ASML stapt in TNO's Eindhovense fotonicafabriek

TNO en ASML gaan samenwerken aan de nieuwe Photonic Chip Pilot Line op de High Tech Campus Eindhoven. De inzet: fotonische chips niet alleen slimmer ontwerpen, maar ze ook betrouwbaar, reproduceerbaar en op grotere schaal leren produceren.

De fabriek is nog in aanbouw, maar de volgende stap in het Eindhovense fotonicaverhaal dient zich al aan. TNO en ASML bundelen hun expertise rond de nieuwe Photonic Chip Pilot Line op de High Tech Campus Eindhoven. Daarmee krijgt de Europese ambitie rond chips die data met licht verwerken een zeer concrete invulling: de overgang van veelbelovende technologie naar een productieproces dat op volume kan draaien.

De samenwerking draait om lithografie, procescontrole en metrologie. Precies daar wordt beslist of geïntegreerde fotonica een interessante laboratoriumtechnologie blijft, of kan uitgroeien tot een industrie met schaal, kwaliteit en korte ontwikkeltijden. ASML zal daarvoor DUV- en I-Line-scanners inzetten in de TNO-fabriek. Tegelijk ontstaat een gezamenlijke R&D-omgeving waarin beide partijen processen kunnen ontwikkelen, testen en demonstreren.

Dat is een belangrijk moment voor een technologie waarover al jaren met grote verwachtingen wordt gesproken. Fotonische chips verwerken of transporteren informatie met licht in plaats van uitsluitend met elektrische signalen. Dat biedt grote voordelen bij hoge datasnelheden en een laag energieverbruik. Juist nu AI, datacenters, sensing, medische diagnostiek, 6G en veilige communicatie steeds meer rekenkracht en dataverkeer vragen, neemt de druk toe om alternatieven voor klassieke elektronische verbindingen naar productievolume te brengen.

Van veelbelovende chip naar voorspelbaar proces

De nieuwe pilot line in Eindhoven is bedoeld voor fotonische chips op basis van indiumfosfide, meestal afgekort tot InP. Dat materiaal is bijzonder geschikt voor actieve functies zoals lasers en snelle modulatie. Daardoor speelt InP een belangrijke rol in toepassingen waarin licht niet alleen wordt doorgestuurd, maar ook op de chip zelf moet worden gegenereerd, gemanipuleerd of gemeten.

Een chip produceren betekent veel meer dan alleen een goed ontwerp op een wafer krijgen. Processen moeten onderling stabiel zijn, afwijkingen moeten meetbaar zijn, opbrengsten moeten omhoog en fouten moeten vroegtijdig worden opgespoord. Een klein verschil in laagdikte, uitlijning of patroon kan grote gevolgen hebben voor de werking van een fotonische chip. Wie naar volumeproductie wil, heeft daarom apparatuur, meetmethoden en proceskennis nodig die samen één industrieel ritme vormen.

Dat is precies waar de samenwerking tussen TNO en ASML betekenis krijgt. ASML levert niet alleen lithografiesystemen aan de nieuwe faciliteit. De samenwerking moet ook helpen om productieprocessen voor geïntegreerde fotonica te verfijnen. Door apparatuur, procescontrole en metrologie in dezelfde ontwikkelomgeving samen te brengen, willen de partners de weg van experiment naar schaalbare productie verkorten.

De stap van vier naar zes inch

De Eindhovense pilot line maakt de productie van InP-fotonische chips op wafers van zes inch mogelijk. Dat lijkt een beperkte maatverandering, maar voor de industrie is het een essentiële stap. Op een grotere wafer passen meer chips. Dat kan de productie efficiënter maken, kosten verlagen en het voor bedrijven aantrekkelijker maken om nieuwe toepassingen naar de markt te brengen.

De pilot line vormt daarmee een brug tussen onderzoek en een commerciële fabriek. Bedrijven, startups en kennisinstellingen kunnen er ontwerpen valideren, productieprocessen testen en ontdekken wat nodig is om een chipconcept op grotere schaal te maken. Die rol is extra belangrijk in een sector waarin de investeringen, technische risico’s en ontwikkeltijden hoog zijn.

TNO, de Technische Universiteit Eindhoven en de Universiteit Twente werken hiervoor samen binnen het Photonic Integration Technology Centre, PITC. Daar komen ontwerpkennis, technologieontwikkeling en industrialisatie samen. De samenwerking met ASML voegt daar een nieuwe laag aan toe: de ervaring van een wereldspeler in lithografie en productieprocessen die in de halfgeleiderindustrie op enorme schaal worden toegepast.

Arnaud de Jong, managing director van TNO High Tech Industry, ziet de samenwerking als een bouwsteen voor nieuwe Europese chipbedrijven. “Dit partnerschap met ASML versterkt ons streven om Europese unicorns te bouwen binnen de chipindustrie. Door onze R&D-capaciteiten te combineren met apparatuur van wereldklasse, creëren we een unieke industriële omgeving waar de hele industrie van zal profiteren.”

Europese ambitie krijgt een productievloer

De pilot line maakt deel uit van PIXEurope, een Europees programma dat de kloof tussen onderzoek, prototyping en industriële productie van fotonische chips moet verkleinen. Voor Europa draait dat om meer dan economische kansen. Fotonica raakt aan technologieën die steeds strategischer worden: AI-infrastructuur, datacommunicatie, defensie, kwantumtechnologie en medische toepassingen.

Europa wil op die terreinen minder afhankelijk zijn van productiecapaciteit en kennis elders in de wereld. De ambitie is alleen geloofwaardig wanneer nieuwe chiptechnologie niet blijft hangen in losse demonstrators of gespecialiseerde labs. Er zijn standaardprocessen, testfaciliteiten, toeleveranciers, ontwerpkennis en productielijnen nodig die op elkaar aansluiten.

In Eindhoven ontstaat die infrastructuur stap voor stap. De bouw van de pilot line was al een duidelijk signaal dat de regio inzet op een Europese positie in geïntegreerde fotonica. De komst van ASML maakt die inzet operationeler. De vraag wordt nu: hoe maak je een fotonische chip elke keer opnieuw met dezelfde prestaties, tegen een prijs die nieuwe markten mogelijk maakt?

Volgens Stanislas Baron, senior vice president bij ASML, is juist die overgang doorslaggevend. “Het opschalen van fotonische chiptechnologie vereist een naadloze overgang van grensverleggend onderzoek naar volumeproductie. Door onze lithografiesystemen te integreren in de fabriek van TNO overbruggen we die kloof.”

Voor de Eindhovense fotonica-ambitie is dat misschien wel de belangrijkste boodschap. De technologie heeft haar potentie al laten zien. De komende jaren gaat het om opbrengst, betrouwbaarheid, kosten en capaciteit. Met de pilot line en de betrokkenheid van ASML verschuift fotonica in Brainport verder van belofte naar productievloer.