Harry Peterson es un diseñador de chips de señal mixta con una licenciatura en Física de Caltech. Dirigió grupos de diseño de circuitos integrados en Fairchild, Kodak, Philips, Northern Telecom, Toshiba y Pixelworks. Durante sus años sabáticos, ayudó a volar experimentos en el observatorio de satélites en órbita de la NASA (OSO-8) y construyó telescopios en las Islas Canarias. Es director ejecutivo y cofundador de Siloxit, una startup que ha desarrollado un módulo de IoT industrial (IioT) que monitorea y controla de forma segura el funcionamiento de la red eléctrica. Ha producido muchas publicaciones, patentes, presentaciones y cursos cortos. Por diversión, nada, camina y piensa en astronomía.

Cuéntame sobre tu viaje a Siloxit.

Yo cofundé siloxit que es una startup y una empresa de cartera en la incubadora de catalizadores de silicio. Siloxit está en el negocio del Monitoreo de Condición en Línea Distribuido (DOCOM) de infraestructura. El mercado de infraestructura específico en el que nos enfocamos es la red de energía.

Hace mucho tiempo, cuando era estudiante de Caltech, tuve la suerte de conseguir un trabajo en la construcción de telescopios. Eso continuó durante mis días en la escuela de posgrado. Eventualmente hice la transición al diseño de circuitos integrados en el venerable Fairchild Semiconductor, que fue un gran lugar para aprender física de dispositivos y un buen punto de partida para toda una vida de aventuras en el diseño de circuitos de señal mixta. En 1988, algunos de mis colegas de Fairchild me invitaron a unirme a ellos como el empleado número siete en ACM research, que era la startup de IoT fundada por Mike Markkula antes de que IoT existiera. Hace unos tres años, mis amigos Nick Tredennick y Eudes Prado Lopes y yo decidimos que IoT para infraestructura era un concepto muy convincente que nadie había implementado realmente bien, y aprovechamos la oportunidad para solucionarlo fundando Siloxit.

¿Puedes hablar un poco más sobre Fairchild? Porque ese es un trabajo importante para tener al principio de su carrera.

Cuando surgió la oportunidad de unirme al equipo de Fairchild Semiconductor, trabajando en la fábrica de I+D en Palo Alto, la aproveché. La primera tarea que me dieron fue desarrollar la física del dispositivo de los chips RAM que se construirían en un proceso de fabricación exótico. A IBM le encantó y compró un montón de chips. Pero el chip consumía demasiada energía para ser competitivo.

En Siloxit, está trabajando en mejoras tecnológicas que pueden reducir drásticamente el costo de construir y operar la red. Dime, ¿qué problemas estás resolviendo?

Los casos de uso para este tipo de dispositivos provienen de los desafíos de expandir la infraestructura de la red eléctrica. La red no lo está haciendo muy bien en estos días. La red debe funcionar de manera más eficiente y rentable, la red de distribución debe expandirse, la confiabilidad y la seguridad deben mejorar. Además, aquí en California, debemos deshacernos de los modos de falla que provocan incendios forestales y queman los bosques. Y quedan grandes desafíos técnicos a medida que desarrollamos soluciones que tienen la agilidad y la estabilidad para manejar fuentes de bajo costo que utilizan recursos energéticos dinámicos (DER) como la eólica y la solar.

La buena noticia es que la mayoría de los problemas de la red se pueden solucionar simplemente usando IIoT para controlar y administrar adecuadamente el sistema. La noticia aún mejor es que hay algunas disminuciones bastante pronunciadas en los costos en el lado de la generación de energía, por lo que los costos en espiral podrían reducirse. Abordar algunos de los problemas fáciles de resolver en el lado de la transmisión probablemente tendrá un gran impacto financiero. La tecnología está pasando por cambios muy fundamentales; esto es algo que se ha estado gestando durante cien años, pero ahora la energía renovable y otros factores están redefiniendo la red.

La infraestructura falla con demasiada frecuencia. Entonces, ¿qué quiere decir con ayudar a la red a hacer su trabajo?

Centrémonos en un ejemplo clave: los transformadores de potencia. A primera vista, estos son solo aburridos trozos de hierro de cien toneladas que generalmente ni siquiera contienen silicio. Eso es engañoso. La física de monitorear y administrar de manera efectiva su condición con dispositivos IIoT rentables resulta ser un problema dulce que se puede resolver con IIoT.

Ahora bien, ¿por qué debería importarte esto? Bueno, las implicaciones de costos son significativas. Cada falla importante del transformador conduce a interrupciones extensas y consecuencias posteriores posteriores. La buena noticia es que cuando implementamos IIoT que hace la tarea de diagnóstico obvia, podemos identificar fácilmente cuáles es probable que fallen a continuación.

Al hacerlo, podemos transformar una catástrofe costosa en un evento de mantenimiento programado más asequible. Este es el objetivo final. ¿Cómo logramos esto? Al detectar la falla de un aislador. Los aisladores tienen una vida útil de hasta medio siglo o más, soportando altos niveles de tensión, particularmente en climas severos como mi estado natal de Arizona. Cuando un aislador se acerca a la falla, envía señales de advertencia que indican su desaparición inminente. Al aprovechar nuestra comprensión de la física del plasma, podemos reconocer estas señales.

Estas señales se manifiestan como impulsos eléctricos que se pueden capturar de las líneas eléctricas asociadas. No es una tarea compleja: lo principal que necesitamos es un convertidor analógico a digital confiable capaz de muestrear alrededor de 100 megamuestras por segundo con una precisión de aproximadamente 14 bits. También se requiere un sistema IIoT que se describirá a continuación.

En una corrida de producción de unos pocos cientos de miles de unidades, el costo por unidad se puede reducir a alrededor de mil dólares. Teniendo en cuenta las consecuencias financieras de las fallas de los transformadores, que se estiman en aproximadamente $ 15 millones por incidente según ABB, uno de los principales fabricantes de transformadores, el impacto acumulativo de uno de cada 200 transformadores que fallan anualmente es sustancial.

Para abordar esto, proponemos invertir una pequeña fracción del costo de una falla de un solo transformador en una póliza de seguro, o más bien en una solución de Internet industrial de las cosas. Esta solución IIoT es capaz de detectar los precursores de tales fallas y transmitir esta información a un centro de control central. Con este sistema implementado, podemos organizar una respuesta rápida y eficiente.

En conclusión, al aprovechar la tecnología de sensores avanzada y las soluciones de IIoT, tenemos el potencial de mitigar significativamente los riesgos financieros y operativos asociados con las fallas de los transformadores de potencia. A través del monitoreo proactivo y la detección temprana de precursores de fallas, podemos transformar estos desastres potenciales en eventos de mantenimiento manejables.

Esta es una especie de tecnología de la vieja escuela, redes eléctricas, conoce la nueva escuela, sensores IoT. ¿Qué tendencias tecnológicas estás aprovechando?

Chiplet, la recolección de energía y la ventaja cognitiva son algunas de las tendencias que aprovechamos. Los chiplets facilitan la integración heterogénea rentable de la extraña combinación de tecnologías requeridas para el IIoT necesario. La recolección de energía es a menudo la única solución práctica que cumple con las limitaciones de costo y longevidad de nuestras aplicaciones. La vida útil del servicio de gran parte de la infraestructura que necesita ser monitoreada y administrada por nuestros dispositivos IIoT es muy larga. Comúnmente necesita superar el medio siglo. La idea de cumplir tales requisitos con baterías que 'solo' duran una década es completamente imposible. La recolección de energía de campo magnético (MFEH) resulta ser una buena solución para muchos de los casos de uso que abordamos.

Entonces, ¿qué es la ventaja cognitiva y por qué es esencial para usted?

Es esencial procesar los datos en el perímetro. Esta limitación se vuelve evidente cuando se consideran los costos asociados con la transferencia de un terabyte de datos a un centro de datos distante, lo que incluye importantes gastos de transporte. Idealmente, todos los cálculos deberían realizarse en el propio punto de detección, siguiendo un enfoque jerárquico.

También puede pensar en esto como una arquitectura bioinspirada. La partición para distribuir la carga de trabajo de procesamiento en el hardware es bastante similar a la partición de procesamiento del cuerpo, lo que pone, por ejemplo, gran parte del procesamiento de la visión en una interconexión biológica entre los fotorreceptores de la retina y las neuronas del cerebro. Parte del procesamiento se realiza en el punto de detección, mientras que el procesamiento adicional puede tener lugar en la puerta de enlace y en otros niveles. Las capas sucesivas de procesamiento conducen a capas sucesivas de compresión de datos.

La arquitectura de vanguardia cognitiva brinda beneficios adicionales. Permite un mejor control sobre los costos de comunicación y mejora la seguridad. Actualmente, la seguridad de la red es una gran preocupación debido a los frecuentes intentos de piratería. Sin embargo, los esfuerzos existentes en este sentido han resultado inadecuados. Por lo tanto, nuestra perspectiva es que las aplicaciones específicas, como garantizar la integridad de los transformadores, se beneficiarían de reevaluar todo el proceso desde cero. Esto no implica descartar la infraestructura existente y la red heredada; más bien, significa incorporar nuevos componentes que no dependan de los elementos ineficaces del antiguo sistema. Por ejemplo, aprovechar chips de comunicación avanzados o satélites de órbita terrestre baja, que ya están comenzando a estar disponibles, puede mejorar en gran medida las capacidades del sistema.

La Inteligencia Artificial es fundamental para muchas de las aplicaciones que abordamos. La mayoría de los ingenieros y arquitectos de sistemas están comenzando a darse cuenta de los enormes beneficios que se obtienen al distribuir el procesamiento en lugar de simplemente enviar todos los datos de los sensores a algún bloque central de procesamiento de señales.

¿Qué grandes proyectos de desarrollo de infraestructura se ven afectados por estos desarrollos?

Comencemos por enfatizar la importancia de estos proyectos, incluso si no son grandes en el sentido de que siempre acaparan los principales titulares. Un ejemplo a destacar es la reciente nota de prensa de Iberdrola, empresa española destacada en el sector de las redes. Anunciaron su compromiso de invertir XNUMX millones de dólares en la ampliación de la capacidad de la línea de transmisión en Brasil. Si bien los proyectos individuales pueden no parecer monumentales, el efecto acumulativo de tales oportunidades puede ser sustancial.

Estos desarrollos implican la instalación de miles de kilómetros de cable, junto con varios componentes complementarios. El reto está en gestionar una red cada vez más compleja con cada nueva generación. Además, el auge de las fuentes de energía renovables asequibles agrega otra capa de complejidad al panorama empresarial. Para lograr la rentabilidad, es crucial contar con una red ágil que pueda adaptarse a las fluctuaciones en el suministro de energía de fuentes como la eólica, la solar y las formas emergentes de energía nuclear.

Brasil, en particular, está experimentando un crecimiento sustancial, con la construcción de miles de kilómetros de nuevas líneas de transmisión. Estas instalaciones deben soportar condiciones ambientales desafiantes, lo que garantiza tanto la confiabilidad como la rentabilidad. Además, deben protegerse contra amenazas potenciales, incluidos actos de vandalismo o fallas no deseadas causadas por factores externos. La clave para lograr esto radica en implementar sistemas de monitoreo de condición más avanzados. Siloxit tiene como objetivo especializarse en proporcionar soluciones de monitoreo de condición altamente efectivas mientras las integra sin problemas en las redes de comunicación y las estructuras de administración de la red.

¿Por qué eligió trabajar con Silicon Catalyst?

Cuando decidimos construir IIoT que ayudaría a la red a hacer su trabajo, sabíamos que tendríamos que bailar con elefantes. En los primeros días, éramos solo media docena de personas en una pequeña empresa emergente que explicaba a clientes de miles de millones de dólares que deberían adoptar nuestro pensamiento innovador sobre mejores soluciones para los problemas en los que han estado trabajando durante un siglo. Cuando piensa por primera vez en cómo una docena de personas en una pequeña empresa puede interactuar con las personas e instituciones que están impulsando estos desarrollos de grandes ligas, las respuestas no son inmediatamente obvias. Poco después de fundar Siloxit, nos unimos a Silicon Catalyst. Ha sido una experiencia maravillosa ver cómo Silicon Catalyst nos ha ayudado a conectar los puntos, permitiéndonos asociarnos con TSMC y ST Microelectronics e IMEC y Leti y muchos otros. La lista de socios con los que hemos tenido la suerte de trabajar gracias a Catalizador de silicio es simplemente abrumador.

Vi que tienes una sociedad próxima con YorChip. ¿Hay algo allí de lo que te gustaría hablar?

Nuestra asociación con yorchip es muy emocionante. He colaborado con Kash Johal, el CEO de YorChip, en varios proyectos durante muchos años. Está claro que los chiplets ofrecen ventajas significativas para casos de uso específicos. Siloxit enfrenta desafíos que abarcan múltiples disciplinas, lo que requiere que reunamos varios recursos como sensores de umbral, widgets de seguridad, widgets de procesador, soluciones de conversión A-to-D y componentes de comunicación dentro de un módulo muy compacto al tiempo que garantizamos la rentabilidad.

El enfoque contemporáneo es aprovechar los chiplets, que aprovechan los mejores atributos de las tecnologías altamente eficientes pero en un formato de tamaño que evita el sobreaprovisionamiento innecesario. Por ejemplo, una tarea de conversión de A a D no requiere un chip del tamaño de un centímetro cuadrado; un chip del tamaño de un milímetro puede ser suficiente. Además, los avances en la tecnología de empaquetado, particularmente en los dominios de sensor, chip de procesador, convertidor A-to-D y antena, permiten una integración perfecta de estos chiplets. No se trata simplemente de ensamblar componentes IP de diferentes catálogos, sino de diseñar chips que armonicen de manera efectiva con todo el sistema.

La seguridad es un aspecto crítico que exige una atención especial, lo que requiere una cuidadosa consideración en los niveles de diseño lógico y diseño de dispositivos.

Al integrar con éxito estos chipsets, utilizando solo un pequeño porcentaje del espacio disponible, logramos un resultado significativo que está lejos de ser trivial pero que vale la pena el esfuerzo. El enfoque de YorChip se alinea precisamente con estos objetivos, y anticipamos incorporar esta tecnología en más productos Siloxit en el futuro.

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• Fuente: https://semiwiki.com/ceo-interviews/332043-ceo-interview-harry-peterson-of-siloxit/