Nederlands chip-ecosysteem maakt kennis met Japanse Minimal Fab

Een Japanner zoals je ze zelden ziet. Shiro Hara stuitert voor het scherm terwijl hij zijn Minimal Fab-concept presenteert op de Novio Tech Campus in Nijmegen. Kort na het begin van het millennium bedacht Hara een concept voor miniatuurchipfabrieken bij het Japanse instituut voor geavanceerde industriële wetenschap en technologie (AIST). Met zijn Minimal Fab-chipfabrieken wil hij de kosten van kleine chipseries aanzienlijk verlagen. De benodigde investeringen zullen ook klein zijn.

Zijn Minimal Fab bestaat uit modules die siliciumplakken verwerken ter grootte van een 2-eurocentmuntje (12,5 mm). Een geavanceerde cleanroom is niet vereist. Elke plak zit in een verzegelde cassette, een miniatuurversie van de foup-transportcontainers in conventionele chipfabrieken.

Tijdens zijn bezoek aan Nijmegen maakte Hara vooral duidelijk dat zijn concept kleine series chips goedkoop maakt. Dat is precies waarom de Business Cluster Semiconductors Nederland en Domicro Hara en zijn delegatie hadden uitgenodigd. ‘Een dergelijk concept is hard nodig om innovatie in chipontwerp en het gebruik van chips in domeinen met kleine aantallen te stimuleren’, zegt Barry Peet van BCSemi NL. Hij juicht investeringen in een minifab in Nederland van harte toe. ‘Door chips in kleine aantallen op een flexibele, snelle manier en tegen lage kosten te produceren, kunnen Nederland en Europa voorop blijven lopen op verschillende gebieden waar we een leidende rol spelen, zoals rf, mems en fotonica. We helpen graag het Nederlandse en Europese semicon-ecosysteem te betrekken.’

‘Het concept past heel goed bij de huidige trends in de fabricage van eindproducten’, zegt Sorin Stan, directeur bedrijfsontwikkeling bij VDL ETG en aanwezig bij de presentatie van Hara afgelopen mei. ‘De trend is op maat gemaakte producten, kleine series, minder afval en lagere kosten.’ Als positieve aspecten ziet Stan de standaardisatie van waferdragers, maskervrije belichting en verwerking in gesloten modules waardoor er geen cleanroom nodig is. Hij gelooft dat Minimal Fab een grote kans van slagen heeft, maar hij merkt ook op dat er in dit vroege stadium nog steeds grote uitdagingen zijn.

Stan schat dat een bedrijf met voldoende inzet en financiële middelen binnen drie jaar een eerste volledig functionele Minimal Fab operationeel kan krijgen. ‘Mits de fundamentele r&d is gedaan, en de vijftien tot twintig basismodules die nodig zijn, worden ontwikkeld door AIST.’

Stan merkt op dat de huidige tooling niet meer dan honderd tot honderdvijftig transistors per chip kan produceren. Hij ziet dat als het zwakste punt, ook al is er een agressieve routekaart naar nanometerresoluties. ‘Een eenvoudige maar ook verkoopbare applicatie zoals een eenvoudige controller voor iot bevat al snel een paar duizend transistors’, legt Stan uit. Mems-applicaties zijn een alternatief, maar dat is een markt met veel minder mogelijkheden.