De gascrisis drukt ons nog eens met de neus op de feiten. We zijn voor essentiële processen die de samenleving draaiende houden te afhankelijk van landen buiten Europa. Ook als het gaat om de productie van chips streeft Europa ernaar om meer op eigen benen te gaan staan. Twente wil daar een voortrekkersrol in spelen. De Universiteit Twente, het instituut voor nanotechnologisch onderzoek MESA+ en tientallen bedrijven in de regio hebben zich verenigd in het cluster ChipTech Twente, dat ervoor gaat zorgen dat het ambitieuze plan gerealiseerd wordt. “Alle ingrediënten zijn hier in de regio aanwezig”, zegt Bram Nauta, hoogleraar Integrated Circuit Design Universiteit Twente.
Zonder chips staat de wereld stil. We hebben ze nodig voor koelingssystemen in winkels, voor verkeerslichten, voor de internetverbinding en zelfs voor onze elektrische tandenborstel. Europa is voor haar chipvoorziening momenteel sterk afhankelijk van landen als Taiwan en Korea, maar als het aan de Europese Unie ligt komt daar op korte termijn verandering in. Europa wil met The European Chips Act de positie van Europa versterken en de chipproductie voor 2030 verdubbelen. Er is dus werk aan de winkel, ook in Nederland.
Chipdesign in Twente
De regio Twente streeft er met het Chip Tech consortium naar om een sleutelpositie in te nemen. De regio bewees afgelopen jaren al de ingrediënten in huis te hebben om de chipsystemen van de toekomst te ontwikkelen. Er zijn nu negen chipontwerpbedrijven in de regio die (delen van) chips ontwerpen voor verschillende, wereldwijd opererende fabrikanten. Zij ontwerpen de chips waar nu zo’n enorm tekort aan is en nemen een belangrijke internationale positie in. Zonder structureel geld en zonder nieuw talent kan Europa onvoldoende haar ambities waarmaken. Daarnaast zijn er bedrijven als LioniX International en PhiX die bekend staan om hun ontwikkeling van fotonische chips, welke met licht in plaats van elektronen hun functies kunnen uitvoeren. Ook hebben bedrijven gericht op microfluïdische chips, zoals Micronit, Medspray en Uneedle, zich in de regio gevestigd. En binnen de Universiteit Twente (UT) is er een groeiende vakgroep rondom labs-on-a-chip: kleine apparaten die die verschillende laboratoriumfuncties op een enkele chip integreren.
Afgelopen jaren vonden er dus al stevige ontwikkelingen plaats. Maar de ambities van Chip Tech Twente reiken verder. Want de toekomst van chips ligt in de integratie van de verschillende systemen die in de regio ontwikkeld worden. “Neem bijvoorbeeld de MedTech-industrie”, licht Nauta toe. “In deze sector komen heel veel verschillende systemen samen. Wat als je die kunt integreren? Dan zou het zomaar eens mogelijk kunnen zijn om wc-papier te laten fungeren als detecteringssysteem voor ziekten tijdens een toiletbezoekje. Zo’n slim geïntegreerd systeem bestaat nog niet. Wij zouden daar, hier in Twente, verandering in kunnen brengen.”
Foundry voor heterogene systemen
Twente erkent de urgentie van de integratie van systemen en gaat een volgende stap zetten: Het opzetten van een pure-play foundry, waar bedrijven samen aan heterogene toepassingen kunnen werken. Bedrijven en wetenschappers kunnen er naast elkaar op kleine schaal prototypes maken en aan nieuwe ontwerpen werken. Er zullen ook machines beschikbaar komen die het gehele systeem eromheen kunnen produceren.
Het realiseren van zo’n foundry is een zeer goed idee, vindt Nauta. In juni overhandigde hij, samen met Timo Meinders, zakelijk directeur van het MESA+ Instituut, het ambitieplan aan Europarlementariër Bart Groothuis voor het versterken van de Chip Tech in Twente. “Bedrijven werken er zij aan zij aan innovatieve eindproducten, die vandaag de dag nog niet eens bestaan. Denk aan een stofzuiger met sensoren die vlekken kan ‘ruiken’ en daardoor effectiever kan doen waar het voor gemaakt is. Of neem het airbagsysteem dat ik net noemde. Zo’n foundry is de ideale locatie om dergelijke toepassingen tot leven te brengen. Maar voordat zulke toepassingen op grote schaal geproduceerd worden, moeten ze eerst ontworpen worden. Dat is precies waar we hier in Twente goed in zijn. We moeten alleen nog zien dat we de neuzen van bedrijven dezelfde kant op krijgen en dat ze gaan samenwerken. De foundry zal daarbij helpen.”
Meer geïntegreerde systemen
Door de jaren heen slaagden verschillende Twentse chipdesignbedrijven er al in om verschillende geïntegreerde toepassingen in de markt te zetten. Het Enschedese Axign ontwikkelde een versterker met chips die het geluid van draadloze speakers verbetert. De versterkers worden onder andere verwerkt in de geluidssystemen van de Amerikaanse producent JBL. QBayLogic werkt samen met toonaangevende bedrijven en instellingen, waaronder Airbus en TNO, aan een chipdesign (met daarin zowel analoge als digitale elementen) voor een laseroplossing binnen het TOmCAT-project (Terabit Optical Communication Adaptive Terminal). Dit project moet lasercommunicatie met hoge verwerkingscapaciteit tussen grondstations en satellieten mogelijk maken. Uiteindelijk is het doel van de foundry om dus nog meer van dergelijke toepassingen te stimuleren.
Uniek start-up klimaat
Dat Twente zoveel potentie heeft op het gebied van chipdesign, heeft onder meer te maken met het unieke start-up klimaat. In de Brainport regio, het innovatie ecosysteem van Eindhoven, vestigen zich al decennia lang grote bedrijven als ASML en Philips. In Twente ontbreekt het aan grote techgiganten. Maar daardoor is er juist ruimte voor de kleinere tech start-ups in de regio. “Studenten die afstuderen aan de universiteit in Eindhoven komen uiteindelijk terecht bij die techreuzen. De prikkel om een eigen bedrijf te starten is er minder aanwezig. In Twente hebben zich over de jaren heen al zo’n negen bedrijven gericht op chipontwerp gevestigd, voortkomend uit de vakgroep van de Universiteit Twente. Onze studenten, die gewild zijn over de hele wereld, in combinatie met deze chipgerelateerde bedrijven, trekken op hun beurt ook weer nieuwe bedrijvigheid aan. En nu hebben we hier dus een ecosysteem met als potentie om het wereldtoneel te kunnen bedienen.”
Groeifondsen
Ook groeifondstoekenningen in Twente dragen bij aan de ambitie van de regio om dé locatie te worden voor de ontwikkeling, productie en packaging van heterogene systemen. Ivan Stojanovic is projectmanager geïntegreerde fotonica en semicon bij Oost NL. Hij is er van overtuigd dat twee toekenningen in het bijzonder, namelijk die vanuit PhotonDelta en van NXTGEN HIGHTECH, een grote rol spelen. “Binnen deze toekenningen is er ruimte voor onderzoeksgeld om te komen tot verschillende heterogene systemen welke unieke applicatievelden zullen kunnen bedienen”, licht Stojanovic toe.
Binnen PhotonDelta wordt er gekeken welke stappen er nodig zijn om fotonische chips naar een hoger plan te brengen en naar hoe de productie nog efficiënter kan. “Zie het als het ontwikkelen van het kookboek van de fotonische chip. We werken daarbij samen met Twentse partijen, maar ook met partijen uit Brabant, zoals Smart Photonics. Fotonische chips zullen een belangrijke rol spelen in heterogene systemen, net als elektronische chips. Maar daarom moeten we deze wel marktrijp krijgen en alle bottlenecks er uit halen.”
NXTGEN HIGHTECH is een breder ingeschoten programma waarin wordt onderzocht hoe Nederland haar sterke technologische positie kan vasthouden op gebieden als biomedische technologie, agrifood en laser satelliet communicatie. “In dit programma ontwikkelen we de tools en apparatuur die dit mogelijk maken. Daarbij hoort ook het maken van apparatuur die heterogene integratie mogelijk maken en de daaruit komende systemen klaarstomen voor de aanstaande marktvraag. Denk hierbij aan systemen die gebruik gaan maken van MEMS sensoren, fotonische chips en sensoren maar ook elektronische chips en sensoren. Die moeten we allemaal kunnen assembleren en testen.”
Kwestie van durven
Net als Nauta heeft ook Stojanovic er vertrouwen in dat Twente met al haar kennis en expertise een voortrekkersrol gaat innemen op het gebied van heterogeen systeem design. “Het is nu vooral een kwestie van durven. Als we nu investeren, en er hier straks een foundry staat, dan zijn we klaar voor de ontwikkelingen die ons in de toekomst te wachten staan. Ik denk dat Twente het kan.”
De komende maanden gaat ChipTech Twente aan de slag om een roadmap op te stellen. Naar verwachting wordt deze in september afgerond.
