De wereld draait op micro-elektronica; in elke computer, in elk apparaat en device zitten chips voor de besturing. Maar er zijn nog veel meer toepassingen mogelijk als die chips samen met sensoren, actuatoren et cetera worden geïntegreerd tot complete packages of modules. En de prestaties kunnen verder omhoog als de elektronica wordt gecombineerd met fotonica, oftewel lichttechnologie. Oost-Nederland loopt voorop, getuige twee recente initiatieven: het Chip Integration Technology Centre (CITC) in Nijmegen en het Photonics Integration Technology Centre Twente (PITC) in Enschede.
‘We willen de gehele waardeketen bundelen’
Nijmegen is de logische vestigingsplaats voor het CITC, stelt Oliver Maiwald, ceo van Sencio. Zijn bedrijf (vijftig medewerkers) verzorgt de ontwikkeling en productie van functionele packages: chips gecombineerd met sensoren, MEMS- en elektrische systemen. ‘Wij zitten op de Novio Tech Campus in Gebouw A, het oude onderkomen van Philips in Nijmegen. Hier stond de wieg voor transistoren in Europa. Ook nu zijn hier nog grote bedrijven die chips produceren en integreren.’ Maiwald doelt op NXP, Nexperia en Ampleon. ‘Zij doen tot nu toe alles zelf, maar het CITC zal er waarschijnlijk voor zorgen dat zij in de toekomst meer met Sencio samen zullen ontwikkelen. Wij zijn het grootste onafhankelijke OSAT-bedrijf (outsourced semiconductor assembly and test, red.) in Europa. Er zijn genoeg researchinstellingen, maar wat daar uitkomt is nog niet produceerbaar. Ik hoop dat CITC-projecten resulteren in nieuwe technologieën voor de integratie van chips en systemen en dat die binnen vijf tot tien jaar tot productie komen, liefst bij ons. Daarvoor hebben we dan ook weer nieuwe mensen nodig. Op dit moment moeten wij die eerst een half tot heel jaar opleiden. Het zou mooi zijn als het CITC dat verzorgt.’
Diversificatie
Via het CITC wil Sencio tot een verdere diversificatie in markten en klanten komen. Nu is de verreweg grootste markt de automotive, waarvoor Sencio jaarlijks miljoenen stuks assembleert en verpakt van producten zoals een oliepeilsensor of oliedruksensor. Onder meer in de biomedische markt ziet Maiwald kansen. Zo ontwikkelde Sencio al een drugssensor voor controle van menselijk speeksel voor een Finse start-up en een product voor Siemens Healthcare. Binnen het CITC werken Sencio en NXP nu samen met de Nijmeegse start-up Enzyre aan een geïntegreerde bio-chip waarmee patiënten zelfstandig een diagnostische test op bepaalde enzymreacties kunnen afnemen. ‘Het gaat om zestien sensoren op een printplaatje. Wij ontwikkelen de interface naar de microfluïdica en elektronica.’ De industriële markt is eveneens interessant, maar Sencio wil zich verre houden van de prijsgedreven, snelle consumentenmarkt, waarin Aziatische bedrijven domineren. ‘Daar gaat het om heel grote aantallen, top en flop liggen dicht bij elkaar. Wij richten ons juist op het onderhouden van producten voor tien, twintig jaar. Daarom is het ook belangrijk dat we in het CITC samen kennis ontwikkelen die hier lokaal in Nederland en Europa tot productie kan leiden.’
Fotonicawaardeketen
Het CITC onderzoekt onder meer de mogelijkheden voor integratie van fotonica in microchips. Logisch dus dat er banden zijn met het tweede integratie-initiatief in Oost-Nederland, PITC Twente. De doelstellingen van beide clusters zijn vergelijkbaar. ‘PITC Twente gaat bedrijven helpen de sprong te maken naar grootschalige productie. En het leidt straks mensen op voor die innovatieve bedrijven’, zegt kwartiermaker Pieter Telleman, business developer bij MESA+. ‘We beginnen nu gefaseerd en werken samen met bedrijven aan een roadmap voor projecten en infrastructuur. Met PITC Twente willen we de huidige bedrijven bedienen en start-ups stimuleren, maar ook bedrijven van buiten naar Twente halen. Dat doen we door hier de gehele waardeketen te bundelen, van front-end – fotonische chips produceren – tot back-end: die chips verbinden met de buitenwereld, packagen en testen.’
Hoogvolumeproductie
Een belangrijke nieuwe speler in dat Twentse fotonica-ecosysteem is PHIX Photonics Assembly, spin-off van LioniX, dat fotonische chips ontwikkelt en fabriceert. PHIX verzorgt de volgende stap, de assemblage en packaging van die chips: dan gaat het om combineren met andere chips en sensoren, verbinden met fibers, ‘inpakken’, enzovoort. ‘Vooral hybride packages met combinaties van fotonische en elektronische chips nemen een hoge vlucht’, zegt ceo Albert Hasper – fotonische chips van LioniX maar ook van andere bedrijven (met andere technologieën). ‘Ja, die packaging gaat nu nog wat houtje-touwtje, maar onze ambitie is naar hoogvolumeproductie te gaan met een hoge mate van reproduceerbaarheid, snelheid en nauwkeurigheid.’ Daarvoor ontwikkelde PHIX onder meer, samen met het Fraunhofer Project Center op de UT-campus, een nieuwe machine voor één processtap. Die machine verbindt de chips met fibers en is onlangs in gebruik genomen. Dit jaar komen er nog machines voor andere processtappen bij. ‘Dan hebben we een semi-automatische productielijn staan. Daarmee laten we onze kennis en kunde zien en willen we klanten verleiden om vervolgens naar volautomatische productie te gaan. Die lijn moet er over twee tot drie jaar staan.’
Integratie, integratie, integratie.
Opstelling in het lab van PHIX en producten die PHIX kan packagen (inzet). Foto’s: PHIX
PHIX heeft de ambitie om te groeien, naar zo’n twintig medewerkers eind dit jaar, en het wil zijn internationale klantenbestand uit te breiden. PITC Twente zal helpen om klanten te trekken voor die hoogvolumeproductie, verwacht Hasper. ‘Nieuwe producten die geschikt zijn voor die lijn, kunnen binnen PITC Twente worden ontwikkeld. Daarvoor zijn eerst faciliteiten voor onder meer handmatige assemblage nodig. Het zou mooi zijn als wij die dan bij hen kunnen gebruiken. Dat kan voor PITC Twente een verdienmodel zijn.’
Chip Integration Technology Centre
Het CITC in Nijmegen is een initiatief van BCSEMI NL (het landelijke netwerk van semiconductorbedrijven en kennisinstellingen), Novio Tech Campus en TNO. Ze hebben er de halfgeleiderfabrikanten Ampleon, Nexperia en NXP bij betrokken, evenals de nodige kennis- en onderwijsinstellingen: de drie tu’s, Radboud Universiteit, Hogeschool van Arnhem en Nijmegen en ROC Nijmegen. De gemeente Nijmegen en de provincie Gelderland hebben bijna tien miljoen euro toegezegd en het ministerie van economische zaken en klimaat steunt het initiatief eveneens, via de PhotonDelta-middelen.
Het CITC ontwikkelt in een open innovatiecentrum een nieuwe generatie geïntegreerde chips, voor toepassingen in onder meer energie, mobiliteit, zorg en agrofood. Het doel is daarmee een brug te slaan naar de markt. Door studenten bij de onderzoeksprojecten te betrekken en opleidingen te verzorgen, wil het CITC voorzien in de stijgende vraag naar (nieuwe) optimaal opgeleide medewerkers.
Photonics Integration Technology Centre Twente
PITC Twente is onlangs gestart als uitvloeisel van het eind vorig jaar breed ondertekende strategische plan voor de ontwikkeling van geïntegreerde fotonica in Nederland. Onder de vlag van PhotonDelta wordt 236 miljoen euro geïnvesteerd voor de komende acht jaar. Geïntegreerde fotonische chips hebben een veel hogere capaciteit en een veel lager energieverbruik dan de huidige elektronische chips. Toepassingen liggen in data- en telecommunicatie en sensing. Onderdeel van de strategie zijn twee Photonics Integration Technology Centres, met als doel fotonica klaar te maken voor massaproductie: één in Eindhoven en één op Kennispark Twente in Enschede.
Naast de Universiteit Twente (UT), via haar MESA+ instituut voor nanotechnologie, is Hogeschool Saxion met haar programma ‘Toegepaste Nanotechnologie’ betrokken bij PITC Twente. Ook kent de regio al een tiental fotonicabedrijven, waaronder LioniX International, Synopsis, PHIX en Micronit Microtechnologies. Fysiek wil PITC Twente de nodige shared facilities bieden in het NanoLab van MESA+, voor onderzoek, en in de High Tech Factory, de oude cleanroom van MESA+ die nu spin-offs huisvest, waarbij de focus op productie ligt.
