Met een grote investering wil de Europese Unie de chipproductie op eigen bodem flink opschroeven. In 2030 moet een vijfde van alle chips uit Europa komen. Experts uit de industrie zelf hebben hun bedenkingen bij deze ambitie. “We zouden een klein deel van die 43 miljard kunnen investeren om op een heel nieuw gebied wereldleider te worden.”
Plotseling was er geen chip meer te krijgen. Wereldwijde lockdowns zorgden vanaf het begin van de coronapandemie voor haperende aanvoerlijnen rondom de halfgeleiderindustrie, terwijl tegelijkertijd de vraag naar spelcomputers, tablets en smartphones piekte. Wie een warmtepomp wilde aanschaffen kon lang wachten, maar ook producenten van bijvoorbeeld auto’s en melkrobots legden hun fabrieken bij gebrek aan chips tijdelijk stil.
Dat nooit weer, besloot Brussel. Wil de Europese industrie haar ambities op het gebied van groene transitie, supercomputers en defensie waarmaken, dan moet ze ruimschoots toegang hebben tot chips. Vandaar dat commissievoorzitter Ursula von der Leyen afgelopen zomer de Chips Act lanceerde: een plan om, samen met private investeerders, 43 miljard euro in de Europese chipindustrie te steken. Al over zeven jaar moet een op de vijf chips het stempel ‘made in Europe’ krijgen. Wat moet er gebeuren om die ambities waar te maken? En wat heeft dat voor gevolgen voor de doorsnee consument die gewoon een nieuwe wasdroger wil?
Intercontinentaal koken
Bram Nauta, hoogleraar Chipdesign aan de Universiteit Twente, noemt de ambities van de Europese Commissie ‘een flinke uitdaging’. “Momenteel heeft Europa ongeveer tien procent van de chipproductie in handen. Naar verwachting zal de behoefte aan chips over zeven jaar zijn verdubbeld. Dat betekent dat we vier keer zoveel chips moeten maken om op twintig procent van de mondiale productie te komen.”
Momenteel is het maken van chips een intercontinentale aangelegenheid. Nauta vergelijkt het met koken: de recepten, oftewel de ontwerpen, komen vaak uit de VS. “In Europa maakt ASML goede keukeninstrumenten, oftewel de chipmachines, terwijl ze bij TSMC in Taiwan precies weten hoe ze met die fornuizen een super geavanceerde chip kunnen bakken.” De ingrediënten komen uit allerlei andere landen, en in China zijn ze goed in het verwerken van de chips in aantrekkelijke eindproducten. Dat is precies de reden waarom het hele proces stokt als op één plek de boel in het honderd loopt. “De continenten hebben elkaar bij de ballen. Als een partij begint te knijpen, komt iedereen in de knel.”
De productie van chips vindt plaats in een cleanroom, een stofvrije ruimte. Hoe geavanceerder de chip, des te hoger de eisen aan de cleanroom.
FotowerktZo bezien is het niet zo’n gek idee om een groter deel van de keten naar Europa te verplaatsen en minder afhankelijk te worden van andere continenten – zeker met de wereldwijde geopolitieke spanningen waarmee we nu te maken hebben. Een van de grote vragen is alleen welk type chips Europa dan zou moeten produceren. De ene chip is namelijk de andere niet. “De meest geavanceerde chips bevatten onderdeeltjes van drie tot vijf nanometer groot”, legt Nauta uit. Een nanometer is honderdduizend keer kleiner dan de doorsnede van een haar. “Hoe kleiner de onderdelen, des te meer ervan op een chip passen en hoe meer je ermee kunt. Het bedrijf TSMC in Taiwan loopt hierin voorop.”
De chips die in veel huis-, tuin- en keukenapparaten zitten, zoals koelkasten, maar ook auto’s, hoeven niet zoveel onderdelen te bevatten. Zo maakt NXP in Nijmegen chips met onderdeeltjes vanaf ongeveer 18 nanometer groot. “Die productie kunnen we natuurlijk wel uitbreiden”, zegt Nauta, “maar over tien jaar ziet de wereld er weer anders uit. Dan maken ze chips met onderdelen van 0,5 nanometer, of kleiner. Om twintig procent van de wereldproductie in handen te hebben, moet je daarin voorop kunnen lopen, anders ben je weg.”
De chipfabriek van NXP in Nijmegen.
FotowerktGebrek aan kennis
Met het plaatsen van wat extra fabrieken zijn we er dus niet. Om serieus mee te doen in de mondiale chipindustrie moeten we een ecosysteem van toeleveranciers, onderzoekers en ontwerpers opzetten. Veel van die zaken zijn te koop, mits je voldoende diepe zakken hebt. Alleen het allerbelangrijkste onderdeel, legt hoogleraar Micro-elektronica Peter Baltus van de TU Eindhoven uit, is niet zo makkelijk te vinden: kennis. “Het kost jaren om de benodigde kennis en ervaring op te bouwen om die hele keten te laten werken. Natuurlijk kun je buitenlandse experts binnenhalen voor veel geld, maar je hebt niet alleen individuele mensen met kennis nodig, maar een heel team dat goed samenwerkt. Het kost tijd voordat mensen elkaar vertrouwen en begrijpen, voordat ze samen in staat zijn concurrerende producten te maken.”
Ook directeur Jean Schreurs van chipfabrikant NXP denkt dat kennis een belangrijke hobbel op de weg zal vormen. “In onze chipfabriek in Nijmegen werken achthonderd medewerkers. Een grote fabriek heeft er tweeduizend of meer, maar wij hebben al moeite om tien tot twintig nieuwe technici te vinden.”
Prijsplafond
Geld is een ander obstakel. De VS heeft een investering van 52 miljard dollar in de halfgeleiderindustrie aangekondigd en in Taiwan gooit TSMC er een bedrag van 100 miljard dollar tegenaan. Daarbij valt 43 miljard euro toch een beetje in het niet.
En over geld gesproken: stel dat de EU haar ambities ondanks deze uitdagingen weet waar te maken, heeft dat dan nog consequenties voor de kosten van de chips? Hoeveel moeten we straks neertellen voor een slimme koelkast van Europese makelij?
Chiponderzoek bij de Nederlandse fabrikant NXP.
FotowerktDe intercontinentale keten rondom de halfgeleiderindustrie is ingericht op zo laag mogelijk houden van de kosten, legt Lori Tavasszy uit, hoogleraar Vervoer en Logistiek aan de TU Delft. Het lijkt omslachtig, duizenden benodigdheden verslepen over de hele wereld om een slimme koelkast te produceren, maar tegelijkertijd is het juist vrij efficiënt. Elke partij in de keten doet namelijk waar hij het beste in is voor zo min mogelijk geld. “Natuurlijk kunnen er verstoringen zijn, bijvoorbeeld als een schip in het Suezkanaal dwars ligt of als er oorlog uitbreekt. Als dat vaker gebeurt, gaan bedrijven investeren in alternatieven om de risico’s te verkleinen. De vraag is alleen hoeveel je bereid bent te betalen voor een alternatief in Europa. Je kunt miljarden investeren, maar heb je dat ervoor over als de chips duurder worden? Gaan we dan een prijsplafond voor chips invoeren om concurrerend te zijn?” De grootste markt ligt namelijk niet in Europa. “In Europa praat je over een paar honderd miljoen mensen, maar in Azië gaat het over miljarden. Daar en in Afrika ligt de groeimarkt.”
Uitblinken
Met deze kanttekeningen willen de experts niet zeggen dat alles maar bij het oude moet blijven. Wat minder afhankelijk worden van andere partijen kan geen kwaad. Als het aan hen ligt, investeert Europa dus wel degelijk in de halfgeleiderindustrie, alleen niet met de ambitie om hier te gaan doen wat nu al elders gebeurt. Liever zien ze dat Europa gaat (of blijft) uitblinken in iets wat landen buiten de EU niet kunnen.
“Stel dat we van de 5G naar de 6G gaan en wij in Europa zijn degenen die dat 6G-systeem hebben ontworpen”, noemt NXP-directeur Schreurs als voorbeeld, “dan heeft de verdere wereld ons nodig. Ik heb het dan over tien, vijftien jaar. Hetzelfde geldt voor automotive. Wij zijn heel sterk in radarsystemen. Als je daarin doorontwikkelt, dan moet straks elke autofabrikant bij ons aankloppen als hij een radarsysteem wil hebben. Dat is makkelijker te behalen dan al die chips hier gaan maken.”
Ook Baltus denkt dat Europa beter een strategische positie op de wereldmarkt kan verwerven door uit te blinken in enkele typisch Europese zaken, zoals radarsystemen en chips voor de automotive-industrie. “Daar hebben we geen 1 nanometerfabriek voor nodig. Een interessante vraag is ook wat de volgende stap is na de huidige elektronica. Op een gegeven moment wordt het te duur om nog verder te miniaturiseren. Dan ontstaat de mogelijkheid voor nieuwe technologieën die tot nu toe geen kans maakten. Denk aan quantumtechnologie of fotonica (chiptechnologie gebaseerd op lichtsignalen, red.). Zeker op het gebied van de fotonica lopen we nu al behoorlijk voorop.”
Dat de omwenteling naar die nieuwe technologieën nog jaren op zich kan laten wachten, is volgens Baltus geen reden om er niet nu al in te investeren. “Met een miljard kun je al waanzinnige dingen doen op dat vlak. We zouden een klein deel van die 43 miljard kunnen investeren om op een heel nieuw gebied wereldleider te worden. Als aanvulling op die grote investering in iets wat misschien nooit helemaal gaat lukken, zou dat zo gek nog niet zijn.”