Met ‘NanoIC’ wil de EU zich onmisbaar maken in de AI-race

Maak de onzichtbaar kleine transistors op een chip nóg kleiner en prop nog meer rekenkracht op een vierkante millimeter. Dat is de missie van het Europese NanoIC-project, dat maandag officieel geopend werd in het Belgische Leuven. Met deze zogeheten ‘testlijn’ wil Europa zich onmisbaar maken voor de rest van de wereld, ook voor de grote chipfabrikanten uit Azië en de VS.

Het openingsmoment is niet toevallig gekozen: precies vier jaar geleden startte de Europese Chips Act, een subsidieprogramma van 43 miljard euro. Zo wilde Brussel buitenlandse chipfabrieken naar Europa lokken en onderzoek naar nieuwe chiptechnologie stimuleren.

Veel van de doelstellingen (de EU streefde bijvoorbeeld naar 20 procent marktaandeel) bleken te ambitieus. Een grote Intel-fabriek in Duitsland werd afgeblazen, een project van GlobalFoundries in Frankrijk is uitgesteld. Europa kan zelf niet de allermodernste chipfabrieken bouwen – daarvoor ontbreekt de ervaring én de afzetmarkt.

Maar de EU loopt, mede dankzij imec, wel voorop in onderzoek naar de manier waarop je chips produceert. Grote chipfabrikanten als TSMC, Intel en Samsung sleutelen in Leuven aan de bouwstenen voor hun volgende generatie halfgeleiders. Het gaat om chips die na 2030 op de markt zullen komen. De chipmakers balanceren op het randje van het onmogelijke, omdat ze meer dan 1.000 miljard schakelaars op één processor willen proppen. Met meer schakelaars per chip, worden halfgeleiders zuiniger en krachtiger.

Twee nanometer

Hoe je dat doet, willen ze in Leuven uitvinden. Met een investering van 2,5 miljard euro is ‘NanoIC’ het meest ambitieuze onderzoeksproject van de Chips Act. De Vlaamse overheid en Brussel droegen elk 700 miljoen euro bij, ASML steekt 1,1 miljard euro in het project door nieuwe chipmachines ter beschikking te stellen.

Daarnaast biedt het NanoIC kansen voor jonge Europese chipontwerpers die alternatieven ontwikkelen voor de AI-chips van marktleider Nvidia. De AI-markt vraagt om meer gespecialiseerde en vooral zuiniger chips. Dat is belangrijk, omdat de ontwikkeling van AI stuk dreigt te lopen op gebrek aan stroom. De hoop is dat er zo een Europese afzetmarkt ontstaat, die investeringen in chipfabrieken aantrekt. Die zouden op subsidie kunnen rekenen van een volgende Chips Act, die de EU momenteel voorbereidt.

NanoIC richt zich op halfgeleiders die met een nauwkeurigheid van minder dan 2 nanometer (miljoenste van een millimeter) geproduceerd zullen worden. De industrie duidt de volgende generatie al aan in ångström (een tiende van een nanometer).

‘Smart power’ uit Europa

Europa loopt ver achter in de AI-race die zich nu vooral tussen de VS en China afspeelt. Maar de cruciale bouwstenen, zoals de chipmachines van ASML, ASM en Besi en het baanbrekend onderzoek bij imec, komen wel uit de EU.

Henna Virkkunen, EU-commissaris van digitale zaken, opende de testlijn officieel door een masker, met daarop de blauwdruk van een chippatroon, in een lithografiesysteem te schuiven. Virkkunnen omschreef het NanoIC project als „de motor achter Europa’s eigen technologie”.

ASML en imec werken sinds de jaren tachtig samen aan de invoering van nieuwe chiptechnologie. Naast imec-topman Luc Van den hove en ASML-ceo Christophe Fouquet waren Vlaamse politici aanwezig bij de opening. „We hebben niet de luxe om de grootste of de sterkste te zijn, maar we hebben wel de keuze om de beste te zijn”, aldus de Vlaams minister-president Matthias Diependaele.

Volgens de Belgische premier Bart de Wever zijn Nederland en België „het kloppend hart van Europese vooruitgang”. Wat hem betreft moet Europa het niet van techregulering, maar van technologische innovatie hebben. „Dat is onze kracht: geen soft power of hard power, maar ‘smart power’.”

Het is niet Europe First, dat zou een kopie zijn van de stupiditeit van anderen

En, met een sneer naar Trump: „Het is niet Europe First, dat zou een kopie zijn van de stupiditeit van anderen. Maar het is wel first in Europe.”  

Imec verandert door de uitbreiding in een bouwput: het onderzoeksinstituut bouwt een nieuwe productiehal die in 2028 gereed moet zijn is. Volgende maand wordt in Leuven ASML’s nieuwste High NA-lithografiemachine naar binnen getakeld. Dit 14 meter lange apparaat kost 400 miljoen euro en kan chips fabriceren met een nauwkeurigheid van minder dan 2 nanometer.

Lithografie is echter maar één stukje van de puzzel in de chipfabricage. Ook andere machinebouwers, zoals ASM, Applied Materials, Tokyo Elektron en KLA, leveren apparatuur. Naast imec doen ook CEA Leti (Frankrijk) Tyndall (Ierland) en Fraunhofer (Duitsland) mee aan NanoIC, net als onderzoekscentra in Finland en Roemenië.