دانلود مقاله ضرورت و روش تدوین استراتژی نانوتکنولوژی

اختصاصی از فایلکو دانلود مقاله ضرورت و روش تدوین استراتژی نانوتکنولوژی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

ضرورت و روش تدوین استراتژی نانوتکنولوژی برای فن‌آوری مخابرات الکترواپتیک کشور

با توجه به افزایش تقاضا برای استفاده از سیستم‌های مختلف ارتباطی سریع و پر ظرفیت، سیستم مخابرات نوری بهترین انتخاب برای جوابگویی به این تقاضای روز افزون است. این سیستم‌ها در سرعت‌های بالا با استفاده از موجبرهای الکترواپتیک در ابعاد نانومتری ساخته می‌شوند. گرچه کشور ما در زمینه‌های مختلف علمی ممکن است از کشورهای پیشرفته عقب‌تر باشد، ولی شواهد حاکی از آن است که در زمینه اپتیک و لیزر فاصله ما با آنها بسیار کم است و با برنامه ریزی دقیق، خیلی سریع می‌توان با آنها رقابت کرد[1]. از طرفی تا سال 2000 هنوز کشورهای منطقه خاورمیانه سهمی در بازار بین المللی مخابرات نوری نداشتند و این منطقه بکر و خالی از رقیب داخلی باقی مانده‌است. ضمنا تا سال 2004 سهم این بازار حدود 100 میلیارد دلار برآورد شده، که رقم قابل توجهی است[2]. به‌عنوان مثال، فروش کریستال‌های غیرخطی که در مخابرات الکترواپتیک به‌کار می‌رود، رشدی سرسام آور دارد بطوری‌که در سال 2005 فروش 36 برابر فروش سال 2000 خواهد بود و به‌طور متوسط سالانه بیش از 90% افزایش رشد وجود خواهد داشت[2]. بنابراین تدوین استراتژی واحد، در کل کشور رمز موفقیت در این کار خواهد بود. در این مقاله ابتدا ضرورت تدوین استراتژی نانوتکنولوژی برای مخابرات الکترواپتیک بیان می‌شود، سپس مدل جامع مدیریت استراتژیک و روش و مراحل تدوین استراتژی ارایه می‌شوند. در ادامه، نمونه‌ای از نقاط قوت و ضعف و فرصت‌ها و تهدیدها در زمینه فن‌آوری مخابرات الکترواپتیک و استراتژی‌های مرتبط و متناسب با آنها بیان می‌شود. در آخر راهکارها و پیشنهاداتی برای پیاده‌سازی در ایران ارایه خواهد شد.

مقدمه
ساده‌ترین تعریف از نانوتکنولوژی بیان می‌کند که این فن‌آوری قدرت سازماندهی، کنترل و ساخت در حد اتمی و مولکولی را فراهم می‌آورد. با این فن‌آوری جدید، انقلابی در زندگی بشر به‌وجود آمده و مواد و امکانات جدیدی در عرصه‌های مختلف علوم از جمله مخابرات، شیمی، مواد، بیوتکنولوژی و غیره ایجاد می‌شود. نانوتکنولوژی مبحث جدیدی نیست و از سالها پیش در زندگی بشر وجود داشته است، ولی قرن حاضر زمانی است که بشر توانسته آن را بهتر بشناسد و با رویکردی جدید، بیشتر از گذشته آن را تحت کنترل خود درآورد[3].
تکامل سیستم‌های شبکه اترنت((Ethernet از Mb/s 100 به Gb/s 1 و سپس Gb/s 10 سبب رشد خیلی سریع شبکه‌های محلی شده است. همزمان با آن الگوی ترافیکی به بیرون از ناحیه محلی و هسته شبکه منتقل شده است. پیشرفت شگرف تجهیزات الکترواپتیک از لحاظ قیمت و عملکرد باعث می‌شود تا شبکه‌های DWDM و سوییچهای الکترواپتیک جایگزین شبکه‌های عمومی(Public Network Sector) شوند. زیرا این سیستم الکترواپتیک قادر است، سرعت قسمت پشتیبان (Backbone) شبکه IP را تا حد تراهرتز (1012 Hz) با هزینه کمتر، افزایش دهد[3]. لازم به ذکر است، ایجاد سیستم‌های نوری سرعت بالا، تنها با استفاده از مدولاتورها و سوییچهای الکترواپتیکی یا تمام نوری امکان پذیر است. زیرا افت سیگنال انتقال داده شده با کابلهای نوری نیز، مانند سایر محیط‌های انتقال، در مسافت‌های طولانی بسیار زیاد شده و باعث محو سیگنال و عدم دریافت آن می‌شود. برای جلوگیری از این مسأله، باید سیگنال اطلاعات در فرکانسهای بالا مدوله شود و این کار با استفاده از مدولاتورهای نوری امکان پذیر است. در میان مدولاتورهای نوری نیز مدولاتورهای الکترواپتیکی ماخ زندر بهترین کیفیت را دارا هستند. ساخت این مدولاتورها، نیازمند تجهیزات لایه نشانی و اتاق‌های تمیز با کلاس بالا (کمتر از 1000) است. لایه نشانی‌های لازم برای ساخت این مدولاتور و ادوات جانبی آن که مهم‌ترین بخش در سیستم‌های نوری محسوب می‌شوند، دقتی در حد نانومتر و آنگستروم را می‌طلبد. حتی در لایه نشانی با روش‌های تعویض پروتون و اپیتکسی، اتم‌ها با آرایش مناسب، تک به تک در کنار هم چیده ‌می‌شوند. به همین علت است که نانوتکنولوژی در صحنه مخابرات نوری وارد شده است. برای ساخت مدولاتور نوری از بستری به نام لیتیوم نایوبیت استفاده می‌شود. این ماده یک کریستال غیرایزوتروپیک است که ضریب ‌شکست آن با اعمال ولتاژ الکتریکی بر روی آن تغییر می‌کند. از این خاصیت برای مدولاسیون نور در آن استفاده می‌کنند[5]. در بخش‌های دیگر این مقاله در زمینه میزان فروش و سهم بازار لیتیوم نایوبیت و دیگر تجهیزات مخابرات الکترواپتیکی، مطالبی مطرح خواهد شد که بر ضرورت تدوین استراتژی در این صنعت تاکید خواهد کرد.
کشور ما اغلب دنباله رو کشورهای صنعتی بوده و نوآوری تکنولوژیکی آن در حداقل ممکن بوده است. از طرفی عدم وجود بستر مناسب برای تحقیقات پیشرفته در کشور، مهاجرت دانشمندان به کشورهای صنعتی را تشدید کرده است. ایجاد بستر مناسب برای این کار نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و صرف هزینه بالاست که باید توجیه منطقی داشته باشد. در ادامه ضرورت تدوین استراتژی با بیان نتایج اقتصادی حاصل از پیاده‌سازی طرح معرفی می‌شوند.

ضرورت تدوین استراتژی برای صنعت مخابرات الکترواپتیک کشور
در عصر حاضر واژه‌های تحقیقات بنیادی(Basic Research) و تحقیقات کاربردی(Applied Research) جای خود را به تحقیقات استراتژیک و مأموریت‌گرا (Vision-Oriented) داده‌اند[6]. بنابراین در آینده قدرت در اختیار ممالکی است که مدیریت و تخصص لازم برای تبدیل سریع تحقیقات علمی به فن‌آوری برتر روز را در اختیار داشته باشند. در کشور ما امروزه چیزی به نام استراتژی تدوین شده، برای فعالیت‌های فن‌آوری اپتیکی و لیزری وجود ندارد و این امر سبب تشتت کارها و عدم نتیجه‌گیری صحیح شده است. موارد زیر از جمله دلایلی است که ضرورت تدوین استراتژی در این بخش را بیان می‌کند:
• نیازمندی به سیستم‌هایی با پهنای باند وسیع در آینده: رشد سریع تکنولوژی باعث افزایش سرعت شبکه‌های مخابراتی شده است. از طرفی ضرورت پیوستن به بازار تجارت جهانی حقیقتی انکارناپذیر است. زیرا کشورهایی که در این محدوده قرار نگیرند در آینده با مشکلات عدیده‌ای مواجه خواهند شد[9]. از طرف دیگر تجارت جهانی با در دست داشتن سیستم‌های سریع مبتنی بر WEB بسیار موثر تر از گذشته عمل خواهد کرد.
• کل سهم بازار مخابرات در سال 2000، معادل 5/237 میلیارد دلار بوده است که 19 درصد آن، یعنی 2/45 میلیارد دلار، سهم بازار مخابرات نوری است و این سهم نیز در سال‌های آینده رو به افزایش است(شکل1). در واقع با یک تکنولوژی که در مراحل اولیه چرخه عمر خود قراردارد و کاملا رو به رشد حرکت می‌کند، روبه‌رو هستیم[3] که سرمایه‌گذاری در این تکنولوژی معقول و منطقی است.
• سهم مخابرات نوری در سال 2004 با رشد 225% معادل 102 میلیارد دلار تخمین زده شده است (شکل2) که رقمی بسیار قابل توجه است[3].
• در سال 2000 از بازار مخابرات نوری 4/40% متعلق به امریکا، 6/29% متعلق به اروپا، 19% ژاپن، 9/7% متعلق به آسیای میانه و 1/3% متعلق به سایر کشورها بوده است(شکل 3). واضح است که کشورهای منطقه خاورمیانه در این بازار سهمی ندارند و در این جا بازار بدون رقیب مانده است. اولین کشوری که در این منطقه به‌صورتی موفق قدم در عرصه نانوتکنولوژی بگذارد، برگ برنده را با خود خواهد داشت.

شکل1. سهم مخابرات نوری از کل سهم فروش مخابرات دنیا در سال 2000

شکل2. میزان فروش مخابرات نوری در سال 1999 و 2000 و تخمین آن در سال2004 [3]

شکل3. سهم کشورهای مختلف از بازار مخابرات نوری در سال 2000[3]
•
• کریستال‌های غیرخطی موادی هستند که در اثر اعمال ولتاژ الکتریکی ضریب شکست آنها تغییر می‌کند. این کریستال‌ها به‌طور گسترده‌ای در ساخت ادوات نوری نانومتری و لیزرها مورد استفاده قرار می‌گیرند. شرکت مخابرات تجاری آمریکا (BCC: Business Communication Co.) تحقیقات وسیعی در زمینه بازار فروش این کریستال‌های غیر خطی انجام داده است. این مطالعات نشان می‌دهد بازار فروش این کریستال‌ها به‌طور متوسط هر سال 90% رشد خواهد داشت. در این میان لیتیوم نایوبیت LiNbO¬3 به عنوان اصلی‌ترین کریستالی که در ساخت مدولاتورهای الکترواپتیک سریع به‌کار می‌رود، حدود75 % از بازار را در سال 2000 به خود اختصاص داده است که در سال 2005 این مقدار به 88% سهم بازار مواد غیرخطی افزایش خواهد یافت. با این وصف، لیتیوم نایوبیت یکه تاز بازار فروش خواهد شد. در مرحله بعد از آن، کریستال‌هایی مانند LiIO¬3

2000 2005 AAGR%
2000-2005
LiNbo3 316.1 9,919.7 99.2
Rotators,isolators(Lio3,CuSo4) 34.0 1,100.0 100.4
KTP 34.9 110.5 25.9
Other NLO materials 40.3 74 12.9
Total 425.3 11,204.2 92.4
جدول 1- فروش مواد الکترواپتیک غیرخطی مورد استفاده در مخابرات الکترو اپتیک در سال 2000 و 2005(برحسب میلیون دلار) [2]

شکل 4. تخمین درصد فروش مواد الکترواپتیک جدول(1) در سال 2000 و 2005 (توسط BCC امریکا) [2]

قرار دارند که در ساخت لیزرها و ایزولاتور‌ها به‌کار می‌روند[2]. این مسأله به‌خوبی بیان می‌کند که آینده متعلق به مخابرات الکترواپتیک است(شکل 4). طبق جدول 1 کل فروش این مواد در سال 2005 معادل 2/11 میلیارد دلار خواهد بود.
• طبق مطالعات BCC مقدار رشد سالانه بازار (AAGR%: Average Annual Growth Rate)صنعت فوتونیک و مخابرات نوری، صفحه‌ها نمایشی نوری (Displays) در سال 2001 الی 2006 معادل55% خواهد بود (جدول 2 این موضوع را نشان می‌دهد)[2]

Marker for Applications Based on Organic and Polymeric Materials
($ Millions)

2001 2006 AAGR%
2001-2006
Displays 2,316 18,789 52.0
Telecommunications and photonics 2,192 19,605 55.0
Laser and nonlinear optics 16 35 16.9
Total 4,524 39,429 53.4
• جدول 2- بازار فروش مخابرات نوری و فوتونیک، لیزر و اپتیک غیرخطی در سال 2001 و2006 [2]

• آمار نشان می‌دهد، خروج دانشمندان، افراد فرهیخته و متخصص از کشور، تنها به دلایل اقتصادی انجام نمی‌شود. تعداد کثیری از این افراد به‌خاطر عدم وجود بستر تکنولوژیکی و آزمایشگاههای مجهز پیشرفته در ایران، به کشورهای غربی مهاجرت می‌کنند که امکان بازگشت آنها در صورت ایجاد بستر مناسب علمی وجود دارد[6]. به عنوان مثال، تنها در بخش مخابرات دانشگاه واترلو کانادا حدود 30 نفر دانشجو و استاد ایرانی حضور دارند .
• در کشور ما پتانسیل علمی لازم برای انجام تحقیقات مخابرات الکترواپتیک و لیزر در حد گسترده وجود دارد و در این صنعت با کشورهای خارجی فاصله کمی داریم و امکان رقابت برای ما وجود دارد. وجود مقالات منتشر شده در نشریات معتبر بین المللی و پروژه‌های فوق لیسانس و دکترا در این زمینه، خود مؤید این مسأله است. از طرفی در دانشگاههای مختلفی مخابرات الکترواپتیک، لیزر و اپتیک به عنوان رشته‌های مجزا در سطح فوق لیسانس و دکترا ارایه می‌شود]1[.
• برآوردهای بین المللی در سال 1998 حاکی از آن است که برای انجام بیش از 6000 میلیارد دلار کل مبادلات کالایی جهان، حدود 100

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  35  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید