Wanneer AI de microchip voorbijraast: imecs versnellingsplan

De digitale toekomst versnelt, en microchips hebben moeite om dat tempo bij te houden.

Generatieve kunstmatige intelligentie – van ChatGPT en multimodale assistenten tot opkomende agentische systemen – heeft zich razendsnel ontwikkeld van een onderzoeksfenomeen tot een alomtegenwoordige kracht die bedrijven, wetenschap en samenleving hervormt. Maar onder die zichtbare vooruitgang schuilt een groeiende spanning: terwijl AI zich per maand ontwikkelt, beweegt de halfgeleiderwereld in jaren. Die kloof tussen AI-ambitie en chiprealiteit is een van de bepalende uitdagingen van deze tijd. Precies dat probleem probeert imec, Europa’s toonaangevende onderzoekscentrum voor nano-elektronica, te tackelen.

“Een nieuw tijdperk van grote uitdagingen in chipschaalvergroting is aangebroken,” zegt CEO Luc Van den Hove in imecs vooruitblik op 2026 – niet als waarschuwing, maar als een oproep tot actie.

Waarom de huidige chiproadmap tekortschiet

Decennialang volgden chipmakers het ritme van de wet van Moore: het idee dat de transistor­dichtheid grofweg elke twee jaar verdubbelt, met steeds betere prestaties tegen lagere kosten. Dat ritme, ooit de ruggengraat van technologische vooruitgang, is echter vertraagd. Tegelijkertijd exploderen AI-workloads in omvang en complexiteit, met een groeiende vraag naar rekenkracht, energie-efficiëntie en betere integratie van systemen.

“Het tempo waarmee AI vrijwel elk aspect van de samenleving is binnengedrongen, is ronduit verbluffend,” zegt Van den Hove. En daarin schuilt precies de spanning. De cyclus van chipontwerp tot productie beslaat jaren, terwijl AI-ontwikkelingen soms binnen maanden of zelfs weken van koers veranderen.

De uitdaging – en tegelijk de kans – voor imec is om chipinnovatie te laten aansluiten bij dat razende AI-tempo. Dat betekent afscheid nemen van louter incrementele verbeteringen aan bestaande ontwerpen en kiezen voor ingrijpende benaderingen die de volledige computerstack opnieuw doordenken.

Cross-technology co-optimization: een nieuwe strategie

Centraal in imecs visie voor 2026 staat een concept dat bekendstaat als cross-technology co-optimization (XTCO), door aankomend CEO Patrick Vandenameele omschreven als “een disruptieve, holistische benadering van schaalvergroting”.

In de huidige systemen worden rekeneenheden, geheugen, energievoorziening, thermisch beheer en betrouwbaarheid vaak los van elkaar ontwikkeld. XTCO draait dat model om. Het uitgangspunt: al deze componenten moeten samen worden ontworpen en geoptimaliseerd, niet geïsoleerd.

“AI-systemen van de volgende generatie worden steeds complexer,” legt Vandenameele uit. “Om te voldoen aan de hoge eisen op het gebied van geheugen, energie, thermiek en betrouwbaarheid, evolueren chips naar heterogene samenstellingen.”

In de praktijk betekent dit dat alles opnieuw tegen het licht wordt gehouden: van de manier waarop transistoren op een wafer zijn geordend tot hoe meerdere chips binnen één server met elkaar communiceren. Het doel? Systemen die niet alleen sneller zijn, maar ook energiezuiniger en beter aanpasbaar aan veranderende AI-workloads.

Voorbij silicium: High-NA EUV en fotonica

XTCO is echter slechts één stuk van de puzzel. Om chiparchitectuur naar een volgend niveau te tillen, blijft imec investeren in geavanceerde productietechnieken en aanvullende technologieën.

Een belangrijk speerpunt is High-NA EUV-lithografie, de volgende grote stap in patroonvorming, waarmee structuren kleiner dan 2 nanometer mogelijk worden. In het gezamenlijke High-NA EUV Lithography Lab van imec en ASML in Veldhoven werken onderzoekers al aan het verfijnen van deze technologie, samen met partners, om zeker te stellen dat toekomstige logica- en geheugenchips betrouwbaar kunnen worden geproduceerd.

Maar pure rekenkracht alleen volstaat niet. Voor grootschalige AI-systemen, met name in cloud-datacenters, ontpopt fotonica zich tot een sleuteltechnologie. Door data met licht in plaats van elektronen te transporteren, beloven fotonische interconnects ultrasnelle verbindingen met een laag energieverbruik tussen chips en racks – en daarmee verlichting van een van de grootste knelpunten in high-performance AI.

Van lab naar markt: doorbraken opschalen

Technologische doorbraken veranderen de wereld pas echt wanneer ze hun weg vinden naar producten en diensten. Dat besef staat centraal bij imec.

Daarom zet de organisatie stevig in op venture-versnelling, uitbreiding van intellectueel eigendom en vroege toegang tot geavanceerde halfgeleiderplatforms. Via initiatieven als de door de EU Chips Act ondersteunde NanoIC-pilotlijn kunnen fabless bedrijven experimenteren met de nieuwste technologie­noden, ruim voordat commerciële massaproductie mogelijk is.

Ook IC-Link, imecs ASIC-ondersteuningsdienst, speelt hierbij een cruciale rol. Die dienst slaat de brug tussen innovaties uit het lab en oplossingen die daadwerkelijk produceerbaar zijn.

Een toekomst die draait om wendbaarheid

Als er één rode draad loopt door imecs strategie voor 2026, dan is het wendbaarheid. In een tijd waarin AI-paradigma’s sneller verschuiven dan chipcycli, werkt het oude draaiboek niet meer. Programmeerbare, modulaire hardware die zich kan aanpassen aan nieuwe software-eisen – in plaats van voor elk nieuw algoritme een maatwerkchip te ontwerpen – kan een uitweg bieden. Ook binnen imec klinkt deze oproep steeds luider, om te voorkomen dat silicium veroudert nog vóór het rendement oplevert en R&D-investeringen stranden.

Naarmate AI zich verder ontwikkelt richting agentische en fysieke toepassingen – waarin systemen leren, handelen en zich aanpassen in de echte wereld – zal de behoefte aan flexibele, energie-efficiënte rekenkracht alleen maar toenemen.

De inzet van imec: leid de verandering, volg haar niet

Uiteindelijk is imecs visie ambitieus, niet alleen vanwege de technologieën waarop het inzet, maar vooral vanwege de mentaliteit die erachter schuilgaat: leiden in plaats van volgen. In een wereld waarin microchips niet langer simpelweg transistor voor transistor kunnen worden opgeschaald, wil imec innovatie zelf opschalen – over technologieën, sectoren en toepassingen heen.

“Voor 2026 en daarna optimaliseren we niet alleen chips,” zegt Van den Hove. “We herdefiniëren wat computing kan zijn.”