Tussen AI-gekte en cleanroom-precisie: de fotonische proeffabriek

Aan de zuidrand van de High Tech Campus in Eindhoven verrijst het betonskelet van wat het epicentrum van de Europese fotonica moet worden. Waar bouwvakkers van BAM nu nog langs steigers manoeuvreren en de contouren van de gevel zichtbaar worden, voltrekt zich achter de schermen een andere dynamiek. Twee jaar geleden heerste er in de markt nog gezonde scepsis over het nut van een grootschalige industriële pilotlijn. Vandaag staan klanten bijkans te dringen aan het hek.

“Toen we twee jaar geleden begonnen met dit project, hadden een hoop mensen zoiets van: hé, kun je die fabriek wel vullen en met wat voor applicaties dan?”, schetst Boudewijn Docter, die vanuit TNO nauw betrokken is bij de realisatie van de nieuwe faciliteit. “Dat sentiment is inmiddels compleet omgedraaid. Nu twijfelt niemand er meer aan dat we meteen vol zitten zodra de faciliteit operationeel is.”

De aanjager van die plotse koorts laat zich raden: de wereldwijde explosie van investeringen in kunstmatige intelligentie en datacenters. Conventionele elektronische chips lopen tegen hun thermische en fysieke grenzen aan; fotonische chips – die data transporteren met lichtdeeltjes in plaats van elektronen – bieden de broodnodige snelheidswinst en energiebesparing. De vraag naar optische chips pulseert daardoor dwars door de keten heen, onder meer via partner SMART Photonics.

Geen shortcuts op de vierkante micrometer

Maar wie denkt dat een chipfabriek sneller draait door harder op het gaspedaal te trappen, komt bedrogen uit. Tussen de wens van hongerige AI-klanten en de keiharde realiteit van nanotechnologie gaapt een proces van jaren. Docter voelt de opgebouwde verwachtingen, maar blijft nuchter: “Er staat heel veel druk op ons om eerder operationeel te zijn. Klanten staan te wachten, die hebben acuut productiecapaciteit nodig. Maar tegelijkertijd kunnen en willen we geen shortcuts nemen. We moeten kijken naar wat realistisch is.”

Boudewijn Docter aan het woord tijdens de Gerard & Anton Awards uitreiking op 2 juli 2026

Dat verschil zit ’m in het wezen van het project. Dit wordt geen academische speeltuin waar mislukkingen bij het experiment horen. “In een R&D-setting kun je met een klant om tafel gaan, samen een product ontwikkelen en het risico delen over hoe snel je iets operationeel krijgt”, legt Docter uit. “Maar dit is een echte productiefabriek. In feite moet het productontwerp klaar zijn, afgetikt en gereed om te schalen. Dan kun je niet aankomen met een productielijn die nog half in de steigers staat of waarvan je niet zeker weet of die het proces aankan. Klanten gaan dat risico simpelweg niet lopen.”

Klanten gaan volgens Docter pas echt commercieel opschalen als je een bewezen track record kunt overleggen. “Daar heb je keiharde statistiek en processtabiliteit voor nodig. Dat bouw je niet van de ene op de andere dag op.” Daarom moet TNO eerst niet alleen aantonen dát de processen werken, maar ook statistiek opbouwen over hun betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid. Pas als klanten de bewijzen zien, zullen ze volgens Docter werkelijk grote productievolumes aan de lijn durven toevertrouwen.

2027, 2028, 2029: de strakke marsroute

Qua ruwbouw ligt het project keurig op schema. Als alles meezit, vindt de formele oplevering van het pand plaats in mei volgend jaar. Vanaf dat moment begint het precisiewerk binnenskamers pas echt:

• Eind volgend jaar (2027): Alle kernapparatuur moet binnen de cleanroom zijn geplaatst en aangesloten. Het gros van de bestellingen – onderhevig aan strenge Europese aanbestedingsprocedures en met levertijden tot wel twaalf maanden – is inmiddels de deur uit. Denk aan lithografiemachines van ASML, groeisystemen van AIXTRON en etsapparatuur van KLA en Oxford Instruments. Ook moeten de individuele basisprocessen dan per machine draaien en gevalideerd zijn.
• 2028: Het jaar van de integratie. Honderden losse bewerkingsstappen moeten aaneenrijgen tot één naadloze process flow. De pilotlijn schakelt over van de huidige 4-inch standaard naar grotere 6-inch wafers van indiumfosfide (InP), waardoor de kostprijs per chip drastisch moet dalen.
• 2029: De vuurdoop met de eerste daadwerkelijke projecten voor consortiumpartners binnen het PIXEurope-programma.
• 2030: De fase van volledige, grootschalige commerciële exploitatie.

Een aanzienlijk deel van de apparatuur voor de nieuwe fabriek komt van leveranciers die ook in de traditionele halfgeleiderindustrie bekend zijn. Dat is geen toeval. De nieuwe fabriek moet volgens Docter juist zo veel mogelijk gebruikmaken van bestaande industriële apparatuur. “In principe zijn het wel allemaal standaard semiconductor tools, maar sommige moeten wel aangepast worden.”

Dat geldt bijvoorbeeld voor de lithografiemachines van ASML. Die moeten kunnen werken met indiumfosfide in plaats van de siliciumwafers waarvoor veel chipmachines oorspronkelijk zijn ontwikkeld. Daarnaast zijn veel moderne systemen ontworpen voor wafers van 8 inch of groter. “En wij gaan ze voor 6-inch gebruiken. Dat vergt soms een kleine aanpassing.”

Andere apparatuur is al geschikt voor zogenoemde compound semiconductors zoals indiumfosfide, galliumarsenide, galliumnitride en siliciumcarbide. Dergelijke materialen worden ook gebruikt voor toepassingen zoals vermogenselektronica, snelladers en snelle radiocommunicatie.

De schaduw van de volgende miljardenfabriek

Het meest veelzeggende is misschien dat er ondertussen al over de volgende fabriek wordt gesproken. De huidige pilot line kan volgens eerdere plannen uiteindelijk een productiecapaciteit van ongeveer 20.000 6-inch wafers per jaar ondersteunen. Voor een echte internationale massamarkt zal uiteindelijk opnieuw moeten worden opgeschaald naar een fabriek met een capaciteit van minimaal het vijfvoudige.

Dus terwijl TNO, Smart Photonics, de High Tech Campus en de TU Eindhoven alle zeilen bijzetten om HTC 12 gereed te stomen, woedt daarbuiten alweer het debat over de volgende fase. Burgemeester van Eindhoven Jeroen Dijsselbloem en oud-ASML-topman Peter Wennink waarschuwden onlangs dat er binnen twee jaar 2 miljard euro op tafel moet komen voor een volwaardige megabedrijfsfabriek – een faciliteit die vele malen groter is dan de huidige pilotlijn. Buitenlandse partijen in de VS en Azië zitten immers niet stil.

Docter erkent de noodzaak om vooruit te kijken: “Kijk naar hoe complex vergunningen, stroomaansluitingen en locaties tegenwoordig zijn. Hier op de High Tech Campus past het binnen het bestemmingsplan en de bestaande milieuruimte, maar voor een nóg grotere vervolgstap moet je nu al beginnen met plannen.”

Toch weigert de TNO-programmamanager zich gek te laten maken door de miljardendiscussie in Den Haag of Brussel. De beste garantie voor een Europese koppositie ligt volgens hem in het eerst vlekkeloos opleveren van de fabriek die er nu staat. “Onze focus ligt op het huidige project: van de grond krijgen, valideren en leveren.”