Chippareltjes uit de Lage Landen


Warning: Undefined array key "bio" in /home/techwatch/domains/test.bits-chips.nl/public_html/wp-content/plugins/wpcodebox2/src/Runner/QueryRunner.php(126) : eval()'d code on line 13

Author:

Reading time: 4 minutes

Tot verrassing van de Verenigde Staten lanceerden de Russen in 1957 de Spoetnik, de eerste kunstmaan, in een baan om de aarde. De Amerikanen hadden zich tot dan toe technologisch superieur gewaand aan de communisten, maar kregen dus een koude douche. De succesvolle lancering geldt dan ook als een keerpunt in de Koude Oorlog. De Amerikanen zetten onmiddellijk alles op alles om de achterstand in te halen en trokken de portemonnee. De Nasa dateert uit die tijd, net als de voorloper van Darpa (Defense Advanced Research Projects Agency), dat ook nu nog veel onderzoeksprojecten financiert.

Tegen deze achtergrond is het geen wonder dat de chip in 1958 op Amerikaanse bodem werd uitgevonden, en het flintertje dus dit jaar vijftig wordt. De elektronica-industrie stond nog in de kinderschoenen, maar de beloofde toepassingsmogelijkheden in de lucht- en ruimtevaart gaf haar toegang tot de diepe zakken van de Amerikaanse overheid. Of het de uitvinding motiveerde, valt te betwijfelen. Het was in ieder geval een impuls om haar door te ontwikkelen.

Het vervolg is bekend. De halfgeleiderindustrie is uitgegroeid tot een miljardenindustrie, die het dagelijks leven van ontelbare mensen raakt. Sinds de consumentenmarkt is ontgonnen, is de chipmakerij bovendien bij uitstek een internationale aangelegenheid geworden. Samenwerking is broodnodig om het schalingstempo vol te houden, en naarmate het einde van de wet van Moore dichterbij komt, neemt het belang daarvan alleen maar toe. Bij Imec, gestart in 1984, weten ze daar alles van.

Iets verder terug in de geschiedenis hebben de Lage Landen echter ook nog twee chipinnovaties weten voort te brengen. Lokale siliciumoxidatie (Locos) heeft daarvan het meest beklijfd. In dit proces groeit een laagje siliciumdioxide selectief op, maar vooral ook ín een silicium wafer.

In een typisch Locos-proces wordt een silicium wafer voorzien van een klein bufferlaagje siliciumdioxide. Hierna volgt siliciumnitride, dat niet direct op het silicium mag vanwege de materiaalspanning die zou ontstaan in de volgende processtappen. Het nitridelaagje was destijds de cruciale vondst, want dat was niet gevoelig voor oxidatie. Door een masker- en etsstap kunnen stukjes wafer worden blootgelegd, terwijl de rest netjes ligt afgedekt door het nitride. Op de lege plekken wordt het silicium thermisch behandeld, waarbij het wordt omgezet in siliciumoxide. Ten slotte kan het nitridemasker er weer af.

Het laagje siliciumdioxide bleek van groot belang om metal oxide semiconductor field effect transistors (Mosfets) elektrisch van elkaar te isoleren. De Mosfet is tot op de dag van vandaag verreweg de meest gebruikte transistorstructuur en Locos werd tot voor een paar jaar geleden wereldwijd gebruikt. ’Dat is de verdienste geweest van Else Kooi, die in die tijd in mijn groep werkte. Trouwens, de naam van zijn assistent Jo Appels mag ook wel eens worden genoemd‘, vertelt Leo Tummers, voormalig adjunct-directeur bij Natlab en destijds groepsleider van Kooi. ’Else was de uitvinder van Locos, maar hij kon zijn idee ook heel goed over het voetlicht brengen.‘ Dat blijkt, want later in zijn leven vestigde Kooi zich op instigatie van Philips in het hol van de leeuw: Silicon Valley.

Ook uit de Natlab-stal kwam Integrated Injection Logic, beter bekend als I2L, een klasse van circuits met een compacte bipolaire gatestructuur. Tummers: ’Arie Slob en Kees Hart werkten toen aan circuits die erg veel vermogen vergden. Arie stelde toen voor de voeding via licht te verzorgen, en dat bleek goed te werken. Kees bedacht toen dat dat ook via pn-emitters aan de onderkant van het circuit zou moeten lukken. De vinding bleek ook nog eens makkelijk te integreren op grote schaal.‘ I2L kreeg zijn eerste toepassing in de besturing van printerkoppen.

De eerste IC zette een hele nieuwe industrie in gang, waar ook de Lage Landen hun steentje aan hebben bijgedragen.

Met die twee pareltjes op zak en een handvol chipinternationals binnen de landsgrenzen, is de volgende vraag: wat kan de Benelux in de toekomst bij blijven dragen aan de IC? ’Er is momenteel een grote kentering gaande in de industrie‘, zegt Kees Beenakker, wetenschappelijk directeur van Dimes in Delft, verwijzend naar de zeer hoge investeringen die thans zijn gemoeid met geavanceerde CMos-technologie. ’Vijftig jaar lang stond het chiponderzoek in het teken van de wet van Moore en dat gaat nog wel een poosje door, al zal het groepje bedrijven dat zich de zeer grote investering kan veroorloven steeds selecter worden. Dus zal de industrie naar andere wegen zoeken om waarde toe te voegen aan silicium‘, aldus Beenakker. Dit is het more than Moore-gedachtengoed, waarin miniatuursystemen, zoals biochips, intelligente sensoren, systems-in-package en nog veel meer, centraal staan.

’Door deze benadering dringen chips nog meer in ons dagelijks leven door en zullen ze nog meer bijdragen aan het oplossen van maatschappelijke problemen. Nu zijn het je computer, mobiele telefoon en navigatiesysteem, over tien jaar ook je dokterassistente op afstand, de programmeerbare auto en nog spaarzamer gebruik van energie.‘ Volgens Beenakker hebben België en Nederland met ASML, Imec, NXP en hun universiteiten een prima uitgangspositie om van ’de volgende revolutie‘ te profiteren. ’Als we in multidisciplinair verband openstaan voor elkaars ideeën kunnen we veel mooie dingen gaan doen.‘

Tummers heeft daar nog wel wat aan toe te voegen. Hij waarschuwt ervoor om kennis, kunde en ervaring lokaal verloren te laten gaan. ’Ik vind dat je bij de tijd moet blijven, maar ook basistechnologie in huis moet houden. Je hoeft niet alles naar Azië te sturen‘, aldus de veteraan.