Download y los detectores

Commercialization of the
Alibava System
Manuel Lozano
CPAN Workshop on Technology Transfer
Alibava Systems, S.L.
Alibava Systems, S.L.
• Alibava Systems, S.L. es una pequeña empresa recién creada por científicos españoles, italianos y británicos que trabaja en el campo de los detectores de partículas
• La empresa se dedica a la electrónica de lectura de los detectores
• Es una spin‐off del CSIC
• El CSIC nos ha licenicado la tecnología
• Explicaré la razón que nos motivó a crear la empresa
• Y la experiencia de comenzar una compañía nueva
Presentación
Presentación
• Manuel Lozano
• Investigador del CSIC
• En el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB‐CNM)
– Localizado en Bellaterra (Barcelona)
– Dedicado a la Micro y Nano Electrónica
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Sala Blanca de Micro y Nano Fabricación
Procesado de obleas de silicio
Test de dispositivos semiconductores
Diseño de circuitos integrados
Vistas de la Sala Blanca
Vistas de la Sala Blanca
Grupo de detectores de partículas
Grupo de detectores de partículas
• En el IMB‐CNM hay un grupo dedicado a los detectores de partículas que comenzó en 1996
• Colaboramos con el CERN desde nuestro comienzo
• Personal
–
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4 doctores de plantilla
3 doctores contratados
4 estudiantes de doctorado
2 ingenieros
Tendencia en detectores de silicio
Tendencia en detectores de silicio
• La superficie de los detectores aumenta exponencialmente
• El coste de los detectores de silicio baja exponencialmente
Oportunidad de negocio
Actividad Grupo de detectores
Actividad Grupo de detectores
• Diseño, simulación, fabricación y caracterización de detectores
– Diseños de tipo pad, strip y pixel
– Tecnologías P‐in‐N, N‐in‐P and N‐in‐N
P-N diodes
1E21
Measurement
Net concentration
Boron concentration (after Anneal
Boron concentration (before Anne
1E20
1E19
-3
Concentration(cm )
1E18
-6
10
Boron:
Implantation energy=50KeV
15
-3
Dose=4.2 *10 cm
1E17
1E16
1E15
1E14
1E13
1E12
Total current on pixel 5 1E11
CdTe 1mm thick
1E10
Charge generated at t=1e-9s
1E9
0,0
Distance from back contact
100m
500m
m
0,5 9001,0
1,5
2,0
Distance(m)
Total Current (A)
-7
10
-8
10
-9
10
-10
10
0,00
-8
-8
-8
-7
-7
-7
-7
-7
2,50x10 5,00x10 7,50x10 1,00x10 1,25x10 1,50x10 1,75x10 2,00x10
Time(s)
2,5
3,0
3,5
Actividad Grupo de detectores
Actividad Grupo de detectores
• Estudio de los efectos de la radiación en los detectores y los circuitos
• Imagen médica (Radiografía digital)
• Detectores de neutrones
• Adaptadores de paso (fanins)
• Técnicas de encapsulado
• Desarrollo de tecnologías avanzadas
– Detectoress 3D
– Slim edge (sin bordes)
– Detectores ultra delgados
Cadena de valor
Cadena de valor
• En el grupo ofrecemos la cadena de valor completa, salvo la electrónica de lectura
• Se complementa con la empresa spin‐off
• La empresa no compite con el grupo de investigación
• Evitamos conflictos de intereses
La I+D en el CERN
La I+D en el CERN
• En el CERN están los grandes experimentos en torno a LHC: ATLAS, CMS, LHCb, ALICE.
• Hay otros más pequeños sobre LHC (TOTEM, LHCf, MoEDAL, ) o fuera (ISOLDE, nTOF, NA62, ...)
• Y finalmente hay otras colaboraciones de I+D más pequeñas y que sirven de soporte para las grandes
– Listado completo en el Graybook del CERN: http://greybook.cern.ch/
• Ejemplos:
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–
RD‐18(CRYSTAL CLEAR): scintillation materials
RD39(SMSD): Cryogenic Tracking Detectors
RD42: Diamond Detectors
RD50: Radiation Hard Detectors
RD51: Micro‐Pattern Gas Detectors
RD52: Dual‐Readout Calorimetry
Otras oportunidades
de colaboración y de negocio
RD50
RD50
• El objetivo es desarrollar detectores ultraresistentes a la radiación para el futuro upgrade del LHC (HL‐LHC)
• Nuestro grupo es miembro de RD50 desde su creación
Test
Test de detectores
de detectores
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•
Cuando se desarrollan detectores es necesario caracterizarlos
Medidas I‐V, C‐V hasta 1000V
Estudio de la vida media de portadores
CCE (charge collection efficiency)
– Carga depositada por las partículas en el detector
– Medidas a ‐30ºC
– Fuente radioactiva o laser
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•
Relativamente sencillo para un canal (detector tipo pad)
No es nada fácil para detectores tipo micropistas (strip) con más de 100 canales
Test
Test de detectores
de detectores
• Sistemas de tests previos para microstrip
• Electrónica muy compleja
• Cada Instituto desarrollaba su propio hardware y software
• Ejemplo: en la foto sistema para el test de módulos de ATLAS (Cambridge, RAL, UCL)
• Engorroso, caro, difícil de conseguir un sistema, difícil de usar
• Ausencia de standard
El sistema Alibava
El sistema Alibava
• Un grupo de físicos e ingenieros decidimos desarrollar un sistema compacto, portátil y fácil de usar para caracterizar detectores
• Se diseño para satisfacer las necesidades de los miembros de la colaboración RD50
• Definimos las especificaciones:
– Selección del chip de lectura (no teníamos recursos para desarrollar uno nuevo): LHCb
Beetle
– Arquitectura del sistema: FPGA
– Dividido en dos placas
– Conexión USB • Dos años de desarrollo
RD50 support
RD50 support
Incialmente fabricamos tres unidades para uso propio
• Otros grupos de RD50 nos pidieron más sistemas
• No disponíamos de recursos y pedimos a RD50 una subvención para producir 25 unidades
• Comenzamos a comercializar el sistema desde el CSIC
• Como compensación decidimos aplicar un descuento a los miembros de RD50
• El sistema Alibava (A Liverpool Barcelona Valencia) se acababa de lanzar al mercado
Alibaba
Alibaba System
System
• El Sistema ALIBAVA es el primer sistema compacto y portátil para la caracterización de detectores de radiación de tipo microstrip.
• Los elementos del sistema son:
– Placa Detector (DB): alberga la electrónica de front‐end y los buffers de linea
– Placa Madre (MB): alberga los conversores AD y los controladores para la comunicación con el PC
– Software: para la configuración, la adquisición y el análisis de datos • Plug‐and‐Play con Linux y Windows
Alibaba
Alibaba System
System
La DB alberga dos chips Beetle, los adaptadores de paso (PA) y los detectores
• Hasta 256 canales de lectura
• La MB proporciona una señal de disparo sincronizada y programable para pilotar un láser pulsado
• Paquete de software completo con autoinstalación: conectar y obtener resultados!
• El software incluye las comunicaciones, configuración, adquisición y análisis
• Todo se configura de forma predeterminada
•
Expansión
Expansión
• Tras agotar el primer lote de 25 unidades más institutos pedían un sistema. Decidimos expandirnos y crear una empresa
¿Porqué?
• Dedicábamos mucho tiempo a tareas comerciales, desarrollo de software, fabricación, atención al cliente, etc.
• Queríamos mejorar aún más el sistema, desarrollar de accesorios, aplicaciones, etc
• Estábamos limitados dentro del CSIC
• Representaba una gran cantidad de trabajo extra
• Sin ningún tipo de compensación personal
Crear una empresa no es tán
Crear una empresa no es tán fácil
fácil
• Recibimos cursos de emprendeduría (ningún socio tenía un MBA)
• Preparamos toda la documentación necesaria
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Plan de Negocio
Otro año de
Estudio de mercado
planificación y
Análisis DAFO
trabajo
Estatutos de la empresa
Acuerdo de socios (... y el capital inicial de la empresa)
Contrato de licencia CSIC
Problemas adicionales ya que la mayoría de nosotros somos funcionarios y tenemos limitaciones legales
– Ley de incompatibilidades, Ley de la Ciencia
• Búsqueda de Director de la empresa
• Por el momento no buscamos financiación externa
• Para todo ello contamos con la inestimable ayuda de la VATC del CSIC y del Parc de Recerca de la UAB
Creación de Spin‐off
Creación de Spin‐off
• Al poner en marcha una empresa tecnológica es importante tener en cuenta el "Valle de la Muerte"
• La distancia entre el prototipo de investigación y producto de mercado es enorme
• Es importante tener en cuenta lo que el mercado quiere
• Y no lo que es bonito, interesante, atractivo, innovador, etc. para los investigadores e ingenieros
• En Alibava comenzamos con el lanzamiento de un sistema de laboratorio, lo que nos ha ayudado a salvar la distancia
Llevar una empresa no es tán
Llevar una empresa no es tán fácil
fácil
• Aparte de las actividades de ingeniería interesantes
• La empresa tiene que:
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Buscar financiación
Pagar salarios
Declaraciones de impuestos
Cuentas anuales
IVA, exportación, aduanas, ...
Atención al cliente
Reparaciones
Mantenimiento de la página Web
Ventas y acciones de marketing
Ir a conferencias, ferias, ...
Tratar con fabricantes
etc.
• Se necesitan profesionales
– Que pueden ser subcontratados
Clientes actuales
Clientes actuales
• Alibava es el sistema de referencia para los estudios de sobre detectores de partículas
• La mayoría de los grupos RD50 lo utilizan
• Clientela internacional
• Más de 30 publicaciones en revistas y conferencias citan el Sistema Alibava
• Buen servicio de atención al cliente
• Actualizaciones de software
• Comunidad de usuarios que desarrollan nuevas macros de análisis
BE
US
CH
CZ
UK
DE
SI
IT
FR
ES
Alibava
Alibava System
System Users
Users
Desarrollo futuro
Desarrollo futuro
• No se puede mantener una empresa con un solo producto
• Es necesario prever el desarrollo futuro desde el comienzo (Plan
de Negocio)
• Desarrollamos DBs a medida
• El presente sistema es ahora " Alibava System I"
– Se necesita una fuente de alimentación externa y un láser (o fuente radiactiva o haz de partículas)
• En septiembre lanzaremos un nuevo sistema Alibava que incorpora la fuente de alimentación y un láser de bajo coste
• Hemos desarrollado un telescopio de partículas basado en el sistema Alibava
• Hemos desarrollado un PAs especiales para leer detectores de tipo pixel con el sistema. Lo estamos usando para testear sensores pixel ATLAS FE‐I4 Alibava
Alibava System
System for
for education
education
Será un sistema simple y amigable para explicar los conceptos de física de partículas, nuclear y de radiaciones y l funcionamiento de los detectores
• Los estudiantes podrán aprender fácilmente conceptos como: relación entre ruido y tensión de polarización; espectro de energía de una partícula (MIP), tamaño de clúster, resolución en la posición y muchos otros conceptos
• El sistema tendrá
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–
Fuente de alimentación,
Láser con sistema de posicionamiento
Detector de 128 canales
Trigger
Libro de ejercicios
Todo ello en un maletín de transporte Otros productos
Otros productos
Custom Daugther Boards
Extensible DB
Two‐end DB
Alibava Telescope
Trigger card
MPW pitch adapter (fanins)
Contacto
Contacto
www.alibavasystems.com
Manuel.Lozano@csic.es
info@alibavasystems.com