AI-geheugen biedt Nederland een kans

EenVandaag kwam dinsdag 4 augustus bij ons langs voor een interview met Eric-Mark Huitema, algemeen directeur van High Tech NL, over het geheugen dat AI nodig heeft en waarom Europa dat niet zelf maakt. Daarna liep de ploeg mee bij ons lid Xiver.

Waarom geheugen het knelpunt is

AI draait niet alleen op rekenkracht. Een AI-processor haalt voortdurend enorme hoeveelheden gegevens op en schrijft ze weer weg. Kan het geheugen die datastroom niet bijhouden, dan staat de processor te wachten. “Zonder snel geheugen staat zelfs de beste AI-processor te wachten”, zegt Huitema.

Voor de zwaarste AI-systemen is daarom High Bandwidth Memory belangrijk, kortweg HBM. Dat geheugen zit heel dicht op de processor en levert veel meer bandbreedte dan conventioneel geheugen. Door de groei van AI-datacenters stijgt de vraag naar HBM, geavanceerde DRAM en bijbehorende packagingcapaciteit snel.

Is dat een tijdelijke prijspiek of een structureel probleem? Volgens Huitema allebei. De geheugenmarkt is van oudsher cyclisch, maar producenten verschuiven nu capaciteit naar HBM en servergeheugen omdat daar de grootste vraag zit. Dat zet de beschikbaarheid van andere geheugenproducten onder druk.

“De kern is dat slechts een klein aantal bedrijven over de noodzakelijke technologie, yields en productievolumes beschikt”, zegt hij. “Nieuwe capaciteit kost miljarden en is niet binnen enkele maanden beschikbaar.”

In de praktijk gaat het om drie producenten, alle drie met hun productie in Azië. Europa moet dus rekening houden met langere periodes van krapte, hogere prijzen en strategische afhankelijkheid.

Waarom dit Nederland raakt

AI-geheugen komt niet alleen in chatbots en datacenters terecht. Het speelt een groeiende rol in auto’s, medische apparatuur, defensiesystemen, industriële robots, telecomnetwerken en energie-infrastructuur.

“Als Europese ondernemingen onvoldoende toegang hebben tot geheugen, worden producten duurder, lopen innovaties vertraging op en kunnen investeringen naar regio’s verschuiven waar de chipvoorziening beter is geregeld”, zegt Huitema. “Dit gaat dus over concurrentievermogen, banen en de vraag of Europa zelf kan bepalen waar en hoe essentiële technologie wordt ingezet.”

Europa heeft wel wereldklasse in chipmachines, onderzoek, automotive chips en vermogenselektronica. Maar een grote eigen producent van geavanceerd geheugen ontbreekt.

Een chipfabriek is niet zomaar een geheugenfabriek

Europa bouwt nieuwe chipfabrieken. Kunnen die niet worden omgebouwd? “Een logic-fab is niet met een druk op de knop een memory-fab”, zegt Huitema.

Beide gebruiken een deel van dezelfde basistechnologie, zoals lithografie, depositie en etsen. Maar het procesplatform is fundamenteel anders. DRAM vraagt om specifieke geheugencellen en condensatorstructuren, met eigen materialen, procesrecepten en meetmethoden. Wie dat platform vervangt, moet apparatuur vernieuwen, personeel omscholen, processen opnieuw kwalificeren en opnieuw leren om een hoge opbrengst te halen. En je verliest de productie waarvoor de fabriek oorspronkelijk was gebouwd.

Verstandiger is een nieuwe geheugenfabriek naast een bestaand halfgeleidercluster, zoals in Dresden. Niet omdat de fabs daar makkelijk om te bouwen zijn, maar vanwege het ecosysteem eromheen: ervaren mensen, leveranciers, stroom, ultrapuur water, gassen, onderzoeksinstellingen en een overheid die investeringen in halfgeleiders ondersteunt.

Wat Nederland al in huis heeft

De kennis en de bedrijven zitten hier wel. Nederland combineert machinebouw, precisietechnologie, proceskennis en semiconductorervaring, met ASML, ASM en BESI als internationaal belangrijke leveranciers. Rond Nijmegen en Eindhoven zitten daarnaast chipbedrijven, equipmentmakers, kennisinstellingen en gespecialiseerde toeleveranciers.

Die sterktes zijn nu nog los van elkaar georganiseerd. Huitema ziet de kans vooral in advanced packaging, het samenbrengen van verschillende chips tot één werkend systeem. Wie daarbij denkt aan het omhulsel van de chip heeft een achterhaald beeld, zegt hij. De afstand tussen logic en geheugen, de dichtheid van de verbindingen, de warmteafvoer en de productiekwaliteit bepalen samen hoe goed een AI-module presteert. “Advanced Packaging is een ontwerpprobleem, een materiaalprobleem en een productieprobleem tegelijk. Het is niet langer de laatste, eenvoudige stap; het is een strategische technologie.”

Drie van onze leden kunnen daarin een rol spelen. ITEC in Nijmegen heeft tientallen jaren ervaring met snelle en nauwkeurige apparatuur voor semiconductor assembly, die handling, testen en optische inspectie. Xiver industrialiseert complexe ontwerpen en maakt ze geschikt voor stabiele productie met een hoge yield, van design for manufacturing tot precisiecomponenten voor semiconductor equipment. En NXP maakt geen HBM, maar weet wel wat automotive, industrie en edge computing nodig hebben op het gebied van betrouwbaarheid, veiligheid, energieverbruik en levensduur. Daarmee kan NXP ontwikkelpartner of launching customer zijn.

Nijmegen als plek om te beginnen

Voor een gezamenlijke pilotlijn en later een commerciële OSAT-faciliteit noemt Huitema Nijmegen als logische plek. OSAT staat voor Outsourced Semiconductor Assembly and Test: een faciliteit die klanten helpt met assemblage, packaging, testen, kwalificatie en opschaling naar serieproductie.

“Een OSAT-campus in Nijmegen zou niet alleen een fabriek moeten zijn”, zegt hij. “Het moet een omgeving worden waar ontwerp, procesontwikkeling, equipment, materialen, testen en opleiding samenkomen.” Dat verlaagt het risico voor klanten en versnelt de stap van prototype naar volumeproductie.

Een van de technologieën waar Nederland zich op kan richten is Panel Level Packaging, waarbij packagingstappen worden uitgevoerd op grotere rechthoekige panelen in plaats van ronde wafers. Dat kan de kosten per component verlagen, maar automatisch gaat dat niet. Grote panelen brengen uitdagingen mee zoals vervorming, uniforme laagdiktes en zeer nauwkeurige positionering. Juist daarom pleit Huitema voor een pilotlijn waarin processen, apparatuur en standaarden samen worden ontwikkeld.

Een route in drie stappen

Europa hoeft niet alles zelf te kunnen, en zeker niet meteen. Huitema stelt een route in drie stappen voor.

Begin met langjarige leveringsafspraken voor geheugenwafers en waar nodig complete HBM-stacks uit bevriende productielanden, met name Zuid-Korea, de Verenigde Staten en Japan. Haal daarna een groter deel van de waardetoevoeging hierheen: het testen en snijden van wafers, assemblage, geavanceerde packaging, kwaliteitscontrole en systeemintegratie. Gebruik die marktpositie vervolgens om geheugenproductie naar Europa te halen.

“Haal eerst betrouwbare geheugenchips naar Europa, voeg de waarde toe met Nederlandse Advanced Packaging en OSAT, en gebruik die marktpositie om daarna Europese geheugenproductie mogelijk te maken”, vat hij samen.

Een eigen Europese geheugenfabriek ziet hij niet als eerste stap maar als sluitstuk, en het liefst als joint venture met een bestaande geheugenspecialist. Zo’n fabriek kan richting het begin van de jaren dertig operationeel zijn, maar alleen als de besluiten en de financiering ruim daarvoor rond zijn. Productiekennis en yieldervaring zijn daarbij minstens zo belangrijk als gebouwen en machines.

Wat het kost

Een hoogwaardige OSAT- en pilotomgeving vraagt volgens Huitema waarschijnlijk om een publiek-private investering van honderden miljoenen euro’s, afhankelijk van de schaal en het technologische ambitieniveau. Een geavanceerde geheugenfabriek vergt daarna vele miljarden.

Steun moet daarom voorwaardelijk zijn. “Publiek geld moet leiden tot concrete capaciteit, Europese toegang, opleiding, onderzoek, leveringszekerheid en private cofinanciering.” En er moeten afspraken zijn die voorkomen dat kennis en productie na ontvangst van steun weer verdwijnen.

De oproep

Aan Den Haag vraagt Huitema vier dingen. Maak binnen een jaar met industrie en kennisinstellingen een gedetailleerde businesscase voor een OSAT- en advanced packaging-campus in Nijmegen. Verbind dat aan een Europese geheugen- en packagingstrategie, samen met Duitsland, België en andere lidstaten. Verken leveringsafspraken met geheugenproducenten. En zet een pilotlijn op voor Panel Level Packaging, chiplets, testen en industrialisatie, samen met Nederlandse equipment- en technologiebedrijven.

Aan Brussel is de boodschap dat de Europese Chips Act niet alleen over front-end fabs moet gaan. Europa heeft ook een back-endstrategie nodig: advanced packaging, assembly, test, materialen en betrouwbare toegang tot geheugen.

Wat High Tech NL betreft begint dat met samenwerken. De kennis en de bedrijven zitten al in Nederland, ze moeten alleen bij elkaar gebracht worden.

Uitzending

Dit alles zie je maandag 10 augustus om 18:30 uur bij EenVandaag op NPO 1. Het artikel van EenVandaag lees je hier.