisvragen die in dit document centraal staan zijn: i. Wat is de huidige stand van zaken van HTSM sector en in welke richting gaat de sector zich de aankomende jaren ontwikkelen? ii. Welke bedrijven dragen sterk bij aan de ontwikkeling van de HTSM sector? iii. Welke technologieën dragen sterk bij aan de ontwikkeling van de HTSM sector? iv. Welke marktbehoeften (market pull) en technologieontwikkeling (technology push) spelen een belangrijke rol binnen de HTSM sector? v. Welke ontwikkelingen binnen de HTSM sector bieden kansen voor kennisvalorisatie? De kennis en inzicht die bij de beantwoording van deze kennisvragen worden verkregen biedt de TUD de mogelijkheid om de geïdentificeerde trends en ontwikkelingen af te zetten tegen haar eigen ambitieuze onderzoeksinitiatieven en kennisvalorisatiedoelstellingen zoals beschreven in haar instellingsplan genaamd Roadmap2020. Page 12

13 2. Afbakening en methodologie 2.1 Afbakening van de sector Om op een pragmatische maar met voldoende grondslag naar de HTSM sector te kijken is het allereerst noodzakelijk om het onderzoeks- c.q. werkterrein af te bakenen. De definitie van de HTSM markt luidt: De High Tech Systemen en Materialen markt richt zich op de toepassing van smart materialen in componenten en het ontwikkelen van hightech systemen ter ondersteuning van het efficiënt gebruik van energie en materialen in verschillende toepassingen. Karakteristieke eigenschappen van hightech systemen zijn: Zeer intelligent (embedded systemen, software, sensors) Zeer nauwkeurig (nano-elektronica, high percision manufactoring) Zeer efficiënt (mechatronica) (Uit: Berenschot 2013 ABC van de topsector HTS&M) De HTSM sector ontwikkelt breed inzetbare, innovatieve producten en diensten voor hoofdzakelijke industriële B2B toepassingen. Kennis en expertise op het gebied van Europese sleuteltechnologieën spelen hierbij een belangrijke rol. ICT maakt integraal onderdeel uit van de hedendaagse ontwikkelingen binnen deze sector. Het innovatiecontract (Innovatiecontract 2013) beschrijft de HollandHighTech organisatie naast de tien voornaamste toepassingsgebieden: Semiconductor equipment Printing Lighting Solar Healthcare Security Automotive Aeronautics Space Advanced instrumentation Ook de zeven HTSM kenmerkende sleuteltechnologieën: Componenten en circuits Photonics Mechatronics en manufactoring Embedded Systems Hightech materials Nanotechnologie ICT HTSM draagt als ontwikkelaar van deze sleuteltechnologieën ook bij aan ontwikkeling van andere topsectoren en versterkt daarmee het concurrentievermogen van de totale Nederlandse economie. De gezamenlijke ambities van het bedrijfsleven, academia, instituten e.d. rond deze in het totaal 17 HTSM toepassingsgebieden en sleuteltechnologieën zijn vastgelegd in 17 afzonderlijke roadmaps. Het geheel aan roadmaps vormt daarbij een dynamische afspiegeling van de topsector HTSM, in een matrix georiënteerde opzet met zowel een technologie- als een toepassings-as (figuur 0). Page 13

14 Figuur 0. HTSM innovatiecontract, roadmaps en ecosystemen. (bron: Birch 2012) NB. Het toepassingsgebied Advanced Instrumentation en de sleuteltechnologie ICT zijn op een later moment als separate roadmaps toegevoegd. De maatschappelijke thema s waarop deze roadmaps en ecosystemen zich gezamenlijk richten zijn: Mobiliteit Vergrijzing van de maatschappij Duurzaamheid en klimaat Alternatieve duurzame energiebronnen Voeding In dit document zal de HTSM onderverdeling, zoals die in het innovatiecontract is gekozen, als leidraad worden aangehouden. 2.2 Onderzoeksmethodologie Dit document richt zich op het beantwoorden van de vijf kennisvragen zoals genoemd in hoofdstuk 1. Voor het vaststellen van de huidige stand van zaken en de uitdagingen waar de sector voor staat, wordt gebruik gemaakt van openbare publicaties en websites. Daarnaast wordt voor de huidige en toekomstige thema s, die zowel intrinsiek-gestuurd, markt-gestuurd, technologie-gestuurd of van overheidswege gestuurd kunnen zijn, gebruik gemaakt van experts en belanghebbenden uit het bedrijfsleven, academia of beleidsorganisaties. Voor de identificatie van de invloedrijkste bedrijven wordt er in deze sectorstudie gekeken naar de mate waarin de activiteiten van deze bedrijven impact hebben op de HTSM markt- en technologieontwikkeling. Impact wordt tegen de achtergrond van het hoogwaardig technologisch karakter van deze sector gevat in de beschreven innovatieve technologische vindingen vastgelegd patenten (eigenaar/aanvrager) en wetenschappelijke publicaties (auteur of co-auteurschap). De hypothese die hieraan ten grondslag ligt is Page 14

15 dat binnen invloedrijke hightech bedrijven hun technologische bevindingen zowel beschermen in patenten als beschrijven in wetenschappelijke journals en presenteren c.q. publiceren binnen congressen. 2.3 Opmerkingen bij geraadpleegde bronnen Dit document is gebaseerd op het combineren van externe verkregen informatie uit algemene publicaties, wetenschappelijke publicaties, databanken en expertsinterviews. De sectie geraadpleegde bronnen geeft het volledige overzicht van deze informatiebronnen. Om de gegevens en analyses met elkaar in verband te kunnen is het noodzakelijk om à priori kennis te nemen van de wijze waarop de gegevens en analyses zijn verkregen, alsmede hoe deze in dit document worden gebruikt Scopus Voor het wetenschappelijk publicatie onderzoek is gebruik gemaakt van de Scopus databank. In deze databank wordt gezocht op basis van Zoekterm: alle 17 HTSM subsectoren (10 toepassingsgebieden en 7 sleutel technologieën) Subject area: Chemical Engineering, Chemistry, Computer Science, Earth and Planetary Science, Energy, Engineering, Environmental Science, Materials Science, Mathematics, Physics and Atronomy Document type: article, conference paper en review Publicatiedatum: 2011 t/m 2015 Voor de identificatie van Nederlandse HTSM bedrijven: Select affiliated country: The Netherlands Affiliation: Uit de resultaatlijst worden de kennisinstellingen en alle bedrijven die niet hun hoofdkantoor in Nederland hebben verwijderd. Het onderzoek is uitgevoerd op 3 en 6 oktober Voor de identificatie van Europese (niet Nederlandse) HTSM bedrijven: Country: Selectie van de top 5 Europese landen exclusief Nederland Affiliation: Uit de resultaatlijst worden de kennisinstellingen en alle bedrijven die niet hun hoofdkantoor in Europa hebben verwijderd. Het onderzoek is uitgevoerd op 14 en 15 oktober Voor de identificatie van Internationale (niet Europese) HTSM bedrijven: Country: Selectie van de top 5 internationale landen exclusief Europese landen Affiliation: Uit de resultaatlijst worden de kennisinstellingen en alle bedrijven die niet hun hoofdkantoor buiten Europa hebben verwijderd. Het onderzoek is uitgevoerd op 22 en 23 oktober Espacenet Voor het patentonderzoek is gebruik gemaakt van de patentgegevens die beschikbaar zijn in Espacenet. De bij Espacenet geleverde zoekfunctionaliteit heeft geen uitgebreide zoekmogelijkheden. Er is daarom gekozen voor een aanpak die als redelijk hoog over valt te betitelen maar die toch beoogd een zo volledig mogelijk beeld geeft van de verschillende eigenaren van technologie in beschreven vorm binnen de HTSM sector. In deze databank wordt gezocht op basis van: Collectie: wereldwijd Publicatiedatum: 2010:2014 Page 15

16 Combinatie van zoektermen en IPC-codes 1 : zie bijlage 4. Voor de identificatie van Nederlandse HTSM bedrijven: Applicants: Nederland [NL] Uit de resultaatlijst worden de kennisinstellingen en alle bedrijven die niet hun hoofdkantoor in Nederland hebben verwijderd. Het onderzoek is uitgevoerd in de periode 2 t/m 6 oktober Voor de identificatie van Europese (niet Nederlandse) HTSM bedrijven: Niet uitgevoerd omdat binnen de gesteld onderzoekstijd dit patentonderzoek (te) veel tijdrovende manuele activiteiten vergt. Voor de identificatie van Internationale (niet Europese) HTSM bedrijven: Niet uitgevoerd omdat omdat binnen de gesteld onderzoekstijd dit patentonderzoek (te) veel tijdrovende manuele activiteiten vergt. Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Paula Iglesias Reirez en in de periode 3-23 oktober Expertinterviews In het kader van dit onderzoek hebben de onderstaande drie expertinterviews plaatsgehad: Dr Kerstin Cuhls - Fraunhofer 10 oktober :00 10:00 Telefonisch Ir Henk Tappel Frencken Groep 14 november :00 12:00 Eindhoven Ir. Marc Hendrikse NTS Group 27 november :00 14:00 - Telefonisch 1 In sommige gevallen bevat de query alleen sleutelwoorden en geen IPC code(s). Wanneer het toevoegen van een IPC aan de query resulteert in minder dan 10 resultaten dan is deze patentclassificatie-eis niet meegenomen in de uiteindelijke query. Page 16

17 3. Beeld op hoofdlijnen Het doel van deze sectie is om vanuit verschillende informatiebronnen een beeld van de Nederlandse HTSM-markt te vormen. 3.1 Ambities De Nederlandse topsector HTSM heeft hoge groeiambities. Eén daarvan is de verdubbeling van de HTSM exporten naar een bedrag van 83 miljard in De marktverwachting van een aantal grote HTSM bedrijven laat een toegevoegde waarde van 31 miljard zien (Enquête HTS platform 2010). Deze hoge toekomstverwachtingen vormen de basis voor het huidige investeringsbeleid van de grote bedrijven en veel van hun toeleveranciers. Op basis van de ontwikkelingen van het afgelopen decennium is in het recente verleden de prognose over de toegevoegde waarde van HTSM in Nederland door het CBS in 2012 naar boven bijgesteld (CBS 2012). De herziene stand van zaken rond de economische impact van HTSM in het jaar 2009, alsmede de ambitie voor 2020, zijn weergegeven in tabel 1. Tabel 1. Economische waarde van HTSM voor Nederland: herziene stand van 2009 en ambitie 2020 (Bron: Innovatiecontract 2013) Topsector HTSM Stand 2009 Ambitie 2020 Toegevoegde waarde 31 miljard 48 miljard Export 39 miljard 83 miljard Productie 88 miljard 148 miljard R&D uitgaven bedrijfsleven 2,3 miljard 3,5 miljard Werkgelegenheid personen personen Een historisch overzicht van de ontwikkeling in toegevoegde waarde van HTSM over de periode 1999 tot en met 2011 is weergegeven in figuur 1. Figuur 1. Ontwikkeling van de toegevoegde waarde van HTSM vanuit een historisch en ambitie perspectief (Bron: Innovatiecontract 2013) Vier factoren die de realisatie van de HTSM groeiambitie kunnen bemoeilijken zijn 1) het verwachtte tekort aan goedgeschoold technische personeel, 2) een verminderde toegang en beschikbaarheid van grondstoffen, 3) een terugval in publieke R&D investeringen die als financieel en economisch vliegwiel Page 17

18 zowel direct en indirect technische innovatie versterken en 4) een onvoldoende flexibiliteitsgraad in de bedrijfsvoering (Innovatiecontract 2013, ING 2011) 3.2 Financiering De programmering van de Nederlandse HTSM onderzoeksagenda is één-op-één gekoppeld aan 17 individuele roadmaps. De 17 HTSM roadmaps beschrijven de gezamenlijke ambities binnen 10 toepassingsgebieden en zeven sleuteltechnologieën. Deze groeiambities vragen om blijvend hoge investeringen in private R&D, maar ook om meegroeiende investeringen in publieke kennisinfrastructuur en publiek-privaat onderzoek. De financiering van de verschillende onderzoeksroadmaps, bestaande uit fundamenteel en toepassingsgericht onderzoek vindt plaats vanuit publieke en private middelen. Het (indicatief) budget dat beschikbaar was voor R&D investeringen in 2013 alsmede de verdeling tussen de publiek en private middelen is weergeven in figuur 2. Figuur 2. Publiek-private financiering van de HTSM roadmaps: begroting 2013 (Bron: Innovatierapport 2013) Figuur 2 geeft een aardige inzicht in de herkomst en samenstelling van de financiering van de verschillende onderzoeksgebieden. Uit de verdeling van R&D bijdrage worden de gezamenlijke ambities maar ook de individuele ambities, en in zekere zin ook de individuele belangen, van het bedrijfsleven en de Nederlandse overheid en onderzoeksorganisaties duidelijk. De grootste gezamenlijke HTSM ambitie ligt binnen de gezondheidszorg waarbij de financiering voor 2013 en de algemene ontwikkelrisico s door beide partijen evenredig wordt gedragen. De tweede gezamenlijke ambitie is het semiconductor domein waarbij het bedrijfsleven duidelijk het voortouw neemt in R&D bijdrage. De derde gezamenlijke ambitie is gelegen in de nanotechnologie waarbij de overheid en onderzoeksorganisaties de grootste financieringslast voor hun rekening nemen. De herkomst van het geïnvesteerd R&D 2013 kapitaal is weergegeven in figuur 3. Daaruit valt af te leiden dat de HTSM ontwikkeling voor het overgrote deel wordt gefinancierd door het bedrijfsleven ( 504 miljoen). De rijksoverheid en lokale overheden nemen in het totaal voor 96 miljoen deel aan het R&D 2013 budget. De derde grote financieringsbron is de Europese Commissie die voor 80 miljoen participeert in de Nederlandse HTSM ontwikkelingen. Page 18

19 Figuur 3. Verdeling van de R&D bijdragen 2013 (bron: Innovatierapport 2013) Wanneer de HTSM begroting voor 2013 wordt afgezet tegen de begrotingen van andere topsectoren zoals vastgelegd in de verschillende innovatiecontracten, dan verklaard dat de grote aandacht voor en ondersteund dat de grote relevantie van de topsector HTSM als onderzoeksgebied en als economische factor van betekenis. Een tweede aspect wat direct opvalt in de grote diversiteit in omvang van de verschillende begrotingen maar ook de verdeling tussen publiek en privaat (figuur 4). Figuur 4. Begroting Innovatiecontract 2013 (Bron: Birch 2012) De HTSM sector is de grootste R&D-investeerder in Nederland. Met jaarlijkse investeringen van ongeveer 2,2 miljard nemen de regionale clusters bijna de helft van de totale private R&D uitgaven in Nederland voor hun rekening. Bedrijven investeren daarvan bijna 500 miljoen per jaar in samenwerkingsverbanden met andere bedrijven en publieke kennisinstellingen. De rijksoverheid en publieke kennisinstellingen investeren jaarlijks eveneens ongeveer 500 miljoen in HTSM relevant onderzoek, met inbegrip van het relevante fundamentele wetenschappelijke onderzoek. De publieke R&D-investeringen in HTSM beslaan daarmee 9% van de totale publieke R&D-uitgaven in Nederland. Industriële samenwerkingsverbanden en netwerken zijn sterk Europees en internationaal, met een belangrijke rol voor eindgebruikers (customer industries), als de automotive en aerospace producenten in Duitsland en Frankrijk. Nederland is aantrekkelijk voor buitenlandse hightech bedrijven. De buitenlandse investeringen in Nederland nemen gestaag toe. Waar in 2008 nog 667 miljoen werd geïnvesteerd in Nederland, is dit Page 19

20 aandeel in 2010 opgelopen tot bijna 1 miljard. Dit betreft alle Foreign Direct Investment in Nederland. Voor opkomende hightechspelers als China is Nederland interessant als uitvalsbasis naar de Europese markt. Maar Nederland is vooral interessant als R&D-partner voor grote buitenlandse bedrijven in de elektronica-, vliegtuigbouw- en automotive markten. Het aantal R&D-vestigingen en R&D-projecten met dergelijke buitenlandse partners groeit. Het onderstreept het sterke hightech ecosysteem dat Nederland heeft. Net als Nederland hebben ook de ons omringende landen zware investeringsprogramma s in onderzoek en innovatie opgestart, wat de concurrentie op de wereldwijde HTSM markt heeft vergroot. De Nederlandse overheid moet daarom naast de rol van risicodragende financieerder ook waken over het Europees level playing field. Op mondiaal niveau nemen opkomende economieën, vooral China, op kennisgebied een steeds belangrijker positie in. Voor internationale bedrijven wordt het daarom aantrekkelijk hun R&D uit te breiden naar die opkomende landen. De nabijheid van markten en kostenaspecten spelen daarbij zeker een belangrijke rol. 3.3 Samenstelling van het innovatie-ecosysteem De grote hightech bedrijven hebben in de HTSM waardeketens en -netwerken dikwijls de rol van economische aanjager en regisseur, omdat zij direct aangesloten zijn op grote internationale markten. De markt voor eindproducten van de topsector HTSM ligt vrijwel geheel in het buitenland. Veel producenten van apparaten en machines voor eindklanten zijn geëvolueerd tot kop-staart bedrijven; zij bepalen de productspecificatie maar leveren tevens het integrale product aan de eindklant (figuur 5). De invulling van het traject daartussen is in toenemende mate het terrein geworden van toeleveranciers. De meeste hightech midden- en kleinbedrijven (MKB) in Nederland zijn toeleverancier. Een aantal MKB-bedrijven is echter ook actief in het maken van hightech eindproducten. Het zijn vaak MKB-ers die nieuwe producten met nieuwe technologieën op de markt zetten, zoals bijvoorbeeld nanotechnologie. Voor dat laatste is vaak kostbare infrastructuur nodig, samenwerking met kennisinstellingen en campussen met ook grote bedrijven helpt daarin. Figuur 5. De waardeketen in kop-staart bedrijven (Bron: Brainport 2012) Als gevolg van de focus van grote hightech bedrijven (OEMs) op hun core business, groeit het deel van de high mix, low volume, high complexity (HMLVHC) waardeketen dat door tier 1, tier 2 en tier 3 toeleveranciers wordt uitgevoerd. De verwachting is dat het aantal processtappen dat wordt uitbesteed aan toeleveranciers Page 20

21 nog verder zal groeien. Er ontstaat een gelaagdheid in de keten en het aantal coördinatietaken, de kennisintensiteit en de procesverantwoordelijkheden bij toeleveranciers nemen toe. Belangrijk hierbij is de verantwoordelijkheid van, met name de tier 1 / eerstelijns toeleveranciers om zich niet alleen bezig te houden met het optimaliseren van hun eigen interne proces maar ook met Process Development over de hele waardeketen heen. 3.4 Regionale clusters De topsector HTSM bestaat uit een aantal nauw aan elkaar verwante en verweven sub-sectoren, en omvat de vervaardiging van metalen en niet-metaalhoudende minerale producten, elektrische en optische apparatuur, machines en apparaten (met inbegrip van de semiconductor- en componentenindustrie), auto s en overige transportmiddelen, als ook een deel van de technische adviesbureaus. In Nederland zijn er drie primaire HTSM regio s, Noord-Brabant, Zuid-Holland en Twente met daarbinnen concentraties van grote bedrijven, MKB en kennisinstellingen (figuur 6). Figuur 6. De drie primaire HTSM regio s, Noord-Brabant (K1), Zuid-Holland (K8) en Twente (K6) (bron: Ecorys 2011) Er zijn verschillende organisaties die artikelen publiceren die sterk Noord-Brabant gericht zijn en die het HTSM potentieel geheel vanuit het gezichtspunt c.q. voordeel van die regio benaderen. Voorbeelden zijn organisaties als Brainport (figuur 7) en Birch consultancy (figuur 8). Page 21

22 Figuur 7. Overzicht van locatie van belangrijkste HTSM systeembouwers en toeleveranciers volgens Brainport Industries (bron: Brainport 2012) Figuur 8. Een globale verdeling van HTSM clusters binnen Nederland volgens Birch Consultancy (bron: Birch 2012) Deze organisaties dragen sterk bij aan de profilering van de regio Noord-Brabant. Hoewel in de regio s rond de Universiteit Twente en de Technische Universiteit Delft er ook aanzienlijke concentraties van grote bedrijven, MKB en kennisinstellingen te vinden zijn, profileren deze beide regio s zich veel minder dan de regio Noord-Brabant. De lage organisatiegraad en grootte van de regio worden daarvoor als reden aangedragen: Zuid Holland staat niet op de kaart als hightech regio. Niet in Nederland en zeker niet in het buitenland. En dat is niet terecht. We kennen juist een zeer gevarieerde hightech industrie. Denk aan scheepsbouw en scheepsbouw gerelateerde Mkb ondernemingen, instrumentatie, optica en branders voor de energie opwekking. Die breedte is uniek. We zijn echter niet Page 22

23 zichtbaar. Omdat we worden overschaduwd door de procesindustrie en havenactiviteiten. Bovendien zijn de meeste bedrijven relatief klein. De organisatiegraad is laag. Maar de behoefte aan technisch opgeleide mensen is groot. Als je specialisten in het buitenland gaat zoeken moet je ze hier ook wat te bieden hebben. Een woning, werk voor een eventuele partner en een loopbaan. En ook de administratieve last is niet gering. Dat hebben we hier niet voor elkaar zoals in een compacte regio als Eindhoven. (Bron: Twente is relatief onbekend buiten Twente. Onbekend als regio an sich, maar ook als gebied om een mooie (hightech-) loopbaanstap te zetten. (..) Een deel van het Twentse hightech bedrijfsleven erkent weliswaar de relatieve onbekendheid van de regio, maar ziet tegelijkertijd weinig toegevoegde waarde in een gemeenschappelijke branding van de Twentse arbeidsmarkt en in een gemeenschappelijke Twentse werving. Daarbij wordt ten aanzien van de branding aangevoerd dat de focus louter op de regio Twente te smal is. Men ziet liever een positionering en samenwerking op een groter schaalniveau, dat zich internationaal beter laat aanzien, bijvoorbeeld samen met Brainport. Beide opties: focus op Twente en focus op een breder gebied of aansluiten bij Brainport, moeten nader worden onderzocht. (Bron: Innovaties en patenten Het type innovaties dat in de HTSM sector wordt ontwikkeld is zeer gevarieerd. Van incrementele verbeteringen van bestaande producten tot radicale systeeminnovaties. Ook de Time-To-Market van deze producten en processen zijn zeer divers. Sommige incrementele verbeteringen aan elektronische apparaten voor de consumentenmarkt zijn binnen enkele maanden naar de markt te brengen, terwijl het ontwikkelen van een nieuwe generatie medische apparatuur of en productiemachine voor de chipsindustrie jaren kan duren. De innovaties en vindingen die ontstaan in de sector worden voor een deel met patenten beschermd. Voor sommige innovaties is het echter niet altijd mogelijk. Soms worden innovaties juist expres niet gepatenteerd, om concurrenten niet op de hoogte te brengen. Doordat er nauw wordt samengewerkt in ketens met systeembouwers, toeleveranciers en kennisinstellingen, is de kans dat kennis weglekt aanwezig. Dit wordt als realiteit en niet als een barrière gezien om te investeren in onderzoek en ontwikkeling. De uitdagingen in de hightech zijn te complex om opgelost te kunnen worden door individuele spelers. Topsectoren zijn onderling verschillend in het omgaan met intellectueel eigendom. Het topteam HTSM heeft in het innovatiecontract (Innovatiecontract 2013) een intellectual property framework gedefinieerd als richtlijn voor de omgang met informatie en intellectueel eigendom. De beschrijving van dit framewerk is opgenomen in bijlage 1. Page 23

24 4 Invloedrijkste bedrijven Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de invloedrijkste HTSM bedrijven vanuit een Nederlands, Europees en internationaal perspectief. 4.1 Nederland Deze sectie geeft een overzicht van de invloedrijkste HTSM bedrijven, zowel OEM-bedrijven als toeleverancier, in Nederland. De identificatie van deze bedrijven vindt plaats aan de hand van drie informatiebronnen. Ten eerste zijn dat de verwijzingen naar hightech bedrijven die in algemene publicaties worden aangemerkt als invloedrijk. In tweede instantie zijn dat de bedrijven waarvan medewerkers (co)auteur vermeld zijn bij recente wetenschappelijke publicaties. Als laatste wordt gekeken naar de bedrijven die HTSM gerelateerde patenten op hun naam hebben. Voor het raadplegen van de laatste twee bronnen is de gedachtegang dat HTSM het hoog technisch innovatief karakter heeft waarbij ontwikkelde technologie wordt vastgelegd in producten maar ook in wetenschappelijke publicaties en patenten Algemene publicaties Verschillende HTSM gerelateerde of gelieerde beleids, onderzoeks- en/of analyseorganisaties verwijzing in hun publicaties naar bedrijven die in hun ogen als OEM of toeleverancier richtinggevend en toonaangevend zijn binnen de topsector HTSM. De geraadpleegde documenten beschouwen de HTSM sector vanuit verschillende perspectieven: EC/NL overheidsperspectief (TopTeam HTSM 2011), industrieel perspectief (Brainport 2012) en financieel perspectief (ING 2011). De geïdentificeerde bedrijven worden vanuit hun unieke toegevoegde waarde aan de topsector HTSM, of als wereldwijd marktleider of in relatie tot deelname in en/of het vervullen van een trekkersrol in samenwerkingsverbanden vermeld. De uitkomst van de analyse van deze algemene publicaties is weergegeven in bijlage 2. Wanneer de uitkomst wordt gefilterd op vermelding in alle drie de algemene publicaties dan zijn ASML, Philips, NTS, Frencken en VDL de hightech bedrijven die binnen deze context in algemene zin kunnen worden gezien als meest invloedrijke bedrijven binnen de HTSM sector (tabel 2). Wanneer de selectie wordt aangepast naar 2 vermeldingen dan komen ook bedrijven als FEI, NXP, Océ, DAF en Norma invloedrijk naar voren Wetenschappelijke publicaties Een aantal bedrijven hebben hun innovatieve technologische onderzoeksresultaten gepubliceerd in wetenschappelijke artikelen en conferentie papers. Sommige bedrijven fungeren vanuit hun expertisegebied ook als reviewers van wetenschappelijke artikelen. Onderstaand overzicht geeft de top 10 van Nederlandse bedrijven die, in de periode 2010 t/m 2014 en met meer dan 40 publicatie activiteiten, betrokken zijn geweest bij de totstandkoming van wetenschappelijke publicatie (tabel 3). Een gedetailleerd overzicht is opgenomen in bijlage 3. Wanneer gekeken wordt naar het totaal aan publicatie gerelateerde activiteiten ( 100 publicaties) dan zijn bedrijven als Philips, NXP, ASML, Shell en Thales de invloedrijkste bedrijven. Wanneer de participatiegraad in de verschillende HTSM subsectoren wordt beschouwd ( 6 subsectoren) dan kunnen ook DSM en FEI worden geoormerkt als invloedrijke bedrijven. Page 24

25 Tabel 2. Overzicht van verwijzingen naar Nederlandse hightech bedrijven in algemene publicaties Filter: Verwijzingen 2 (Bron: TopTeam HTSM 2011, Brainport 2012, ING 2011) EC/ NL TOPSECTOR BELEID PERSPECTIEF Bedrijfsnaam Holland High Tech Advies Topteam HTSM INDUSTRIEEL PERSPECTIEF Brainport Industries CFT2.0 FINANCIEEL PERSPECTIEF ING My Industry 2030 Nederland gaat het maken ASML Nano-elektronica OEM Mentioned for it HTSM expertise Philips Smart City project Farm City project Medische apparatuur OEM / Innovator Mentioned for it HTSM expertise NTS Opto-mechatronics Toeleverancier componenten Mentioned for it HTSM expertise Frencken Mechatronics OEM/ Toeleverancier Mentioned for it HTSM expertise FEI Elektronenmicroscopen OEM NXP Chips voor gemengd en OEM analoog signaal Océ/Canon Grootformaat printers OEM / Innovator DAF Zware vervoer Mentioned for it HTSM expertise VDL Norma Toeleverancier componenten Expertinterview Toeleverancier componenten Mentioned for it HTSM expertise Mentioned for it HTSM expertise Patenten Het innovatief technologische karakter van de HTSM sector draagt eraan bij dat innovatie en vindingen middels patenten worden beschermd. Hoewel er door bedrijven soms bewust voor wordt gekozen om innovaties niet te patenteren (zie sector 4.1 Innovaties en Patenten) is uit het overzicht van toegekende patenten zowel wereldwijd, Europees als Nederlands, vanuit het oogpunt van innovatiepotentieel een beeld te vormen van invloedrijkste bedrijven. Onderstaand overzicht geeft de top 10 van Nederlandse bedrijven die, in de periode 2010 t/m 2014 en met meer dan 10 toegekende patenten, innovatieve technologie binnen de HTSM sector hebben ontwikkelt en laten vastleggen (tabel 4). Een gedetailleerd overzicht is opgenomen in bijlage 4. Tabel 3. Overzicht van wetenschappelijke publicatie activiteiten door Nederlandse bedrijven Filter: totaal 40 publicaties (Bron: Scopus databank) Page 25

26 Uit het overzicht van tabel x. valt af te leiden dat Philips veruit het grootste aantal HTSM gerelateerde patenten bezit binnen 15 verschillende subsectoren en daardoor als zeer invloedrijk gezien kan worden. Op grote afstand volgen bedrijven als NXP, DSM, SABIC en Shell ( 30 patenten). De participatiegraad van deze bedrijven in verschillende subsectoren is 4 of hoger. De subsectoren Space en Aeronautics zijn in deze Nederlandse top 10 niet vertegenwoordigd. Driessen (5 patenten) en Thales (1 patent) zijn binnen deze twee subsectoren het invloedrijkst. Tabel 4. Overzicht van patenteigenaarschap door Nederlandse bedrijven Filter: totaal 10 patents (Bron: Espacenet databank) Reflectie Uit de secties 4.2.1, en valt vast te stellen dat binnen de gekozen selectiecriteria de bedrijven Philips, ASML en NXP behoren tot de invloedrijkste hightech bedrijven. Ze worden gezien als experts en betrokken bij algemene publicaties over de ontwikkelingen van de HTSM sector. Daarnaast hebben ze hun technologische innovaties vastgelegd in wetenschappelijke publicaties en wereldwijde patenten. Daarnaast spelen zeker ook bedrijven als Océ, DAF, DSM, FEI en Thales een invloedrijke rol binnen de HTSM sector. Wanneer men zich daarnaast richt de identificatie van de toeleveranciers van deze hightech OEM bedrijven dan komen bedrijven als NTS (3 verwijzingen, 0 wetenschappelijke publicaties, 0 patenten), Frencken (3 verwijzingen, 0 wetenschappelijke publicaties, 0 patenten) en VDL (3 verwijzingen, 0 wetenschappelijke publicaties, 0 patenten) als belangrijke en invloedrijke schakels naar voren binnen de totale HTSM waardeketen. 4.2 Europa In deze sectie worden de meest invloedrijke Europese bedrijven geselecteerd aan de hand van deelname aan wetenschappelijke HTSM gerelateerde publicaties en de eigenaarschap van HTSM gerelateerde patenten Wetenschappelijke publicaties Voor de vaststelling van de invloedrijkste Europese bedrijven op basis van deelname aan wetenschappelijke publicaties worden de top5 bedrijven per subsector geïdentificeerd. De ranking van de invloedrijkste bedrijven vindt plaats aan de hand van het aantal keren dat een bedrijf in de verschillende Page 26

27 top5 rankings voorkomt. De uitkomst is weergegeven in tabel 5. Een gedetailleerd overzicht is opgenomen in bijlage 5. Tabel 5. Overzicht van wetenschappelijke publicatieactiviteiten door Europese bedrijven Filter: totaal 3 top5 vermeldingen (Bron: Scopus databank) Uit dit onderzoek valt af te leiden dat Siemens in 11 van de 17 HTSM subsectoren actief is wat betreft activiteiten rond wetenschappelijke publicaties en daarmee aangemerkt kan worden als invloedrijkst Euopees HTSM bedrijf. STMicroelectronics is in 8 van de 17 subsectoren actief. Bedrijven als Infineon Technologies, ABB, Carl Zeiss, EADS Astrium en Daimler zijn daarentegen in een kleiner aantal subsectoren, maar wel meer dan drie subsectoren, actief Patenten De uitvoering van een volledig patentonderzoek binnen een Europees perspectief is binnen het kader van 17 subsectoren en 28 Europese landen omvangrijk en tijdrovend. Binnen de gestelde onderzoekstijd was een volledig of zelfs een beknopt patentonderzoek gebaseerd op de 5 toplanden Duitsland, Groot Brittannië, Italie, Frankrijk en Spanje, helaas niet mogelijk gebleken Reflectie Het baseren van het onderzoek naar de invloedrijkste Europese HTSM bedrijven op basis van alleen een publicatieonderzoek kan terecht aangemerkt worden als eenzijdig en mager. Het is echter de enige informatie die binnen de tijdsplanning beschikbaar kan worden gemaakt. De hypothese dat invloedrijke Europese HTSM bedrijven zowel een sterke publicatie portefeuille als een patent portefeuille bezitten kan dan ook niet in dit onderzoek worden bevestigd. 4.3 Internationaal In deze sectie worden de meest invloedrijke internationale bedrijven geselecteerd aan de hand van deelname aan wetenschappelijke HTSM gerelateerde publicaties en de eigenaarschap van HTSM gerelateerde patenten Wetenschappelijke publicaties Voor de vaststelling van de invloedrijkste internationale (niet-europese) bedrijven op basis van deelname aan wetenschappelijke publicaties worden de top5 bedrijven per subsector geïdentificeerd. De ranking van de invloedrijkste bedrijven vindt plaats aan de hand van het aantal keren dat een bedrijf in de verschillende Page 27

28 top5 ranking voorkomt. De uitkomst is weergegeven in tabel 6. Een gedetailleerd overzicht is opgenomen in bijlage 6. Tabel 6. Overzicht van wetenschappelijke publicatieactiviteiten door internationale bedrijven Filter: totaal 3 top5 vermeldingen (Bron: Scopus databank) Uit dit onderzoek valt af te leiden dat IBM in 10 van de 17 HTSM subsectoren actief is wat betreft activiteiten rond wetenschappelijke publicaties en kan aangemerkt worden als invloedrijkst internationaal bedrijf. Samsung, Intel, Boeing en Lockheed Martin vervullen ook een invloedrijke tol en zijn ieder apart in vijf of zes subsectoren actief Patenten De uitvoering van een volledig patentonderzoek binnen een internationaal perspectief is binnen het kader van 17 subsectoren en landen binnen de wereld omvangrijk en tijdrovend. Binnen de gestelde tijdspanne was een volledig of zelfs een beknopt patentonderzoek, gebaseerd op de 5 toplanden Verenigde Staten, Canada, China, Zuid Korea en Japan, helaas niet mogelijk gebleken Reflectie Het baseren van het onderzoek naar de invloedrijkste internationale HTSM bedrijven op basis van alleen een publicatieonderzoek kan terecht aangemerkt worden als eenzijdig en mager. Het is echter de enige informatie die binnen de tijdsplanning beschikbaar kan worden gemaakt. De hypothese dat invloedrijke internationale HTSM bedrijven zowel een sterke publicatie portefeuille als een patent portefeuille bezitten kan dan ook niet in dit onderzoek worden bevestigd. Page 28

29 5 Technologie 5.1 Basistechnologieën De topsector HTSM richt zich internationaal veelal op hoogwaardige nichemarkten waarin de sleutelwoorden high value, high mix, high complexity centraal staan, vaak producerend in relatief kleine seriegroottes en sterk onderscheidend op technologische excellentie. De producten van de sector kenmerken zich door drie kernkarakteristieken: zeer intelligent, zeer nauwkeurig en zeer efficiënt. De industriële basistechnologieën die daaraan ten grondslag liggen zijn micro- en nano-elektronica (ontwerp en productie van semiconductors en sensors), embedded systemen (in elektronische circuits ingebouwde software), en mechatronica (precisiebeweging en robotica). 5.2 Technology building blocks for the future De topsector speelt een essentiële rol in het zoeken naar oplossingen voor de grote maatschappelijke uitdagingen van deze tijd. Technologische innovatie staat daarin centraal, maar met oog voor en inzicht in gewenste oplossingen. Dat geldt voor vraagstukken op het gebied van mobiliteit (voorkomen van files en verbeteren van verkeersveiligheid), vergrijzing van de samenleving (nieuwe medische apparatuur en intelligente zorgsystemen), duurzaamheid en klimaat (zuinige auto s en trucks), alternatieve duurzame energiebronnen (productie van zonnecellen, elektrisch rijden en slimme energienetten), en voeding (besturingen voor duurzame tuinbouw met minimaal gebruik van grondstoffen). De ontwikkeling in HTSM technologieën gaat zeer snel, met nieuwe generaties die elkaar opvolgen in een frequentie van vaak minder dan twee jaar. Daarnaast wordt HTSM een scala aan nieuwe technieken onderzocht, vooral in nanotechnologie (zeer kleine structuren), fotonica (functies met licht), en geavanceerde materialen (met de focus op metalen en composieten, complementair aan de topsector Chemie). Dit vraagt om forse en continue investeringen in R&D en innovatie, die bovendien meer dan voorheen in samenwerking en in open innovatie plaatsvindt. Het innovatiecontract voor HTSM omvat zeven Enabling Oriented Technology roadmaps. Deze roadmaps geven meerjarenplannen met gezamenlijke ambities van bedrijven, onderzoeksorganisaties en overheden voor technologisch onderzoek en innovatie. De technology roadmaps zijn te vinden op de HollandHighTech website ( In de aankomende paragrafen zullen het belang en de impact van deze zeven sleuteltechnologieën op de HTSM sector en de daarbij behorende technologische wetenschappelijke uitdagingen worden beschreven Nanotechnologie Nanotechnologie wordt in het algemeen beschouwd als één van de belangrijkste sleutel technologieën die richting gaat geven aan de innovatiekracht in de 21st eeuw. Van de nanotechnologie wordt verwacht dat deze nieuwe mogelijkheden gaat bieden voor een breed toepassingsgebied. Binnen de HTSM topsector vervult de nanotechnologie een belangrijke verbindende factor tussen de verschillende HTSM toepassingsgebieden en andere nanotechnologie-gerichte topsectoren (figuur 9). De technologische uitdagingen binnen de nanotechnologie spelen af binnen de volgende drie gebieden: Nanoelectronica Binnen de electronica zal nanotechnologie de sleuteltechnologie vormen voor de zogenaamde beyond Moore periode waarin nieuwe ideeën en technologieën worden verwacht op het gebied van nieuwe fysieke principes binnen de nanoelectronica. Ontwikkelingen op het gebied van nanoelectronica, nanophotonica en nanofabricage zullen daarbij in nieuwe ontwikkelingen resulteren wat betreft nanostructured-chips en microscopen die niet alleen nanostructuren kunnen visualiseren maar daarnaast ook kunnen manipuleren. Page 29

30 Figuur 9. De positie van nanotechnologie binnen de HTSM topsector en ten opzichte van andere HTSM topsectoren (bron: Bionanotechnologie Levende cellen zijn micromachines bestaande uit proteïne moleculen en andere nanometer zelfsturende organismen. Dit biologisch systeem heeft de aandacht van vele disciplines in de wetenschap. Nanotechnologie kan daarbinnen nieuwe onderzoeksmethoden, technologieën en instrumentaria initiëren als stimulans voor nieuw biomedisch en medisch onderzoek. De verwachtte toepassingsgebieden omvatten lab-on-chip, nano-medicijnen, vroeg-virusdetectie, medicijn controle en intelligent chirurgische instrumentaria. Nanomaterialen Door verkregen controlevaardigheden van de compositie van nanomaterialen, is het ook mogelijk geworden om de eigenschappen van die nanomaterialen in te zetten voor andere doeleinden. Te denken valt aan efficiëntieverhoging binnen zonnepanelen, brandstofcellen en batterijen. Daarnaast zijn ook toepassingen binnen de chemisch domein (catalystic convertors, membranes), datastorage domein ( quantum dots, multiferroics), datatransport domein (phtonic cristals) en energieconsumptie (computer, mobiele telefoons) te verwachten. Een overzicht van de nanotechnologie onderzoeksgebieden in relatie tot de andere HTSM roadmaps en de overige topsectoren is weergegeven in figuur Mechatronia and Manufactoring Mechatronica integreert elektrische, precisie-mechanische en thermodynamische engineering en software voor het ontwerp van producten en systemen. Manufacturing dekt de fabricatieprocessen in de hightech keten en de integratie van hightech systemen en modules. De technische wetenschappelijke uitdagingen liggen onder meer in: Betere mechatronische systemen en betere productietechnologieën Snelle en accurate sensing technologie Integratie van micro- en nanotechnologie Nieuwe en slimme materialen. Daarbij zijn de belangrijkste onderzoeksgebieden: Smart surfaces - sensoren en actuatoren op oppervlakken en in robotica Smart structures - optimalisatie van modules tot complexe vormen Page 30

31 Figuur 10. Relevantie van nanotechnologische onderzoeksgebieden ten opzichte van andere HTSM roadmaps en de overige topsectoren (bron: Smart control - slimme meet- en regelsystemen met vele input en outputparameters Smart metrology / sensor fusion - combinatie van informatie uit vele sensorsystemen om de juiste beslissingen te nemen Distributed digital realization - cyber-physical systemen en gedistribueerde regeloplossingen voor complexe systemen Smart system architectures - complexere vereisten vragen om slimme architectuur van systemen, die vaak onder extreme condities moeten functioneren. De productie moet van hoge kwaliteit zijn Smart design en analysis - complexe ontwerpvraagstukken met vele criteria en gereedschap voor analyse op systeemniveau Smart manufacturing - life cycle management, optimalisatie van de productieketen, nieuwe productietechnologieën en aanvullende productie van hightech onderdelen Photonica Photonica omvat het bestuderen van de generatie, emissie, voorplanting, modulatie, signaalbewerking, switchen, versterken, detectie en perceptie van het fenomeen licht. Gedurende de laatste decennia is er een trend naar miniaturisatie en integratie. De ontwikkeling van optische communicatie, optische dataverwerking en de groei van de Electronica- en ICT-industrie heeft geleid tot "geïntegreerde optica" en "fotonische integratie". In deze discipline de methodologie IC-fabricage wordt toegepast op vele optische functies realiseren op een enkele chip. Fotonica omspant het hele veld van coatings, vrije vormen in beeldvorming en non-imaging systemen, glasvezel voor communicatie, geïntegreerde optica, (near-field) microscopie, (bio) - medische optica, lasertechnologie, niet-lineaire optica, (remote) sensing, metrologie, spectroscopie, nanofotonica, plasmonics, metamaterialen, quantum optica en quantum communicatie. De technologische uitdagingen omvatten de volgende onderzoeksgebieden: Photonic integration - Fotonica in geïntegreerde platformen of gecombineerd met technologieën als fluïdica of mechatronica Page 31

32 Photonic-electronic integration - Op zowel chip-, bord- als systeemniveau Verpakkingstechnologieën - Verpakking en assemblage technieken voor lage kosten bronnen en detectoren, flip-chip optische koppeling, gecombineerd glas en niet-hermetische verpakking. Assemblage-apparatuur voor prototyping van bulk optiek met hoge tolerantie-eisen. Core and disruptive technologies Applicatiespecifiek en op de grenzen van fotonische interacties Free space and micro optics - Architectuur en assemblage van componenten in geavanceerde systemen Nieuwe materialen - Inclusief halfgeleiders, plasmonische materialen, metamaterialen, fotonische kristallen, nano (plasmonische) structuren, quantum dots, nano-kristallen, niet-lineaire materialen, gedoteerde materialen, magneto-optische, elektro-optische en willekeurige materialen, organische materialen, organische-anorganische verbindingen en nieuwe bio materialen Componenten en circuits Alternatieve energie, elektrische auto s, RF technologie voor verkeer en logistiek, communicatietechnologie, systemen voor veiligheid en privacy, systemen voor de gezondheidszorg en systemen voor de lucht- en ruimtevaartzijn verschillende toepassingen strenge eisen stellen aan componenten en circuits zoals een grote precisie, een zeer laag vermogen, hoge frequenties of bijzonderheden op het gebied van verwerken en verpakken. De technologische uitdagingen richten zich op de volgende thema s: Prestaties, variabiliteit, betrouwbaarheid - Elke nieuwe proces of afgeleide proces vereist aanpassing van de circuits aan de veranderende set van randvoorwaarden. Met lagere voeding, verhoogde variabiliteit, en hogere prestaties doelen op lagere energieverbruik, vaak ingrijpende wijzigingen begrip nodig. Vanwege de reducerende marges wat betreft technologie, betrouwbaarheid en (langzame) degradatie, is het bereiken van goede prestaties over de gehele levensduur niet triviaal. Wetenschappelijk inzicht, nieuwe modellen en CAD-tools en nieuwe topologieën en subsysteemoplossingen (herconfigureerbare, low-power signaalprocessors) zijn noodzakelijk in het communicatie domein, sensor interfaces en energieomzetters. Draadloze technologie - Steeds meer hoogfrequente elektronica nodig is voor de steeds toenemende gegevensdoorvoer op alomtegenwoordige draadloze infrastructuur. 60GHz draadloze systemen zijn ontwikkeld, autoradar-elektronica wordt gecentreerd rond 77 GHz, en ook TeraHertz frequenties zullen worden gebruikt. De THz frequentieband heeft unieke eigenschappen als spectroscopie van materialen, grafische mogelijkheden en een zeer hoge bandbreedte voor toekomstige communicatiesystemen. Deze ongekend hoge frequentie en hoge bandbreedte systemen zijn een enorme uitdaging voor de elektronica en vereisen nieuwe inzichten in de werkingsprincipes van nieuwe elektronische apparaten buiten de hedendaagse frequentiegrenzen. Smart energy management - Alle energiemanagement wordt ingebed in een systeem benadering. De combinatie van kracht-geoptimaliseerde switchschakelingen en GaN drivers met elektronische besturing leidt tot optimale prestaties voor de eindgebruiker, bijvoorbeeld elektrische voertuigen, energie-efficiënte gebouwen, en Smart Grids. De gedissipeerde energie in drivers leidt tot hoge temperatuur pieken (> 300 C). De diverse omgevingen waar deze circuits in opereren, vereisen een betere betrouwbaarheid, verpakking en langere levensduur. Efficiënt, klein en betrouwbare stroomconverters zijn daarbij cruciaal. More-than-Moore technologieen voor large-area low-cost electronica - Low-cost, high throughput technologieen die transistoren en sensoren op grote flexibele folies mogelijk maken zijn nu geschikt en beschikbaar voor de ontwikkeling van innovatieve producten. Op basis van dezelfde grote oppervlakte low-cost benadering een sterke ontwikkeling van licht uitstralende inrichtingen (OLED) en zonnecellen (OPV). De toepassingen van OLED's bevatten Light Emitting oppervlakken met een zeer hoge efficiency en waardoor revolutionaire toepassingen. Nieuwe Page 32

33 power elektronische apparaten kunnen de kwaliteit, levensduur en licht temperatuur van LED-en CF-lampen verder verbeteren. Nieuw wetenschappelijk instrumentaria - Hoogwaardige componenten en circuits maken het mogelijk instrumenten te bouwen die doorbraken mogelijk kunnen maken in de vele wetenschappelijke gebieden zoals materiaal analyse, gezondheidszorg, robotica, microscopie, lithografie, detectoren voor deeltjesfysica en verkenning van de ruimte Embedded Systems Embedded systemen zijn geïntegreerde hardware/software systemen die worden ingebouwd in apparaten en niet noodzakelijkerwijs herkenbaar zijn als geautomatiseerde apparaten of computers. Deze ingebedde systemen definiëren eb bepalen echter wel de functionaliteit en de kwaliteit van deze systemen. Embedded systemen zijn meestal niet monolithisch, maar bestaan uit meerdere verwerkingseenheden die verbonden door middel zijn door vaste of draadloze netwerken. De technisch wetenschappelijke uitdagingen zijn als volgt te clusteren: Systeem architectuur De vaststelling van stabiele high-level systeem structuren die consistent zijn met de specificaties van alle belanghebbenden. Daarbij spelen de volgende uitdagingen: De ontwikkeling van deze architecturen Methoden en technieken om architectuur te ontwikkelen en te evalueren Systeem ontwerp Decompositie van een systeemarchitectuur in kleinere componenten. Dit omvat ontwerpbeslissingen die meerdere disciplines vereisen. De noodzaak voor verschillende implementatie strategieën vergen daarbij de nodige inspanning: Inzicht in ontwerpalternatieven Betere beschikbaarheid en ondersteuning van state-of-the-art design technologieen Betere Systeemimplementatie technologieen (hardware en software so-designing) Systeem integratie en test De uitdaging binnen dit cluster is om het integratie en test traject sneller, beter beheersbaar en beter voorspelbaar te maken. Model driven design and tooling Steeds meer worden modellen gebruikt gedurende het totale ontwikkeltraject. Vaak worden deze modellen tijdens het gehele traject slecht onderhouden en is het vaak onduidelijk welke modelleringsmethodiek het meest efficiënt is Hightech materials Het hogere doel van de hightech materialen is om op lange termijn doorbraken in materialen technologie te realiseren teneinde uitdagingen zoals energieverbruik, milieu, gezondheidszorg en klimaatverandering aan te kunnen gaan. Veel problemen kunnen niet worden opgelost zonder slimme materialen met nieuwe functionaliteiten, zoals de milieubelasting van broeikasgassen, de verdere uitputting van onze fossiele brandstoffen, biocompatibel apparaten en implantaten, veilig en milieuvriendelijk vervoer, elektronische apparaten voor de gezondheid en veiligheid, en last but niet in het minst de beschikbaarheid van schaarse materialen. Het geïnvesteerde R&D budget door de Nederlandse industrie in hightech materiaalonderzoek is rond de 1 miljard euro op jaarbasis. De in Nederland beschikbare materiaalkennis wordt alom gezien als superieur en van wereldklasse. De technisch wetenschappelijke uitdagingen binnen de hightech materialen zijn: Inzicht in structuureigenschappen - Een belangrijke uitdaging is om de structuureigenschap-relaties op alle relevante lengteschalen van bestaande, gewijzigde en nieuwe materialen, evenals het ontwerp (modellering, computational science) en ontwikkeling (synthese en processing) van materialen te begrijpen. Daarnaast is het noodzakelijk om de transitie van beschrijvende modellen naar voorspellende modellen te maken. Page 33

34 Verbeteren van fysieke materiaalkennis - Materiaalonderzoek levert het bedrijfsleven gereedschappen voor de productie, verwerking en productie van hightech materialen Dit vereist uitbreiding van geavanceerde kennis rond fysieke materiaal karakterisering. Life-cycle materiaalkennis - De vergrijzing van de productie-installaties en infrastructuur, milieuimpact, ontmanteling, betrouwbaarheid, gevaren, risico's en recycleerbaarheid vergen fundamenteel materiaalkennis en voorspellende modelleringsmechanismen Wrijving en slijtage - In geïndustrialiseerde landen ongeveer 20% van alle opgewekte energie wordt uiteindelijk verloren door wrijving en slijtage. Deze verschijnselen moeten worden bezien vanuit een fundamenteel oogpunt en gecontroleerd door hightech oppervlakte-engineering, zoals texturen, coatings en dunne films Information and Communication Technology ICT is de meest cruciale discipline voor het realiseren van innovatie. In het algemeen kan 30% van alle innovaties worden gekenmerkt als ICT-gedreven innovatie. De invloed van ICT op de ontwikkeling van de HTSM topsector is te vatten in de volgende technische en wetenschappelijke aandachtsgebieden. Reliability De doelstelling hierbij is om ICT volledig veilig, slagvaardig en individueel te maken. Multidisciplinair onderzoek naar veiligheid en vitaliteit van ICT-systemen is nodig voor een veilige en betrouwbare infrastructuur Privacy en e-identiteit worden belangrijk nu persoonlijke data een steeds prominenter onderdeel zijn van de datagemeenschap Monitoring en control Het beheersen van productie en bedrijfskundige processen door de toepassing van ICT ICT is onderdeel van Embedded Systems, een sector die nog voor vele uitdagingen staat (zie de betreffende roadmap) Op het gebied van meet- en regelsystemen liggen er grote uitdagingen in onder meer sensor-based surveillance, grootschalige communicatie tussen sensornetwerken en het koppelen van heterogene sensornetwerken. A Connected World Toepassen van ICT om bedrijfskundige processen te optimaliseren door het onderhouden van informatieketens en ontbrekende functies daarin in te vullen Standaardisatie en interoperabiliteit zijn onmisbaar in de hedendaagse dynamische en verbonden wereld De trend naar open data en digitalisering van diensten vraagt om een herstructurering van software naar software als dienst (SaaS). Big Data Het opslaan, transporteren en interpreteren van informatie ten behoeve van zakelijk gewin. Innovatief datamanagement moet de verborgen werelden in grote datasets interpreteren. Dit vereist innovaties in de infrastructuur, in databasemanagement en hardware en in software; Heterogene data uit verschillende bronnen vereist nieuwe manieren om trends te detecteren. Uiteindelijk gaat het om een fundamenteel nieuwe manier om menselijke signalen te exploreren. Waarde- en informatieketens ICT vormt een intrinsiek onderdeel van de waardeketen binnen bedrijven. Het versnelt innovatietrajecten en ICT gestuurde procesinnovaties dragen bij aan duurzaamheid en kostenvermindering. Menselijk en maatschappelijk kapitaal - Het is een voorwaarde voor succes van internationaal georiënteerde ondernemingen om te investeren in het maatschappelijk kapitaal van ICT. Page 34

35 6 Thema s, uitdagingen en vooruitzichten 6.1 Thema s en uitdagingen Voor Nederland bieden de verschillende HTSM roadmaps de nodige inzichten in de toekomstige thema s en uitdagingen. In deze sectie worden de belangrijkste ambities van de tien HTSM toepassingsgebieden beschreven. De thema s en ambities binnen de zeven enabling oriented technologies zijn beschreven in hoofdstuk 6. Semiconductor Equipment De ontwikkeling in het Semiconductor Equipment domein wordt gedreven door drie mechanismen: Miniaturisatie van componenten. Zowel met nieuwe als met bestaande functionaliteiten. Hiervoor zijn innovaties in apparatuur en (nieuwe) materialen onontbeerlijk. Vergroting van substraten (wafers) en chips. Om in 2018 over te kunnen gaan naar substraten met een diameter van 450mm, zijn intensivering van R&D-activiteiten en Europese samenwerking essentieel. Verbeteren en vernieuwen van fabricagetechnieken. De introductie van nieuwe materialen en device concepts zorgt voor de ontwikkeling van nieuwe fabricageprocessen. Innovaties in die processen verleggen de grenzen van wat maakbaar is. Parallel aan bovenstaande drijvende krachten loopt de introductie van nieuwe fysische principes in chips ('more than Moore') zoals optische en draadloze communicatie of geleiding gebaseerd op grafeen. Chips worden meer toepassing specifiek. Dat vraagt een grotere flexibiliteit van de productie. De komende 3 tot 15 jaar zullen worden gekenmerkt door de volgende technologische uitdagingen: Continuation of Moore s law Verdere miniaturisatie van geïntegreerde circuits met in de basis dezelfde functionaliteit als vandaag. Dit vereist de ontwikkeling van nieuwe materialen zoals: SOI ultra thin SI-on-Insulator Nickel Silicide Hafnium based dielectics en nieuwe instrumentaria zoals een Transmission Electron Microscoop. More than Moore - De introductie van nieuwe fysische principes in chips waaronder Optische en draadloze communicatie Geleiding gebaseerd op grafeen OnChip sensoring Energy harvesting Toekomstige chipgeneraties zullen meer toepassing specifiek worden. Dat vraagt een grotere flexibiliteit van de productie. Printing Printen heeft zich in de loop der jaren ontwikkelt van het printen van informatie naar het printen van dingen (printing of things). In de afgelopen tien jaar hebben een bijna onbeperkt aantal nieuwe toepassingen geïdentificeerd. Voorbeelden zijn te vinden in gebieden zoals gedrukte elektronica, zonnecellen, displays, voedsel en voeding, 3D-printen, medische diagnostiek en zelfs voor het afdrukken van menselijke weefsels en organen. Geavanceerde digitale printtechnologie is één van de sleuteltechnologieën die op het punt staat door te breken in de huidige maakindustrie. Na de industriële revolutie en de digitale revolutie, luidt de "digitale industriële revolutie" de volgende ontwikkeling in. Digitale fabricatie omvat on-demand productie, met Page 35

36 nul-afval, geen behoefte aan voorraden, hoge flexibiliteit, snelle doorlooptijd, kleine series, personalisatie, mass customization en zeer korte distributie en supply chains. In dit nieuwe productie-paradigma zullen in plaats van producten nu het ontwerp van deze producten worden getransporteerd. Lokaal zullen deze producten worden vervaardigd. Deze ontwikkeling zal een positieve invloed hebben op het gebruik van schaarse goederen en de impact op het milieu. De toekomstige ontwikkeling van Printing wordt gestuurd door de volgende technologische uitdagingen: Volledige beheersing van alle printtechnologie facetten Er is meer onderzoek nodig naar kleinere druppeltjes, hogere druppelfrequentie, hogere nauwkeurigheid, tuning van druppelgrootte en vorm en drogen/fixatie/curing op het substraat. Daarnaast is inzicht in de effecten van viscositeit en vele andere fluïdum parameters op het drukproces noodzakelijk. Al deze gebieden vereisen diepgaand fundamenteel en toegepast onderzoek in relatie tot micro fluidics, inkt-kamer en kanaal akoestiek, dunne film piëzo-actuatoren en sensoren, besproeien en non-wetting gedrag van vloeistoffen op oppervlakken, modificatie van het oppervlak en de karakterisering, materiaal en microstructuur gerelateerde onderwerpen, druppel positionering en druppelvorming, feedback beginselen e.d.. NextGen Core componenten Er zal een nieuwe generatie printkoppen moeten worden ontwikkelt die kleinere afmetingen (van 10 micrometer tot 1 micrometer of zelfs kleiner), hogere jet frequenties bereik(van khz tot MHz), een grote scala aan vloeistoftypen (hogere viscositeit, polymeren, metalen etc) hogere integratie dichtheden (meer spuitmondjes per mm2) mogelijk maken, naast andere aandachtspunten als toegevoegde sensoren, intelligentie en controle principes om de betrouwbaarheid, nauwkeurigheid en de levensduur te verhogen. Nanotechnologie speelt in deze ontwikkeling een grote rol. Mechatronics Er zijn nieuwe mechatronische machineplatformen en -modules nodig, die sneller, nauwkeuriger, betrouwbaarder, energiezuinig zijn, naast het bieden van draadloos (externe) controle, minder en milieuvriendelijk materiaalgebruik en eenvoud in configureren, installeren, bedienen en onderhoud. Embedded Systems - Embedded systeemontwerp zal zich moeten richten op slimme systeem integratie van de printkoppen en schaalbare printkop arrays, substraat handling en flexibele motorontwerp. Workflow - Nieuwe workflow-technologieën zijn nodig om het digitale productievolume te verhogen. Bovendien moeten de kosten nauwkeurig in de gaten worden gehouden en moet de productie kosteneffectief zijn, zowel op het vlak van arbeid en afval, als voor kleine productieseries. Big data - Printing maakt het mogelijk om elk product persoonlijk te vervaardigen. Het is belangrijk dat de juiste informatie wordt gecombineerd met de juiste boodschap. Dit vereist de ontwikkeling van nieuwe big data concepten. Lighting De (Nederlandse) verlichtingssector wordt geconfronteerd met de uitdaging om te ontwikkelen binnen andere c.q. nieuwe markten. Om een nieuwe duurzame ontwikkeling binnen de verlichtingsindustrie te starten, moeten nieuwe toepassing voor intelligente lichtoplossingen te ontwikkelen. Tegenwoordig worden LED's voornamelijk gebruikt als vervanging van gloeilampen. De integratie van LEDS in intelligente verlichtingssystemen en -oplossingen staat nog in de kinderschoenen. Ook vereist de kwaliteit van LED-licht een herdefiniëring aangezien de huidige normen en standaarden gebaseerd zijn op de gevestigde technologieën, ze zijn niet meer up-to-date. De toekomstige ontwikkeling van Lighting wordt gestuurd door de volgende technologische uitdagingen: Page 36

37 Componenten Nieuwe materialen en structuren resulteren in betere prestaties tegen lagere kosten Systemen Het is overduidelijk dat Solid State Lighting (SSL) componenten geïntegreerd moeten worden in grotere intelligente verlichtingssystemen om aan nieuwe markteisen te kunnen voldoen. Services Nieuwe verlichtingstoepassingen moeten volledige voldoen aan klantwensen om de noodzakelijke interoperabiliteit en integratie mogelijk te maken. Solar Nederland heeft een sterke marktpositie in de productie van onderdelen en apparatuur. Zo'n 150 tot 200 Nederlandse bedrijven zijn actief in de gehele keten en het kennisniveau binnen universiteiten en instituten is hoog. De toekomstige ontwikkeling van Solar wordt gestuurd door de volgende technologische uitdagingen: Photovoltaics (PV) - Naast de traditionele wafer-based PV-systemen, is dunne film PV in ontwikkeling. Innovaties zijn nodig op gebied van: apparatuur en productietechnologie, processen, materialen en systeemtoepassingen (optimaliseren van productie en gebruik). Zonnebrandstof (solar fuel) en opslag - Traditionele PV en zonnebrandstof zijn nauw aan elkaar gelieerd en hebben beide te maken met uitdagingen op gebied van energieopslag. Dit vraagt om innovatie en onderzoek op gebied van: keuze van het beste proces, technologie voor productie van devices, materialen voor zonnebrandstof, systeemontwerp en methodologie voor fundamenteel onderzoek. Healthcare Nanoelektronica en embedded systems vormen de basis van de toekomstige technologische ontwikkeling binnen de gezondheidszorg en de medische technologie. Bij deze ontwikkelingen staan de gebruiker en de patiënt centraal. De toekomstige ontwikkeling van Healthcare wordt gestuurd door de volgende technologische uitdagingen: Diagnostiek gericht op Technologische innovaties op het gebied van medische beeldverwerkingstechnieken om deze specifieker en gevoeliger te maken en voor het combineren van diagnose en behandeling Patiëntspecifieke modellen voor een betere diagnose en behandeling Het combineren van beeldverwerkingstechnieken met genetische en moleculaire informatie Behandeling gericht op Nieuwe apparatuur voor minimaal invasieve technieken Image-guided intervention and treatment (IGIT) en interventie labs die de resultaten en productiviteit van interventies moeten verhogen Nieuwe radionucliden en radio-isotopen voor innovaties in de nucleaire geneeskunde Nieuwe generatie revalidatietechnieken die de fysiotherapeut gedeeltelijk vervangen Nulde en eerstelijnszorg gericht op Welbevinden van burgers door middel van draagbare apparatuur voor zelfzorg Domotica om de kwaliteit van leven en onafhankelijkheid van patiënten te vergroten Betaalbare diagnostische systemen in de huisartsenzorg Sleuteltechnologieën gericht op Micro- and nanotechnologie in de vorm van bijvoorbeeld (implanteerbare) bio-devices, lab-on-achip technologie en biomarkers voor beeldverwerking ICT: een IT-infrastructuur voor de gezondheidszorg, verwerken van medische data en embedded ICT (de software in grote high tech medische systemen) Page 37

38 Mechatronica en robotica voor kosteneffectieve en kwalitatief goede gezondheidszorg Biomaterialen voor implanteerbare metallische apparatuur Security Security richt zich op technologische innovaties rond de beveiliging van personen. Daarbij richt zij zich voornamelijk op drie aandachtsgebieden: System of Systems - Voor een geïntegreerde aanpak van de uitdagingen op het gebied van beveiliging is ontwikkeling van een systeem van systemen essentieel. De eerste die zulke robuuste system-ofsystems oplossingen kan realiseren, heeft grote kansen op de markt. Cyber security - de steeds grotere invloed van ICT op de samenleving vergroot ook het belang van de bestrijding van cybercrime. Sensoren - Zowel actieve als passieve sensortechnologieën zijn van belang. Actieve sensoren (radars) verder verfijnen en daarmee intelligentere systemen vormen. Passieve sensoren leveren steeds meer data. Dat vereist nieuwe concepten voor data processing en het filteren van irrelevante data. Automotive De automotive strategie voor de periode richt zich voornamelijk op twee technologische gebieden van innovatie namelijk Smart Mobility (intelligente voertuig op intelligente wegen) en Future Powertrain (efficiënte voertuigen). Elke gebied heeft drie separate programmalijnen: Future Powertrain gericht op Verbrandingsmotoren - Zuinigere motoren door geavanceerde combustie-technologie Efficiëntere aandrijflijnen door hybridisering en verkleinen - Elektrische voertuigtechnologie: ontwikkelen en verbeteren van de aandrijflijn, innovaties in energiemanagement en E-mobiliteit systemen. Lichtgewicht constructies en nieuwe materialen - metaalproducten, plastic componenten en composiettoepassingen Smart Mobility - gericht op Actieve veiligheid op de weg - Door bestuurders te assisteren met intelligente sensing & actuation, integratie van communicatie en regeling, verbonden ADAS systemen Connected Car - De inzet van ICT om auto s te laten communiceren met elkaar en met de infrastructuur. Deze programmalijn richt zich op intelligent bestuurdersadvies, geavanceerde rijondersteuning en de ontwikkeling van platformen en standaarden Verkeersmanagementsystemen - Nieuwe mogelijkheden om het verkeer te sturen met dynamische rij- en routeadviezen. Deze lijn richt zich op centraal en decentraal verkeersmanagement en standaardisatie en pilots Areonautics Persoon- en goederenvervoer via de lucht blijft een groeimarkt. De verwachting is dat het wereldwijde luchtverkeer in omvang zal verdubbelen in de periode (figuur 11). Om deze groei op een duurzame manier mogelijk te maken is het noodzakelijk om voor de toekomst groener en veiliger vliegtuigen te ontwikkelen. De Europese luchtvaart is wereldleider in het ontwikkelen van duurzame luchtvaartproducten en -diensten. Innovatieve, geavanceerde technologie is daarbij de belangrijkste onderscheidende factor. Technologie en innovaties ontwikkeld binnen de luchtvaartsector hebben in het verleden aangetoond een enorme spin-over naar andere sectoren te hebben. Page 38

39 Figuur 11. De wereldwijde luchtvaart blijft een groeimarkt (bron: IATA verwacht groei luchtvrachtvervoer Het wereldwijde vrachtvervoer door de lucht zal tot en met 2018 gemiddeld met 4,1 procent toenemen. Dat voorspelde de internationale luchtvaartorganisatie IATA woensdag. De sterkste groei komt volgens IATA voor rekening van het Midden-Oosten en Afrika, gevolgd door Azië en Latijns-Amerika. De markten in Europa en Noord-Amerika zullen eveneens groeien, maar in een minder sterk tempo, aldus de luchtvaartorganisatie. De Verenigde Staten zijn volgens IATA in 2018 de grootste markt voor luchtvrachtvervoer, gevolgd door China, de Verenigde Arabische Emiraten en Duitsland. Iran wordt volgens de organisatie de komende jaren het sterkst groeiende land wat betreft vrachtvervoer door de lucht, gevolgd door India. Ongeveer 35 procent van de wereldhandel gemeten naar waarde wordt jaarlijks door de lucht vervoerd. Dat komt neer op een bedrag van 6,8 biljoen dollar (5,3 biljoen euro). Bron: / 22 oktober :38 Voor de Nederlandse luchtvaartsector richt zich voornamelijk op nichemarkten en heeft in de afgelopen decennia daar een sterke positie opgebouwd. Binnen deze niches zijn de volgende vijf innovatie thema s gedefinieerd: Aerostructures Versterken van de industriële positie in staartonderdelen, vleugelonderdelen, landingsgestelonderdelen en materiaalontwikkeling (coatings, thermoplastics composieten, Fibre Metal laminaten e.d.). Ambities binnen dit thema richten zich voornamelijk op onderwerpen als composieten en coatings, ontwerpmethoden en virtueel testen, sensoren en robotgebruik in het productieproces. Motorsystemen en -onderdelen Versterken van de industriële positie in (deel-)vervaardiging van highpressure compressoren, power units en andere motoronderdelen zoals afdichtingen, turbinebladen en motorstartsystemen. Ambities binnen dit thema richten zich voornamelijk op hoge temperatuurmaterialen, deelsystemen voor motoren, sensoren en nieuwe productiemethoden. Onderhoud, reparatie en revisie - Versterken van de industriële positie in motorrevisie, composietreparatie, nieuwe concepten voor life cycle kosten, corrosie en (voorspellende) monitoring van componenten en systemen tot complete vliegtuigen. Ambities binnen dit thema richten zich Page 39

40 voornamelijk op herontwerp voor betere productontwikkeling en reparatie en corrosie van composieten. Vliegtuigsystemen - Versterken van de industriële positie in vliegtuigbekabelingssystemen. Ambities binnen dit thema richten zich voornamelijk op alle elektrische bedradingsystemen in vliegtuigen, sensoren en antennes en ontwerpmethoden. Future concepts De ontwikkeling van nieuwe materialen, nieuwe integratie en certificering van vliegtuigen. Ambities binnen dit thema richten zich voornamelijk op zelfhelende en multifunctionele materialen, toekomstige ontwerpmethoden, onbemande vliegtuigsystemen en ontwikkeling van nieuwe vliegtuigen. Advanced instrumentation De geavanceerde instrumentenmarkt vormt op zich maar een klein markt maar heeft een zeer hoog profiel en is zeer winstgevend. Het richt zich op de ontwikkeling van het instrumentaria en infrastructuur / apparatuur voor grote wetenschappelijke projecten in nationale en internationale context, bijvoorbeeld voor CERN, ESA, ESO, ITER, SKA. Maar ook de ontwikkeling van kleine reeksen van high-end instrumenten voor wetenschappelijke, analytische en medische toepassingen of high-end productieapparatuur met behulp van bijvoorbeeld THz-, X-stralen of andere vormen van straling op basis van nieuwe componenten zoals sensoren, fotonbronnen, elektronica e.d. die voortkomen uit diverse wetenschappelijke ontwikkelingen. Een meest belangrijke succesfactor hierin is om zeer geavanceerde systemen steeds sneller en betrouwbaarder te maken. De Nederlandse markt is een nichemarkt en richt zich in hoofdzaak op drie technologische aandachtsgebieden: metrologie (optica en sensoren); high performance engineering (precisiemechanica en customized elektronica) en informatie-infrastructuur (high speed/high volume data handling). Binnen en tussen deze aandachtsgebieden worden de volgende vijf themagebieden onderscheiden: Optische instrumentatie - Het realiseren van nieuwe instrumenten voor de productie-industrie, de monitoring van productieprocessen en wetenschap Sensoren en sensorsystemen - gericht op zeer gevoelige en grote detectoren voor fotonen, detectoren gebaseerd om siliciumtechnologie en fiberoptica en de ontwikkeling van sensornetwerken. Deze ontwikkelingen vinden hun toepassingen in nieuwe analytische instrumenten en verbeterde procescontrole. Precisietechnologie gericht op halfgeleiderapparatuur en instrumentatie voor satellieten en deeltjesversnellers e.d. Micro-elektronica en nanofotonica - Voortdurende miniaturisering en instrumentatie die werkt onder extreme condities; ICT-infrastructuur, datamanagement en interpretatiemethoden Noodzakelijk om de veelheid aan (complexe) data goed te verwerken en op te slaan. Space De ruimtevaartsector is een exportmarkt bij uitstek gezien haar grensoverschrijdend karakter. De Nederlandse ruimtevaartsector omvat ongeveer 60 kleine en middelgrote ondernemingen, kennisinstellingen en universiteiten, die samen een jaarlijkse omzet realiseren van 140 miljoen. De uitstekende positie van de Nederlandse Space sector bieden ruime mogelijkheden voor het aantrekken van nieuwe opdrachten. Ook de aanwezigheid van ESTEC in Nederland met 2700 medewerkers draagt bij aan een succesvolle positie binnen de wereldmarkt. De ruimtevaartsector is een duidelijk voorbeeld van een high-tech en high-risk markt. Het vereist multidisciplinaire oplossingen en de gemiddelde ontwikkeltijden zijn uitgesproken lang. Daarbij zijn de technologische uitdagingen complex en omvatten strenge randvoorwaarden op het gebied van lage massa, laag energieverbruik, miniaturisatie, stabiliteit in zware omstandigheden en extreem hoge Page 40

41 betrouwbaarheid. De ruimtevaartsector wordt daarom gekenmerkt door een permanente inspanning in innovatie en procesverbetering. De sector Daarbij richt zij zich voornamelijk op drie aandachtsgebieden: Hightech Space Instrumentation De ontwikkeling van ruimtevaartinstrumentaria voor observaties van aardoppervlakten en astrofysica. Belangrijke programma s hier binnen zijn: Optische instrumentatie Radio Frequency (RF) technologie On-board software en datasystemen Ground segment data processing In situ bioanalyse Thermisch management en koelsystemen Hightech Space Systems and Components De ontwikkeling van technologie en producten die kunnen worden toegepast in verschillende typen satellieten en draagraketten. Belangrijke programma s hier binnen zijn: Attitude and orbit control systems Satellietaandrijving Structuren Solar arrays Thermisch management en koelsystemen EGSE en simulatie Ontstekingsmechanismen Satellietclustertechnologie Miniaturisering van versnellingsmeters Downstream Space Applications and Services Het toepassen van de in de ruimtevaart verkregen kennis in innovatieve product- en dienstenontwikkeling. Er is bijvoorbeeld een groeiende markt voor satellietdata als ruw materiaal voor innovatieve producten en diensten op het gebied van milieu. Een op te richten Nationale Satelliet Databank versterkt de Nederlandse positie in de internationale markt. Deze voorziet in satellietdata voor innovaties in landbouw en voeding, water, energie en logistiek. 6.2 Vooruitzichten In deze sectie worden de visies en inzichten van een aantal HTSM experts rond de toekomstige ontwikkeling van de High Tech Systemen en Materialen beschreven. Door de keuze van de respondenten zal de beschrijving zich voornamelijk richten op thema s die spelen binnen of gerelateerd zijn aan hun werkgebied of specialisatie. Het overzicht van de respondenten is opgenomen in de sectie Geraadpleegde bronnen en transcripten van de expertsinterviews zijn opgenomen in bijlage Markt-gestuurde ontwikkeling Door de respondenten zijn de volgende thema s geïdentificeerd als markt-gestuurde ontwikkeling van de High Tech Systems en Materialen sector. 1. Materiaalontwikkeling De verdere ontwikkelingen van nieuwe materialen zal onder invloed van nanotechnologie en stijgende materiaalschaarste leiden tot compleet nieuwe materialen en composieten die hun toepassing zullen vinden in verschillende sectoren zoals: Energie sector materiaal ontwikkeling voor energieopslag en energietransport Page 41

42 Gezondheidszorg sector biomaterialen en materialen voor een specifieke functie of met specifieke eigenschappen ten behoeve van implantaten en protheses Voedingsindustrie De voedselverwerkende industrie ziet de vraag naar biofood sterk toenemen en zoekt naar nieuwe biomaterialen om aan deze vraag te kunnen voldoen. Automotive sector De automotive sector is onder de invloed van energiebesparing en gewichtsbesparingen een sterke aanjager van nieuwe materiaalontwikkelingen. Zelfs biomaterialen worden onderzocht op mogelijke toepassingsgebieden binnen de automotive sector. Agricultuur sector In de agricultuur is er onder de strenger wordende milieurichtlijnen een vraag naar nieuwe bio-pesticiden en bio-kunstmest. 2. Transparantie materiaalherkomst Amerikaanse bedrijven vereisen volledige transparantie in de herkomst van de gebruikte materialen. Men wil voorkomen dat ruwe materialen worden betrokken uit conflictlanden of landen met discutabele regimes. De gehele materiaal-voortbrengingsketen moet daarom transparant en traceerbaar worden gemaakt. Dat vereist toegankelijke registratie- en certificeringssystemen en kan er toe bijdrage dat bepaalde ruwe materialen moeten worden vervangen door compleet nieuw te ontwikkelen materialen. 3. Volledige beheersing van het energiegebruik van systemen Het energiegebruik van de functionaliteit van de systemen zal nog beter gedimensionaliseerd en gebalanceerd worden met de energiebronnen van een systeem. Er zal verder geïnvesteerd worden in energiemanagement en energiebesparingstechnologieën binnen systemen naast het toepassen van betere batterijtechnologieën en gebruik van renewable energie technologieën. 4. Aandeel ICT groeit en verhoogd de complexiteit Het aandeel ICT als component binnen de verschillende hightech systems gaat verder toenemen. Dit verhoogt de complexiteit van deze systemen enorm waardoor steeds bredere multidiciplinaire aanpak binnen de hightech systeem ontwikkeling vereist is. Daarnaast zal ook de koppeling tussen hightech systemen of ketens van hightech systemen en externe ICT systemen steeds meer een marktgestuurde vereiste worden Technologie-gestuurde ontwikkeling Door de respondenten wordt bevestigd dat gezamenlijke ambities vastgelegd in nationale HTSM roadmaps voor de industrie, onderzoeks- en kennisinstellingen richtinggevend zijn voor de technologische ontwikkeling van de sector. 6.3 Valorisatiekansen Door de respondenten is het volgende genoemd wat betreft de bijdrage van universitaire kennisinstellingen aan de ontwikkeling van de High Tech Systems en Materialen sector. 1. Technology development combineren met consumer science Onder het huidige wereldwijde marktregime worden producten met nieuwe materialen ontwikkelt vanuit technologische mogelijkheden. Vaak spelen de eindklanten geen rol binnen de ontwikkeling van deze nieuwe producten. Het betrekken van eindklanten in hightech ontwikkelingen is een complexe uitdaging. Kennisinstellingen zouden een rol kunnen spelen in het overbruggen van technologische ontwikkelingen en klantwetenschappen door onderzoek te Page 42

43 doen naar de wijze waarop klanten (eindgebruikers) kunnen worden betrokken bij technologische ontwikkelingen (bv livings labs etc). 2. Stimuleren van ondernemerschap Het innovatief vermogen van Nederland kan vergroot worden door het stimuleren van ondernemerschap. Hoewel het startup-ondernemerschap niet altijd en niet voor iedereen lonkt zouden Universiteiten ondernemerschap als vaardigheid onderdeel moeten maken van hun curriculum en waar mogelijk actief moeten faciliteren. Mogelijkerwijs zullen dan meer ideeën kunnen leiden tot marktintroducties waarvan dan weer de totale Nederlandse economie en maatschappij kan profiteren. 3. OEM-bedrijven zijn de betere samenwerkingspartners voor kennisinstellingen Hoewel HTSM ontwikkel trajecten steeds vaker plaatsvinden binnen een open innovatie setting, nemen de HTSM OEM-bedrijven een dominante positie in en sturen de ontwikkelingen. Toeleveranciersbedrijven worden vaak betrokken om hun fabricage vaardigheden en niet direct om hun onderzoeksfaciliteiten en/of hun innovatiepotentieel. MKB bedrijven hebben daarom de bedrijfsprocessen geoptimaliseerd voor extern opgestelde componentspecificaties en de business modellen geoptimaliseerd op productieflexibiliteit en productiesnelheid. OEM bedrijven zijn binnen de HTSM sector vooralsnog de innovatieve motor en kapitaalkrachtig genoeg om operationele en strategische samenwerkingsverbanden aan te gaan met kennisinstellingen. 4. Elke technische universiteit zijn eigen HTSM boegbeeld De samenwerking met een technische universiteit zou voor MKB-bedrijven kunnen worden verbeterd als een universiteit een herkenbaar en toegankelijk boegbeeld had die zowel de HTSM markt kent als de interne universitaire organisatie en dus meer is dan een accountmanager. MKBbedrijven die de samenwerking met universiteiten zoeken ervaren de universiteit vaak als de som van professoren, en weten niet met welke professor ze in contact moeten treden. Een HTSM expert die vanuit een universiteit gezien zowel intern als extern zijn netwerk heeft en zeer goed geëquipeerd is op het gebied van wetenschap, technologie en innovatie gebied, als directe sparringpartner kan fungeren, die daarbij makkelijk toegankelijk is, zo n persoon zou voor MKBbedrijven de drempel kunnen verlagen om een samenwerking met een kennisinstelling te starten. Page 43

44 Geraadpleegde bronnen In dit document wordt gebruik gemaakt van de volgende informatiebronnen Gesprekpartners (met dank aan) H. Tappel Algemeen directeur, Frencken Europa BV M. Hendriks Algemeen directeur, NTS Group Dr. Kerstin Cuhls Fraunhofer, Institute für System- und Innovationforchung Publicaties Berenschot 2013 ABC van het topsector HTS&M, e_topsector_hts_m_high_tech_systems_pr.pdf Birch Consultants 2012 Een tussenstand bij de bouw van nieuwe consortia Achtergrond document bij Coordinatie in de topsectoren: de geplande TKI s en hun uitdagingen, Oktober Brainport 2012 Boosting our industrial competences, Januari _Business%20plan_CFT_20%20final_HR.pdf CBS 2012 Monitoren topsectoren, september BC9D13F7ECBF/0/monitorentopsectorenresultatenweb.pdf Ecorys 2011 Kans voor topsector HTSM Nederlands-Aziatische samenwerking in de hightech clusters Innovatiecontract 2013 Innovatiecontract HTSM, Oktober ING 2011 My Industry 2030 Nederland gaat het maken, Mei Topteam HTSM 2011 Holland High Tech Advies Topteam _High_Tech_Systemen_en_Materialen Databanken Derwent Innovations Index Scopus Espacenet =DIIDW&SID=W2CSsFfcQ6Znq4FuMlb&search_mode=GeneralSearch Page 44

45 Bijlage 1 Intellectual property framework HTSM (The Netherlands) The information and intellectual property (IP) rights resulting from a project are an important matter in many public-private collaboration agreements. The ambition is to focus on real execution of the Roadmaps to make the Netherlands a leader in the domains of the Roadmaps and to reduce barriers on matters related to IP ownership and access rights between parties. Therefore, the public a ) and private parties, as responsible partners, will always strive for an arrangement allocating any IP and access rights in a manner that adequately reflects their respective interests, work packages, financial and other contributions to the project, and all other relevant circumstances. Ownership of and access rights to research results will depend on the mode of cooperation. In general, it is common practice to follow the principle that the more one contributes to a project, the more rights one obtains. Likewise, the less a party contributes to a project, the fewer rights that party obtains. The starting point of such a sliding scale is the situation where a party pays 100% of the total project costs. In such a case, the ownership of the research results will vest in that party. Parties may decide to cooperate on research projects by contributing in cash and/or in kind on a specific project. Some general principles apply to all modes of cooperation. An example of general principles applicable to all modes of cooperation is when parties at any time and on a case-by-case basis can negotiate (non-)exclusive access rights to use the research results for commercial and non-commercial purposes. In general, in any case where parties pay for access rights, such payment shall be on fair and reasonable terms. Access rights can, in certain circumstances (such as collaborations between parties acting in one and the same value chain), be limited to a business field. It is common practice that the ownership of so-called background IP remains with the respective party. Also, it is common that parties grant free access rights to their background IP and/or research results to other project parties to the extent needed for the execution of the project. Furthermore, a party will grant access rights to (i) its background IP at fair and reasonable terms to another project party to the extent needed by that other project party for commercial and non-commercial use of its own research results, or (ii) its own research results to which said other project party has received access rights from said project party, unless such background IP has been excluded from the obligation to grant access rights by such party at the start of a project. Background IP can be excluded from the obligation to grant access rights for various reasons including, but not limited to the following: if that background IP is necessarily infringed by implementing a standard; if the background IP is licensed as part of a licensing program; if the background IP requires the (i) consent or (ii) compensation of a third party when granting a license; or if the background IP is jointly owned with a third party to such an extent that the joint owner has no free right to grant licenses. In case of a dispute, it is common to settle this via mediation first. In any case, Dutch law is applicable as a fallback for dispute resolution. Uit: HighTech Holland Innovationcontract a) The term public party includes granting organizations such as NWO. In order to maximize valorization, granting organizations sometimes stipulate that they co-own the research results. In such cases, the granting organization will be considered a party that generates research results, whereas the actual research is generated by the knowledge institute funded by the granting organization. Page 45

46 Bijlage 2 Algemene publicaties: Verwijzing naar Nederlandse bedrijven EC/ NL TOPSECTOR BELEID PERSPECTIEF INDUSTRIEEL PERSPECTIEF FINANCIEEL PERSPECTIEF Bedrijfsnaam Holland High Tech Advies Topteam HTSM Brainport Industries CFT2.0 ING My Industry 2030 Nederland gaat het maken IBM Dome (ICT) project ASML Nano-elektronica OEM Mentioned for it HTSM expertise Ten Cate HT Textiel materialen Philips Smart City project OEM / Innovator Mentioned for it HTSM expertise Farm City project Medische apparatuur Noldus I3B project 2 Priva Farm City Lionix Opto-elektronica NTS Opto-mechatronics Toeleverancier componenten Mentioned for it HTSM expertise Sioux Mechatronics Frencken Mechatronics OEM/ Toeleverancier Mentioned for it HTSM expertise FEI Elektronenmicroscopen OEM TomTom Navigatiesystemen NXP Chips voor gemengd en analoog OEM signaal Océ/Canon Grootformaat printers OEM / Innovator DAF Zware vervoer Mentioned for it HTSM expertise Thales Radarsystemen Tata Steel Applicatie van metalen Fokker Vliegtuigbouw en -onderhoud VanderLande Logistieke transportsystemen Marel Machines voor de voedingsmiddelenindustrie VDL Toeleverancier componenten Expertinterview Mentioned for it HTSM expertise CCM Toeleverancier componenten Demcon Toeleverancier componenten Prodrive Toeleverancier componenten Neways Toeleverancier componenten Panalytical OEM Assembleon OEM EuroTechniek Algemeen bestuur CFT2.0 GL Precision Hittech MPP BV Toeleverancier componenten KMWE Toeleverancier componenten Maxon Motor Toeleverancier componenten Norma Toeleverancier componenten Mentioned for it HTSM expertise Aalberts Industries Mentioned for it HTSM expertise ABB Mentioned for it HTSM expertise Aeronamics Mentioned for it HTSM expertise Bosch Transmission Mentioned for it HTSM expertise Daimler Mentioned for it HTSM expertise Fokker Aerostructures Mentioned for it HTSM expertise Hewlett Packard Mentioned for it HTSM expertise NEDAP Mentioned for it HTSM expertise Siemens NV Mentioned for it HTSM expertise Fujifilm Expertinterview Nydra Group Toeleverancier componenten AAE BV Toeleverancier mechatronics Greentech Engineering Toeleverancier componenten SKF B.V. Toeleverancier componenten Technobis Toeleverancier fibre technologies Ceratec Technical Ceramics B.V. Toeleverancier componenten Van der Hoorn Buigtechniek Toeleverancier componenten Tegema Toeleverancier componenten Sioux Algemeen bestuur CFT2.0 Van der Hoorn Buigtechniek Algemeen bestuur CFT2.0 HTR Rubber & Foam Algemeen bestuur CFT2.0 2 ICT for Brain, Body & Behavior Page 46

47 Bijlage 3 Wetenschappelijke publicaties: Participatie door Nederlandse bedrijven De Nederlandse bedrijven die deelgenomen hebben aan wetenschappelijke publicaties rond HTSM gerelateerde onderwerpen zijn weergegeven in tabel B3.1. Tabel B3.1a Wetenschappelijke HTSM publicaties door Nederlandse bedrijven (Bron: Scopus Databank) Page 47

48 Tabel B3.1b Wetenschappelijke HTSM publicaties door Nederlandse bedrijven (Bron: Scopus Databank) Page 48

49 B3.1 Semiconductor B3.2 Printing Page 49

50 B3.3 Lighting B3.4 Solar Page 50

51 B3.5 Healthcare B3.6 Security Page 51

52 B3.7 Automotive Page 52

53 B3.8 Aeronautics B3.9 Space Page 53

54 B3.10 Advanced Instrumentation B3.11 Components and Circuits Page 54

55 B3.12 Photonics B3.13 Mechatronics and Manufactoring Page 55

56 B3.14 Embedded Systems B3.15 Hightech Materials Page 56

57 B3.16 Nanotechnology B3.17 ICT Page 57

58 Bijlage 4 Patenten: Eigenaarschap bij Nederlandse bedrijven De Nederlandse bedrijven die in de periode twee of meer HTSM gerelateerde patenten op hun naam hebben gekregen zijn weergegeven in tabel B4.1. Tabel B4.1a Overzicht van patent-eigenaarschap van Nederlandse HTSM bedrijven Filter: 2 publicaties (bron: Espacenet) Page 58

59 Tabel B4.1a Overzicht van patent-eigenaarschap van Nederlandse HTSM bedrijven (bron: Espacenet) B4.1 Semiconductor Equipment Semiconductor in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant B4.2 Printing Printing in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant Page 59

60 B4.3 Lighting Lighting in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND F21 or H01J or H01K or B60Q as the IPC classification IPC: F21 (lighting) or H01J (electric discharge tubes or discharge lamps) or H01K (electric incandescent lamps) or B60Q (vehicle lighting or signalling) Page 60

61 B4.4 Solar Photovoltaic or PV or solar in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant Page 61

62 Page 62

63 Page 63

64 B4.5 Healthcare Imaging or modelling or diagnostic or Intervention or therapy or rehabilitation in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND A61B or A61F or A61H or A61K or A61M or A61N as the IPC classification IPC: A61B (diagnosis; surgery; identification) or A61F (filters implantable into blood vessels; prostheses; orthopaedic, nursing or contraceptive devices; fomentation; treatment or protection of eyes or ears; bandages, dressings or absorbent pads; first-aid kits) or A61H (physical therapy apparatus) or A61K (preparations for medical, dental, or toilet purposes) or A61M (devices for introducing media into, or onto, the body) or A61N (electrotherapy; magnetotherapy; radiation therapy; ultrasound therapy) Page 64

65 B4.6 Security security in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND H04L or G06F as the IPC classification IPC: H04L (transmission of digital information) or G06F (electrical digital data processing) B4.7 Automotive vehicle or car or powertrain in the title AND (traffic or sensor* or communicat* or energy or dynamic or advice or emission or intelligen*) not rail* in the title or abstract AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND Y10S or B60 or H04W as the IPC classification IPC: B60 (vehicles in general) or H04W (wireless communications networks) Page 65

66 B4.8 Aeronautics aircraft or aerostructure in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant B4.9 Space instrument or device or component or system in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND B64G as the IPC classification IPC: B64G (cosmonautics; vehicles or equipment therefor) Page 66

67 B4.10 Advanced Instrumentation optic* in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND G01 or G06 as the IPC classification IPC: G01 (measuring) or G06 (computing; calculating; counting) B4.11 Components and circuits circuit* or component in the title AND wireless or Efficient or flexible or noise or speed or performance or energy or cost in the title or abstract AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND H05K or G06F or H01 or H02 as the IPC classification IPC: H05K (printed circuits; casings or constructional details of electric apparatus; manufacture of assemblages of electrical components) or G06F (electrical digital data processing) or H01 (basic electric elements) or H02 (generation; conversion or distribution of electric power) Page 67

68 B4.12 Photonics photonic* in the title or abstract AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant B4.13 Mechatronics & manufacturing (manufacturing or assembly) and (process) in the title or abstract AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND B or C or D or F as the IPC classification IPC: B (performing operations; transporting) or C (chemistry; metallurgy) or D (textiles; paper) or F (mechanical engineering; lighting; heating; weapons; blasting engines or pumps) Page 68

69 Page 69

70 B4.14 Embedded Systems embedded in the title or abstract AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND G06F or H04B or H04W or H04L or G01 as the IPC classification IPC: G06F (electrical digital data processing) or H04B (transmission) or H04W (wireless communications networks) or H04L (transmission of digital information) or G01 (measuring) Page 70

71 B4.15 Hightech Materials material or composite or alloy or metal or textile in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND C22C or D01D or B22F or B82 or C01B or B29C or C01B as the IPC classification IPC: C22C (alloys) or D01D (mechanical methods or apparatus in the manufacture of artificial filaments, threads, fibres, bristles or ribbons) or B22F (working metallic powder; manufacture of articles from metallic powder; making metallic powder) or B82 (nano-technology) or C01B (non-metallic elements; compounds thereof) or B29C (shaping or joining of plastics; shaping of substances in a plastic state, in general; after-treatment of the shaped products) or C01B (non-metallic elements; compounds thereof) Page 71

72 B4.16 Nanotechnologie nano* in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant B4.17 ICT ICT or (Information and Communication) or network in the title AND 2010:2014 as the publication date AND [NL] as the applicant AND G06F or H04B or H04W or H04L as the IPC classification IPC: G06F (electrical digital data processing) or H04B (transmission) or H04W (wireless communications networks) or H04L (transmission of digital information) Page 72

73 Page 73

74 Bijlage 5 Wetenschappelijke publicaties: Participatie door Europese (niet- Nederlandse) bedrijven De Europese (niet-nederlandse) bedrijven die deelgenomen hebben aan wetenschappelijke publicaties rond HTSM gerelateerde onderwerpen zijn weergegeven in tabel B5.1. Tabel B5.1a Wetenschappelijke HTSM publicaties door Europese bedrijven (Bron: Scopus Databank) Page 74

75 Tabel B5.1b Wetenschappelijke HTSM publicaties door Europese bedrijven (Bron: Scopus Databank) Page 75

76 B5.1 Semiconductors Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 76

77 B5.2 Printing Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 77

78 B5.3 Lighting Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 78

79 B5.4 Solar Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 79

80 B5.5 Healthcare Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 80

81 B5.6 Security Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 81

82 B5.7 Automotive Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 82

83 B5.8 Aeronautics Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 83

84 B5.9 Space Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 84

85 B5.10 Advanced Instrumentation Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 85

86 B5.11 Componenten en circuits Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 86

87 B5.12 Photonics Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 87

88 B5.13 Mechatronics en Manufactoring Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 88

89 B5.14 Embedded Systemen Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 89

90 B5.15 Hightech materialen Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 90

91 B5.16 Nanotechnologie Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 91

92 B5.17 ICT Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 92

93 Bijlage 6 Wetenschappelijke publicaties: Participatie door internationale (niet-europese) bedrijven B6.1 Semiconductors Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 93

94 B6.2 Printing Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 94

95 B6.3 Lighting Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 95

96 B6.4 Solar Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 96

97 B6.5 Healthcare Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 97

98 B6.6 Security Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 98

99 B6.7 Automotive Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 99

100 B6.8 Aeronautics Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 100

101 B6.9 Space Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 101

102 B6.10 Advanced instrumentation Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 102

103 B6.11 Components and Circuits Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 103

104 B6.12 Photonics Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 104

105 B6.13 Mechatronics and manufactoring Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 105

106 B6.14 Embedded Systems Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 106

107 B6.15 Hightech materials Landenoverzicht Bedrijvenoverzicht Page 107