De schrik voor het virus was groot bij imec. 'We hebben vijfduizend medewerkers, waarvan drieduizend op de campus in Leuven, waar onze cleanrooms staan. Mijn grote schrik was dat we die moesten sluiten en dan valt heel imec stil. Dan kan je niets meer ontwikkelen, niet meer experimenteren,' zegt Van den hove.

Maar zo ver kwam het niet. Op het dieptepunt van de crisis werkten er nog een kleine duizend mensen in het gebouw, maar de output lag zelfs tien procent hoger dan andere jaren. 'Onze cyclustijd is nog nooit zo goed geweest,' klinkt het, verwijzend naar de tijd die nodig is om wafers (waaruit chips worden gehaald) te verwerken.

Imec is geen chipfabrikant zoals Intel of TSMC, maar legt zich volop toe op onderzoek om steeds meer transistors op één chip te krijgen. 'De nieuwe EUV lithografie ( extreme ultaviolet, nvdr.) die we samen met ASML ontwikkeld hebben, daar zijn we wereldleider in. Je kan vandaag geen geavanceerde chip maken zonder dat daar technologie van ASML en know-how van imec op zit. Je hoort vaak dat we veel te afhankelijk zijn van Azië voor onze chips, maar je kan geen chip maken zonder Europese technologie, dus die afhankelijkheid is tweezijdig.'

Tot op heden gebeurde vooruitgang voornamelijk door transistors te verkleinen, maar dat dit fysiek moeilijker wordt is volgens Van den hove geen rem op innovatie. 'Natuurlijk kom je dicht bij de limieten, maar dat betekent niet dat het stopt. Het is onze rol om die limieten steeds te verschuiven. We maken de transistoren niet alleen kleiner, maar beginnen nu ook te stapelen. Er zitten nog heel wat technieken in de toolbox om te verfijnen en zo door te gaan. We werken bij imec aan een portfolio van technologie die chips complexer maakt, maar er ontstaan ook nieuwe toepassingen door het manipuleren van licht op een chip: photonics, door mechanische componenten te integreren: micromechanics, of door vloeistoffen te manipuleren: microfluidics. Ik zie de toekomst in een combinatie van die verschillende platformen om er dan nieuwe toepassingen rond te ontwikkelen.

De grote opportuniteit zit er nu in dat veel dingen die vroeger in een klinisch labo moesten gebeuren, nu op een kleine chip mogelijk zijn.

Toekomst in healthcare

Die evolutie maakt niet alleen bestaande machines krachtiger, het opent ook de deur voor nieuwe toepassingen. Daar kijkt Van den hove met imec vooral naar gezondheidszorg. 'Dat is een belangrijk groeidomein. In gezondheid heb je vaak enorme rekenkracht nodig, bijvoorbeeld voor DNA sequencing. De grote opportuniteit zit er nu in dat veel dingen die vroeger in een klinisch labo moesten gebeuren, nu op een kleine chip mogelijk zijn. Daardoor daalt de kost en verkleint de form factor waardoor je hetzelfde proces thuis kan doen. Bij de ademtest die we voor covid-19 hebben ontwikkeld, wordt het virus gecapteerd op een chip en doen we onmiddellijk een PCR-test door die chip te laten opwarmen en afkoelen. Dat moest je vroeger in een labo doen.'

Van den hove verwijst daarmee naar de PCR-on-chiptechnologie van imec die binnenkort wordt gecommercialiseerd door miDiagnostics. 'Daar zijn we fier op. Een jaar geleden zijn we daarmee begonnen na enkele brainstormsessies en dat heeft de grootste prioriteit gekregen, waardoor we dat aan een fenomenale snelheid hebben ontwikkeld. Corona was dan wel de aanleiding, maar met dit soort technologie kan je ook andere virussen detecteren, eigenlijk alles wat zich verspreidt via aerosolen: griep, TBC... De sterkte is ook dat we testen of je andere mensen besmet, dat is nog iets anders dan een neuswisser die het virus vaststelt.'

Nieuwe chipfabrieken

Door de wereldwijde chipcrisis wil Europa meer chips op het eigen continent produceren. Van den hove is daar blij mee. 'We hebben gemerkt hoe gevoelig de toeleveringsketen is aan kleine verstoringen. De meest geavanceerde chips worden vandaag vooral in Taiwan gemaakt. Op een paar vierkante kilometer staat daar bijna de volledige productie voor de hele wereld geconcentreerd. Dat is een risico om verschillende redenen, geopolitiek (China beschouwt Taiwan nog steeds als een opstandige provincie, nvdr.), maar de regio is ook heel gevoelig voor aardbevingen. Daarom is decentralisatie van de productie belangrijk.'

'Een jaar geleden gingen er in Europa stemmen op om een eigen 2-nanometerchipfabriek te bouwen, dat vond ik niet realistisch. We doen enorm goed onderzoek in Europa, onder meer bij imec, laat ons die sterktes versterken en één of meerdere topspelers aantrekken in plaats van er mee te concurreren. In dat opzicht ben ik blij dat zowel Intel als TSMC naar Europa kijken.'

Het tekort heeft doen beseffen dat chips essentieel zijn voor innovatie in zoveel sectoren

Waar die fabriek precies moet komen is voor Van den hove minder belangrijk. 'Dat is een kwestie van een goede locatie te vinden en de juiste incentives te geven. We hebben vandaag al zeer nauwe samenwerkingen met Intel, TSMC, Samsung en anderen, als zo'n speler nieuwe productie naar Europa brengt dan wordt de samenwerkingsmogelijkheid alleen maar groter.

Betere software dankzij krachtige hardware

De huidige chipcrisis heeft volgens Van den hove wel meer waardering gebracht voor de sector. 'Een paar jaar geleden werden chips aanzien als iets dat er sowieso was. Het tekort heeft doen beseffen dat ze essentieel zijn voor innovatie in zoveel sectoren. Als je bijvoorbeeld doorbraken wil realiseren in AI, dan moet je de innovaties op gebied van algoritmes kunnen koppelen aan nieuwe chipconfiguraties die de AI-berekeningen op een energie-efficiënte manier kunnen uitvoeren.

Blijven innoveren is niet alleen nodig om de wereld te verbeteren, maar ook om hem leefbaar te houden. 'Alles rondom ons wordt intelligenter en gaat meer data genereren. Als wij geen manieren vinden om die data beter op te slaan of te verwerken, dan zal de energie die nodig is om bijvoorbeeld datacenters te laten draaien, exponentieel stijgen. We moeten dus efficiëntere en energiezuinigere technologie ontwikkelen om bij te blijven. Als dat er niet komt, valt alles stil. Moore's Law kan en mag niet stoppen. Vandaag doen we dat door chips met een derde dimensie te ontwikkelen (meerdere lagen op elkaar, nvdr.), met nieuwe transistorstructuren en op termijn quantum computing.'

© illustratie Eva Lynen
De schrik voor het virus was groot bij imec. 'We hebben vijfduizend medewerkers, waarvan drieduizend op de campus in Leuven, waar onze cleanrooms staan. Mijn grote schrik was dat we die moesten sluiten en dan valt heel imec stil. Dan kan je niets meer ontwikkelen, niet meer experimenteren,' zegt Van den hove. Maar zo ver kwam het niet. Op het dieptepunt van de crisis werkten er nog een kleine duizend mensen in het gebouw, maar de output lag zelfs tien procent hoger dan andere jaren. 'Onze cyclustijd is nog nooit zo goed geweest,' klinkt het, verwijzend naar de tijd die nodig is om wafers (waaruit chips worden gehaald) te verwerken. Imec is geen chipfabrikant zoals Intel of TSMC, maar legt zich volop toe op onderzoek om steeds meer transistors op één chip te krijgen. 'De nieuwe EUV lithografie ( extreme ultaviolet, nvdr.) die we samen met ASML ontwikkeld hebben, daar zijn we wereldleider in. Je kan vandaag geen geavanceerde chip maken zonder dat daar technologie van ASML en know-how van imec op zit. Je hoort vaak dat we veel te afhankelijk zijn van Azië voor onze chips, maar je kan geen chip maken zonder Europese technologie, dus die afhankelijkheid is tweezijdig.' Tot op heden gebeurde vooruitgang voornamelijk door transistors te verkleinen, maar dat dit fysiek moeilijker wordt is volgens Van den hove geen rem op innovatie. 'Natuurlijk kom je dicht bij de limieten, maar dat betekent niet dat het stopt. Het is onze rol om die limieten steeds te verschuiven. We maken de transistoren niet alleen kleiner, maar beginnen nu ook te stapelen. Er zitten nog heel wat technieken in de toolbox om te verfijnen en zo door te gaan. We werken bij imec aan een portfolio van technologie die chips complexer maakt, maar er ontstaan ook nieuwe toepassingen door het manipuleren van licht op een chip: photonics, door mechanische componenten te integreren: micromechanics, of door vloeistoffen te manipuleren: microfluidics. Ik zie de toekomst in een combinatie van die verschillende platformen om er dan nieuwe toepassingen rond te ontwikkelen. Die evolutie maakt niet alleen bestaande machines krachtiger, het opent ook de deur voor nieuwe toepassingen. Daar kijkt Van den hove met imec vooral naar gezondheidszorg. 'Dat is een belangrijk groeidomein. In gezondheid heb je vaak enorme rekenkracht nodig, bijvoorbeeld voor DNA sequencing. De grote opportuniteit zit er nu in dat veel dingen die vroeger in een klinisch labo moesten gebeuren, nu op een kleine chip mogelijk zijn. Daardoor daalt de kost en verkleint de form factor waardoor je hetzelfde proces thuis kan doen. Bij de ademtest die we voor covid-19 hebben ontwikkeld, wordt het virus gecapteerd op een chip en doen we onmiddellijk een PCR-test door die chip te laten opwarmen en afkoelen. Dat moest je vroeger in een labo doen.' Van den hove verwijst daarmee naar de PCR-on-chiptechnologie van imec die binnenkort wordt gecommercialiseerd door miDiagnostics. 'Daar zijn we fier op. Een jaar geleden zijn we daarmee begonnen na enkele brainstormsessies en dat heeft de grootste prioriteit gekregen, waardoor we dat aan een fenomenale snelheid hebben ontwikkeld. Corona was dan wel de aanleiding, maar met dit soort technologie kan je ook andere virussen detecteren, eigenlijk alles wat zich verspreidt via aerosolen: griep, TBC... De sterkte is ook dat we testen of je andere mensen besmet, dat is nog iets anders dan een neuswisser die het virus vaststelt.' Door de wereldwijde chipcrisis wil Europa meer chips op het eigen continent produceren. Van den hove is daar blij mee. 'We hebben gemerkt hoe gevoelig de toeleveringsketen is aan kleine verstoringen. De meest geavanceerde chips worden vandaag vooral in Taiwan gemaakt. Op een paar vierkante kilometer staat daar bijna de volledige productie voor de hele wereld geconcentreerd. Dat is een risico om verschillende redenen, geopolitiek (China beschouwt Taiwan nog steeds als een opstandige provincie, nvdr.), maar de regio is ook heel gevoelig voor aardbevingen. Daarom is decentralisatie van de productie belangrijk.' 'Een jaar geleden gingen er in Europa stemmen op om een eigen 2-nanometerchipfabriek te bouwen, dat vond ik niet realistisch. We doen enorm goed onderzoek in Europa, onder meer bij imec, laat ons die sterktes versterken en één of meerdere topspelers aantrekken in plaats van er mee te concurreren. In dat opzicht ben ik blij dat zowel Intel als TSMC naar Europa kijken.' Waar die fabriek precies moet komen is voor Van den hove minder belangrijk. 'Dat is een kwestie van een goede locatie te vinden en de juiste incentives te geven. We hebben vandaag al zeer nauwe samenwerkingen met Intel, TSMC, Samsung en anderen, als zo'n speler nieuwe productie naar Europa brengt dan wordt de samenwerkingsmogelijkheid alleen maar groter. De huidige chipcrisis heeft volgens Van den hove wel meer waardering gebracht voor de sector. 'Een paar jaar geleden werden chips aanzien als iets dat er sowieso was. Het tekort heeft doen beseffen dat ze essentieel zijn voor innovatie in zoveel sectoren. Als je bijvoorbeeld doorbraken wil realiseren in AI, dan moet je de innovaties op gebied van algoritmes kunnen koppelen aan nieuwe chipconfiguraties die de AI-berekeningen op een energie-efficiënte manier kunnen uitvoeren. Blijven innoveren is niet alleen nodig om de wereld te verbeteren, maar ook om hem leefbaar te houden. 'Alles rondom ons wordt intelligenter en gaat meer data genereren. Als wij geen manieren vinden om die data beter op te slaan of te verwerken, dan zal de energie die nodig is om bijvoorbeeld datacenters te laten draaien, exponentieel stijgen. We moeten dus efficiëntere en energiezuinigere technologie ontwikkelen om bij te blijven. Als dat er niet komt, valt alles stil. Moore's Law kan en mag niet stoppen. Vandaag doen we dat door chips met een derde dimensie te ontwikkelen (meerdere lagen op elkaar, nvdr.), met nieuwe transistorstructuren en op termijn quantum computing.'