In de imec-ASML-alliantie draait het om de Wet van Moore

Al 35 jaar lang hebben imec en ASML samen de lithografie vooruitgeholpen. Nu imec zijn proefproductielijn in Leuven uitbreidt met High-NA EUV in het kader van de Europese Chips Act, wordt het partnerschap de spil van de Europese chipambities – en van de efficiëntie van AI.

Wanneer Luc Van den hove het heeft over de roadmap van imec, is ASML nooit meer dan een zin verwijderd. “We werken al 35 jaar nauw samen met ASML om telkens weer beter presterende lithografietechnieken te introduceren om tweedimensionale schaalvergroting mogelijk te maken”, aldus de volgend jaar vertrekkende CEO tijdens een recente perbriefing. In een wereld waarin de rekenkrachtbehoefte van AI het energiebudget van de planeet dreigt te overstijgen, is die samenwerking het speerpunt: veel krachtigere chips per watt maken door het licht dat ze 'schrijft' te perfectioneren.

Luc van den hove, imec

Een feedbackloop die decennia overspant

Het model van imec is ongebruikelijk onder openbare onderzoeksorganisaties: een neutrale, gedeelde proeflijn waar rivaliserende spelers onder één dak samen de toekomst ontwikkelen. Lithografie is de centrale ritmesectie en ASML is de drummer. Van den Hove beschreef een strakke technische kadans: imec zoekt naar apparaten en procesmodules; ASML zorgt voor stapsgewijze vooruitgang in lithografie; samen sluiten ze de cirkel met het ecosysteem - fotoresistfabrikanten, leveranciers van ets- en depositieapparatuur, gieterijen en fabless ontwerpers - zodat de volgende generatie produceerbaar is. “We brengen het hele ecosysteem samen... in het bijzonder ook ASML”, zei hij.

Dankzij die cirkel kan de chipindustrie de onderdelen blijven verkleinen met behoud van opbrengst en energie-efficiëntie. Het is ook de reden waarom imec lithografie de onmisbare enabler noemt van al het andere op de roadmap, van nieuwe transistorarchitecturen tot 3D-stapeling.

High-NA EUV: de volgende stap

De volgende sprong is hardware: High-NA EUV. Imec's Fab3 draait al wat Van den hove “de meest geavanceerde R&D-pilotlijn ter wereld” noemt. Het uitbreidingsplan – 2,5 miljard euro aan nieuwe tools en 6.000 m² extra cleanroom – voegt Fab4 toe, fysiek gekoppeld en geautomatiseerd met Fab3, en rust deze uit met “de volledige reeks ASML-tools van de volgende generatie, zoals de High-NA EUV-machine”. De bouw zal volgend jaar van start gaan; de gecombineerde Fab3-Fab4-lijn moet eind 2028 klaar zijn.

© imec

High-NA verscherpt de focus, waardoor fijnere kenmerken en betere procesvensters mogelijk worden. In de praktijk is het de hoeksteen voor de komende acht tot tien knooppunten op de schaalbaarheidsroadmap van imec en de basis voor de energiebesparingen die AI vereist. “Veel mensen zeggen dat de wet van Moore dood is”, aldus Van den hove. “Er is een fenomenale vraag ... en dat zorgt voor een enorme druk om de wet van Moore uit te breiden.”

Energie is de nieuwe prestatie: lithografie staat centraal

Imec verwoordt de uitdaging in niet mis te verstane bewoordingen: de rekencurve van AI is exponentieel; als de technologie niet veel hogere prestaties per watt levert, zal het energieverbruik explosief stijgen. Lithografie is waar het stokje wordt doorgegeven van de fysica naar de systemen. High-NA EUV staat garant voor dichtere apparaten met een lagere capaciteit en kortere verbindingen, wat op zijn beurt het dynamische vermogen verlaagt. En wanneer 2D-schaalvergroting vertraagt, maakt lithografie nog steeds de weg vrij voor 3D: het stapelen van N- en P-apparaten, het samenvoegen van geheugen en logica, en het verbinden van chiplets met ultrakorte verbindingen: stappen die imec bundelt onder “CMOS 2.0”.

Cruciaal is dat imec en ASML dit niet alleen doen. Elke vooruitgang op het gebied van lithografie vereist co-innovatie met resists, etsen, depositie en metrologie om ervoor te zorgen dat de hele flow printbaar, inspecteerbaar en rendabel is. De pilotlijn is waar al die stukjes samenkomen en tot wasdom komen.

De soevereiniteit van Europa, samengevat in één zin

Toen hem werd gevraagd naar digitale soevereiniteit, greep Van den hove niet naar slogans. Hij wees op de sterke punten. “Zonder ASML-technologie en imec-processen kun je geen enkele chip ter wereld maken”, zei hij. Deze opmerking komt nog harder aan in de context: Europa produceert misschien niet de meest geavanceerde chips, maar het bezit wel de cruciale knelpunten die die chips mogelijk maken. Het besluit van de European Chips Act om de uitbreiding van imec te steunen met zijn grootste projecttoekenning weerspiegelt die realiteit en zet in op de as imec-ASML om het aandeel van Europa in de waardeketen te vergroten.

Voor Van den hove betekent soevereiniteit ook ontwerpcapaciteit op het hoogste niveau, omdat in Europa ontworpen chips de vraag genereren die de lokale capaciteit rechtvaardigt. Ook hier is lithografie van belang: je kunt systemen en processen niet samen optimaliseren als je de realiteit van lithografie niet begrijpt (en er geen praktische toegang toe hebt). Imec's IC-Link en ventureprogramma's maken die toegang concreet voor start-ups en scale-ups, waardoor een pijplijn van Europese fabless-spelers wordt gevoed die ontwerpen met het proces, niet ondanks het proces.

Een neutraal terrein waar concurrenten samenwerken

Er schuilt een paradox in het hart van het model van imec: hoe competitiever de industrie wordt, hoe meer behoefte er is aan een betrouwbare, neutrale plek om precompetitieve technologieën gezamenlijk te ontwikkelen. Dat vraagt om een cultuur die is gebaseerd op integriteit, waar vertrouwelijkheid geldt, zelfs wanneer aartsrivalen dezelfde gang delen, en verbondenheid, waarbij materialen, apparatuur, fabrieken, hyperscalers en systeem-OEM's in één gesprek worden samengebracht. De aanwezigheid van ASML in die ruimte is niet symbolisch; het is de praktische manier waarop de industrie de risico's van de volgende lithografieknoop wegneemt voordat miljarden worden geïnvesteerd.

Continuïteit van de alliantie

Leiderschapsovergangen kunnen partnerschappen verstoren. Het plan van imec is het tegenovergestelde: continuïteit door ontwerp. Van den hove wordt op 1 april 2026 voorzitter en blijft nauw betrokken bij het wereldwijde stakeholdermanagement; Patrick Vandenameele, een natuurkundige die ondernemer werd en later de venture- en vervolgens de strategie van imec opbouwde, wordt CEO. “Verwacht niet dat ik alles ga veranderen”, aldus Vandenameele. De strategie – schaalvergroting met ASML's High-NA EUV, deze combineren met 3D-integratie en fotonische interconnecties, en de pilotlijn openstellen voor de volgende generatie Europese ontwerpers – blijft gehandhaafd.

Voor Leuven bevindt de lichtbron zich in Veldhoven. Het partnerschap vormt de brug. En voor het komende decennium van chips in het AI-tijdperk lijkt de samenwerking tussen imec en ASML de belangrijkste R&D-alliantie van Europa te blijven.