Fotonica-fabriek: dankzij AI-chips ziet Eindhoven opnieuw het licht

Voor het eerst in decennia bouwt Nederland weer een nieuwe chipfabriek, die zich richt op een nieuwe technologie: fotonische chips die schakelen met licht, in plaats van met elektrische stroom via koperen draadjes.

Op de Eindhovense High Tech Campus werd maandag het startsein gegeven voor een productielijn voor chips die laserlicht geleiden en ervoor zorgen dat datacenters efficiënter werken. In de servers en supercomputers die AI-modellen berekenen gaan namelijk enorme hoeveelheden data heen en weer. Dat kost tijd en energie. Dankzij fotonische chips hoeven die gegevens niet omgezet te worden in – relatief trage – elektronen, maar wordt de informatie rechtstreeks via licht doorgegeven, net zoals in een glasvezelkabel. Het resultaat: meer rekenkracht, minder stroomverbruik.

In een conferentiecentrum, een paar honderd meter verwijderd van de echte locatie, verrichtten vicevoorzitter van de Europese Commissie Henna Virkkunen en minister Heleen Herbert van Economische Zaken en Klimaat (CDA) de openingsceremonie. Ze drukten gezamenlijk een wel erg symbolische startknop in: op het terrein waar de chipfabriek moet verrijzen is nog niets te zien, behalve bouwhekken en bulldozers die de grond egaliseren. De fabriek staat wel op een historische plek. In het verleden ontwikkelde Philips op deze locatie zijn eigen lasertechniek. Als alles volgens plan verloopt, gaan de nieuwe cleanrooms in 2027 open en draaien de productielijnen in 2028 op volle toeren. Dan is Eindhoven opnieuw de lichtstad, met mogelijk baanbrekende technologie.

Artist impression van de chipfabriek in Eindhoven.

Foto TNO

De miljarden van Nvidia

Fotonica is een technologie die meer dan twintig jaar in ontwikkeling is, vooral in laboratoria. Maar dankzij de AI-revolutie is er nu een serieuze behoefte aan zulke chips die laserlicht sturen en verwerken. Het bewijs levert de Amerikaanse AI-reus Nvidia: de meest waardevolle chipontwerper ter wereld (marktwaarde 4.300 miljard dollar) maakte vorige week bekend dat het 4 miljard dollar investeert in twee bedrijven die fotonische chips ontwikkelen.

Tegenover zo’n mega-investering steekt de kapitaalinjectie voor de Eindhovense chipfabriek – 150 miljoen euro – wat schril af. Maar de Nvidia-aankondiging bewijst wel dat dat de markt klaar is voor fotonica. Nu de fabricage nog.

Voor massaproductie is een ‘teststraat’ of pilot line nodig, die in kleine oplage chips kan vervaardigen. Die wordt nu onder auspiciën van kennisinstituut TNO in Eindhoven gebouwd. Het geld komt onder meer uit de Europese Chips Act, die in totaal 380 miljoen euro reserveerde voor proeffabrieken voor fotonische chips. Een derde van dat bedrag is bestemd voor teststraten – eerst in Brabant, later nog één in Twente.

Zo kunnen onze piloten, soldaten en mariniers veilig met elkaar blijven communiceren

Naast PhotonDelta betalen ook de ministeries van Defensie en van Economische Zaken en Klimaat mee, respectievelijk 20 miljoen en 66 miljoen euro.

Fotonische chips zijn ook nodig voor nieuwe netwerktechnologie, zoals het toekomstige 6G-netwerk. Daar wil Nederland niet te afhankelijk zijn van chips van andere grootmachten, zei minister van Defensie Dilan Yeşilgöz (VVD). Ze refereerde in haar toespraak aan het strategisch belang van fotonische chips voor de strijdkrachten. „Zo kunnen onze piloten, soldaten en mariniers veilig met elkaar blijven communiceren.”

Eindhoven richt zich op indiumfosfide-chips. Het is dezelfde ‘smaak’ halfgeleiders die Smart Photonics ontwikkelt, het chipbedrijf dat pal tegenover de nieuwe teststraat gehuisvest is. Smart Photonics zal zelf ook deels in het nieuwe pand werken.

De testfabriek kan straks tot 10.000 wafers (silicium schijven) per jaar maken, een maatje groter dan tot nu toe het geval is. Fotonische chips worden in de rest van de wereld nog op wafers van 4 inch geproduceerd, Eindhoven schakelt over naar 6 inch – daar passen veel meer chips op. Een grotemensenmaat voor volwassen productie van dit type chips.

Staatssteun

Met de Chips Act, een subsidieprogramma van 43 miljard euro, wil Europa minder afhankelijk zijn van grootmachten als de VS en China. Door zelf unieke technologie te ontwikkelen, bijvoorbeeld met fotonische chips, kan de EU zichzelf onmisbaar maken voor de rest van de wereld, net zoals dat nu met de chipmachines van ASML het geval is.

Op dit moment werkt de EU aan een vervolg op de Chips Act. Peter Wennink, de voormalige ASML-topman die in december een lijvig innovatie-rapport publiceerde, stelde in zijn toespraak dat de EU de regels over staatssteun moet aanpassen. „Als we toegang hebben tot kapitaal, dan kunnen we deze wedstrijd winnen”, aldus Wennink.