Alert blijven in halfgeleiderindustrie door samenwerking

De industrie van halfgeleiders zit in de lift. Het is duidelijk dat de vraag naar chips, en daarmee naar producten en diensten in de hele industriële keten, ongekend hoog is. Door de toenemende informatisering van de samenleving zal de vraag naar steeds meer en betere chips alleen maar toenemen. Halfgeleiders zijn cruciaal voor de economie. Nederland, met name Brainport, maar ook het cluster rond Nijmegen, zit duidelijk in de voorste wagen.

Deel van het DNA
Nederland is al lang goed in het maken van ingewikkelde machines om chips te produceren. Dat is niet alleen omdat ASML, ’s werelds grootste leverancier van machines voor de halfgeleiderindustrie, Nederlands van oorsprong is. “Denk ook aan BESI en kleinere partijen die minder bekend zijn bij het grote publiek, maar mooie apparatuur maken,” zegt Rogier Verberk, marktdirecteur Halfgeleiderindustrie en kwantumtechnologie bij TNO. “Het ingewikkelde machinebouwen is als het ware een deel van onze DNA. Er wordt wel eens gezegd dat het zit in onze open cultuur, waar de man met de schroevendraaier gewoon tegen de baas durft te zeggen dat het anders moet om een beter resultaat te krijgen.”

Maar we moeten alert blijven. “Dat we in machinebouw wereldkampioen zijn, hebben we te danken doordat we blijven innoveren en dat steeds sneller doen. We hebben een uitstekende waardeketen,” zegt de 44-jarige Verberk. Nederland heeft goede technische universiteiten die steeds met nieuwe, creatieve ideeën komen. TNO en andere kennisinstellingen weten de ideeën om te zetten in nieuwe concepten van machines. Ondernemingen als ASML hebben de kennis en de kunde om het product naar de markt te brengen. “Dit is een hoogwaardige industrie met een hoge instapbarrière. Het behouden van de leidende marktpositie is cruciaal. Als je wegzakt, is het terugveroveren van je positie heel moeilijk.”

Afhankelijkheidspositie
Er is behalve een economische reden ook een geopolitieke factor van belang om de eerste in de klas te blijven. Omdat het leeuwendeel van de chips wordt geproduceerd in Zuid-Korea (waaronder Samsung) en Taiwan (TSMC), is de afhankelijkheidspositie met deze landen heel groot. We zien wat de onmiddellijke gevolgen van het huidige chiptekort zijn voor onder andere de auto-industrie. En daar heeft de geopolitiek niet eens mee te maken.
Mocht China de politieke druk op Taiwan opvoeren met als gevolg dat de leveranties naar Europa verminderen, zijn de gevolgen niet te overzien. “De afhankelijkheid van chips producerende landen wordt al een stuk minder als we er iets tegenover kunnen stellen.” De balans is: wij bouwen de machines en een aantal bijzondere (niches) chips, jullie de grote volumes en state-of-the-art chips.
TNO heeft twee uitdagingen in het kader van de Dutch Technology Week eruit gelicht. De thema’s zijn vervuilingsbeheersing en metrologie. Het doel van de dag is om samenwerking binnen de waardeketen te versterken
Hoe dan ook is de branche door de coronacrisis, en de boost die de pandemie onwillekeurig heeft gegeven aan de digitalisering van de samenleving, wakker geschud. Het besef is wel doorgedrongen dat de afhankelijkheid van de leveranciers groot is. “De gevoeligheden in de marktketen hebben ertoe geleid dat partijen gaan nadenken en vragen stellen als ‘moeten we maar niet meer alleen vertrouwen op just-in-time, maar ook grotere voorraden aanleggen?’ of ‘moeten we niet dichterbij gaan produceren?’ Sommige afnemers denken eraan om een tweede leverancier achter de hand te hebben in het geval de eerste niet kan leveren.”
Naast geopolitieke en logistieke uitdagingen heeft de halfgeleiderindustrie ook te maken met tal van andere kwesties. TNO heeft twee van die uitdagingen eruit gelicht en er in het kader van de Dutch Technology Week op 1 juni een dag omheen georganiseerd voor de spelers in de markt. De thema’s aanstaande dinsdag zijn vervuilingsbeheersing en metrologie. Het doel van de dag is om samenwerking binnen de waardeketen te versterken.

Vervuilingsbeheersing
Bij vervuilingsbeheersing gaat het erom dat chipmachines zo schoon mogelijk moeten zijn voor het draaien van maximale productie en om verspilling tegen te gaan. Onder vervuiling wordt moleculaire verontreiniging, zoals vingerafdrukken, en deeltjesvervuiling, zoals stof en gruis, verstaan. De chipmachine is zeer gevoelig voor vuil. Slechts een minimale contaminatie kan leiden dat de machine defect raakt of geen bruikbare chips aflevert.
“TNO heeft met ASML en Carl Zeiss gewerkt aan de ontwikkeling van de nieuwste extreme ultraviolet (EUV)-machine. Deze machine is van binnen extreem schoon. Het is daar schoner dan in de operatiekamer van de intensive care.” Tijdens de TNO Semicon Innovation Day laten vijf sprekers de laatste inzichten zien op dit gebied. Een van hen is de CEO van FastMicro, een bedrijf dat op basis van nieuwe detectietechniek van TNO meetapparatuur heeft ontwikkeld. Ook zijn BESI en ASML vertegenwoordigd.

Metrologie
In de middag van de TNO Semicon Innovation Day gaat het om het meten en detecteren van kleine structuren. “Dat is momenteel een grote uitdaging in de industrie. De EUV-machines van ASML schrijven de kleinste structuren, wel tot 5 nanometer. In zekere zin zijn die machines té innovatief, omdat de inspectiemachines het niet meer kunnen bijbenen,” vertelt Verberk. Dat is op zich een enorme pluim voor de Nederlandse halfgeleiderindustrie.
“Op 1 juni laten we de nieuwste inzichten van TNO zien en hoe je op een andere en nieuwe manier kunt detecteren.” Een spreker is onder andere Barry Peet, CEO van de Chip Integration Technology Center (CITC), dat zich concentreert op de backend van het chipproductieproces. Ook geeft Raymond Rosmalen een toelichting op de nieuwe generatie metrologie van Nexperia. Het bedrijf is zowel machinebouwer als chipfabrikant, en biedt deelnemers een optimale gelegenheid een blik te werpen op beide kanten van de industrie.

Klik hier voor het programma van de TNO Semicon Innovation Day op 1 juni