ASML: Verkleining chips is grote kunst

ASML uit Veldhoven behoort al jaren tot de marktleiders op het gebied van machines voor de halfgeleiderindustrie. Bijna iedereen bezit dan ook wel een stukje elektronica waarin een chip zit, die met behulp van de machines van ASML is geproduceerd. Het zijn echter spannende tijden voor ASML. De vraag van de klant is complex: nieuwe consumentenelektronica moet steeds kleiner en zuiniger worden en de chips moeten daarvoor zorgen. De Wet van Moore, vernoemd naar een van de oprichters van Intel, stelt dat het aantal transistors op een computerchip na een bepaalde periode verdubbelt, maar daar lijkt langzamerhand een einde aan te komen. In Veldhoven is men flink bezig om zijn technologie te verbeteren en zitten er zo’n 3000 mensen op de afdeling Research & Development. Momenteel gebruiken de meeste systemen van ASML nog steeds een fotografisch proces om patronen op wafers aan te brengen. Deze zogenaamde immersielithografie wordt gerealiseerd met licht met een golflengte van 193nm, waarbij een laagje water tussen lenzen en wafer extra lichtbreking oplevert.

Alsof de werking van immersielithografie al niet moeilijk genoeg is, is men bij ASML alweer vele stappen verder. Er zijn al drie generaties van een machine ontwikkeld die gebruikmaakt van extreem ultraviolet licht, ook wel euv genoemd. Hiermee moeten er straks nog kleinere chips gemaakt kunnen worden. euv-lithografie werkt echter op een totaal andere manier dan de technieken die ze voorheen gebruikte. Ze zoeken in Veldhoven dan ook flink de grenzen van de natuurkunde op.

Euv is ook niet het eindpunt. Een mogelijke opvolger zou Directed Self-assembly kunnen zijn, zelf-geassembleerde elektronica. Dit idee stamt uit 1976, maar is nog nooit écht in de realiteit ingezet. En dan is er altijd nog de interessantste vraag: is die oude Wet van Moore uit de jaren ‘60 nog wel vol te houden? Of komt er binnenkort een eind aan dit verschijnsel en zal het verkleinen van chips op een gegeven moment toch echt stoppen?

IT-banen

Reacties (115)

1nsane 3 februari 2014 01:15

Door mijn werk ben ik erg goed bekent met de werkwijze en uitdagingen van ASML.

Eerder in de reacties op dit artikel en mooie compacte reportage hoorde ik iemand zeggen dat de cultuur bij het bedrijf erg Nederlands is en met een noodzakelijk gebrek aan respect voor leidinggevenden en dat is compleet waar. Iedereen moet binnen zijn vakgebied buiten de gestelde lijnen te kunnen denken en handelen, natuurlijk wel gestaafd door zoveel mogelijk wetenschappelijke feiten.

De uitdagingen met EUV zijn inderdaad erg groot en in de reportage missen ze nog een aantal details maar dat is meer dan logisch, anders wordt het een lang verhaal maar een aantal:

- Thermisch gedrag, vanwege het vacuum is het veel lastiger om temperatuur te reguleren (niet alleen van de waferstage enz. maar ook de refractie spiegels die anders vervormen)

- Lichtverlies/absorptie, een atmosfeer was al niet mogelijk maar dan moet je spiegels gebruiken omdat er te veel licht verloren zou gaan met lenzen, dan nog een probleem, ook spiegels absorberen een deel van het licht en dat er is maar een fijne percentuele marge toegestaan voordat er te weinig EUV licht op de wafer schijnt, de tindruppels die gebruikt worden voor het maken van het EUV ligt vervuilen de spiegels ook en je kan de druppels ook moeilijk afvoeren omdat je in het vacuum niet met een soort ventilatie de druppels kan afvoeren.

Alles is erg complex, zelfs het vervoeren er van is een hele klus en er is ook een hele afdeling (Hoist & Lift department) die zich bezig houden met ontwikkeling van trillingsvrije transport kooien en containers en apparatuur om delen van de machines over te laden.

Ik ben dan ook erg benieuwd wat dit nog op gaat leveren allemaal!

Flimovic 2 februari 2014 11:09

Helaas wordt er weinig in de reportage over gezegd, maar een van de grootste uitdagingen bij ASML om de EUV-machines op volle snelheid te laten produceren is het verkrijgen van een goedwerkende Source. Zoals gezegd in het filmpje, om het EUV-licht te verkrijgen, worden er kleine tindruppeltjes aangeschoten met een laser. Deze druppeltjes worden dan een plasma en beginnen de juiste golflengte licht uit te zenden. Het probleem is echter dat deze druppeltjes op dat moment ook ontploffen en het tinresidue ook tegen de optiek aan komt die nodig is om het licht te bundelen. Uiteraard probeert men het tinresidue te verzamelen, maar hier slaagt men nog niet voor de volle 100% in. Ook probeert men langzaam maar zeker het vermogen omhoog te schroeven, zodat de machine zelf meer wafers per uur kan produceren.
Als deze problemen opgelost zijn, dan begint het hele EUV verhaal echt interessant te worden.

[Reactie gewijzigd door Flimovic op 22 juli 2024 18:05]

jeronimo @Flimovic • 2 februari 2014 15:17

Het is denk ik ook vanwege die reden dat ze vorig jaar Cymer, de fabrikant van EUV bronnen, hebben overgenomen. Zo sluit ik ook niet uit dat, wanneer de technologie van Mapper economisch haalbaar is, zij ook een overname kandidaat zijn.

Pe Nis @Flimovic • 2 februari 2014 19:40

Ken ik je toevallig niet?

mad_max234 2 februari 2014 12:22

We zitten al bijna bij het einde, we kunnen nog maar net quantum effect tegengaan in de huidige transistors(FET's), tunneling word nu echt steeds groter probleem. Huidige transistor steeds verkleinen zal nog maar aantal keren lukken en dan zitten we tegen de grens aan waar je ongewenste quantum effect garandeert krijgt met de huidige materialen die we tientallen jaren gebruikt hebben.

We moeten dus naar hele andere materialen zoeken of hele andere opbouw, want gat tussen de drain en source word te klein, er is nog geen (goedkope massaproductie en aanvaardbare snelheid) bruikbare isolator bekend die tunneling effect kan tegengaan met zo weinig atomen.

Dus al kunnen we een machine maken die nog kleiner kan etsen dan we nu al kunnen dan is er nog steeds het probleem met de huidige FET's, niet bruikbaar. Denk dat dat grotere uitdaging zal zijn voor alle semiconductors dan de machines maken die zo klein kunnen etsen. Etsen is theoretisch tenminste haalbaar met kennis die we al min of meer bezitten, maar hoe we de transistor moeten maken en waarmee weet nog niemand.

In dit filmpje word het in begrijpbare taal uitgelegd, ook begrijpbaar voor mensen met minder of geen elektronica kennis denk ik.
http://www.youtube.com/watch?v=rtI5wRyHpTg

[Reactie gewijzigd door mad_max234 op 22 juli 2024 18:05]

Marcva 2 februari 2014 10:26

Technisch gaat dit mijn pet heel erg te boven, maar wat een ontzettend mooie reportage! $_/-\o_$

Tjeerd @Marcva • 2 februari 2014 12:43

Ik ben al een jaar of twintig geinteresseerd in computers (lees: het is mijn werk) en heb her en der wel aardig wat gelezen over hoe computerchips worden gemaakt, maar het bleef vaak bij stukken theorie en animatiefilmpjes en wat plaatjes en nooit een echte hands on filmpje gezien. Totdat ik een paar weken geleden een filmpje op Youtube tegenkwam waarin een beste man een aantal (afgedankte) onderdelen laat zien die nodig zijn om een chip te maken. Hierbij laat hij ook met een microscoop zien hoe een wafer er uit ziet, hoe de 'mal' er uit ziet en hoe klein de elektronica eigenlijk is, dit gaf voor mij een wat tastbaarder beeld.

daan.timmer @Tjeerd • 3 februari 2014 10:12

Voor wat meer (mooie) foto's raad ik volgende site aan:

http://www.pbase.com/fotoopa/inside

Deze beste oude heer maakt macro foto's van (ondertussen al wel verouderde) IC's. Of heeft deze gemaakt (weet niet of hij ze nog steeds maakt). Daar laat hij ook heel mooi zien hoe een chip in elkaar zit.

En als je van mooie macrofotografie houdt raad ik je aan de rest van zijn site ook te bekijken.

Marcva @Tjeerd • 3 februari 2014 13:35

Tnx Tjeerd je hebt gelijk. Veel geleerd van de video als niet-ict-er. De oude spullen in de video zijn al onzettend klein en dat proces gaat dus nog wel een tijdje door.
Ongelofelijk. Dat realiseer ik me niet als ik mijn telefoon, of laptop gebruik...

FricoRico 2 februari 2014 10:54

Super dat wij ik Nederland zo'n succesvol bedrijf hebben. Nog mooier dat ze in de vorige reportage zeiden niet uit Nederland te willen vertrekken. Een hoop grote bedrijven kiezen toch vaak voor belastingtechnisch goedkopere landen denk ik.

Wat ik alleen al heel lang niet snap, is waarom waffers rond zijn. Zo kun je toch minder vierkante chips kwijt op een waffer. Veel meer 'snijverlies' lijkt mij.

jeronimo @FricoRico • 2 februari 2014 11:07

De wafer is gezaagd uit een cilindervormige staaf silicium. Die staaf maken ze door een monokristal als seed te gebruiken. Ze laten dus silicium aangroeien op dit monokristal. Tijdens het aangroeien trekken ze deze seed langzaam uit het bad en draaien ze die rond. Zie ook:
http://www.youtube.com/watch?v=xftnhfa-Dmo

Anoniem: 67950 @FricoRico • 2 februari 2014 11:03

De vloeistof die ze gebruiken tijdens het prodyctieproces laten ze vanuit het centrum naar het uiteinde 'rollen' door de centrifugaalkracht.

Boronguyd 2 februari 2014 13:43

als ASML zo erg voor is met zijn technologie op de markt, waarom gaan ze zelf dan geen chips ontwikkelen?

kizke @Boronguyd • 2 februari 2014 14:28

Het bedrijf is ooit onstaan omdat iedere chipfabrikant zijn eigen machines ontwikkelde, dus iedereen vond keer op keer het wiel opnieuw uit. Samen met ASM-I is toen dit deel van Philips afgesplitst om zo aan de behoefte te voldoen van chipfabrikanten om 'goedkoper' te produceren, nu ze niet meer zelf hoeven te investeren in de ontwikkeling van die machines kunnnen ze over de architectuur nadenken. ASML gaat echt niet meer zelf chips ontwikkelen, dan zijn ze zo al hun klanten kwijt. Er is namelijk zeker een mate van concurrentie in de markt.

Een van de redenen waarom de bonus dit jaar zo 'laag' is is de grote afschrijving op de 450mm wafers (nu 300) omdat inderdaad de industrie er nog niet klaar voor was, daar hebben ze zeker van geleerd. EUV is een hele interessante techniek, maar zoals gezegd erg lastig. Met de techniek die nu op de campus is gepresenteerd kunnen ze al productief genoeg zijn om te concurreren met zichzelf (er is nog maar 1 scan nodig en niet meer double/triple patterning om een vergelijkbaar resultaat te krijgen). Een groot probleem is nog wel om dit bij de klanten aan de praat te krijgen.

Balance 2 februari 2014 08:34

Complimenten aan de redactie, dit wat weer een zeer goede rapportage!

"Dan ben ik nog niet met pensioen, dus ik denk dat het wat langer gaat duren"

Zolang dat soort mensen er werken gaan ze het inderdaad nog wel even volhouden. Wat een baas

Anoniem: 399299 @Balance • 2 februari 2014 10:49

Het is opmerkelijk dat zo'n innovatief bedrijf met zo'n impact op de hele hardware industrie nog in Nederland kan bestaan. Nederland is een land van bedroevend slechte salarissen bij torenhoge kosten en lasten, je kop niet boven het maaiveld mogen uitsteken en een algemene middelmatigheidscultuur.

Ik vind een bedrijf als ASML meer in Zuid Duitsland, Engeland, Ierland, Canada of Zwitserland passen. Wat doen ze om hier mensen te vinden en te houden? Betalen ze nu zo bovengemiddeld of halen ze hun personeel uit Oost Europa of Azie?

Leo. P. Klepper @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 11:08

ASML heeft een grote flexibele schil, personeel komt uit alle windstreken van de wereld en wisselt regelmatig, al naar gelang er behoefte aan bepaalde deskundigheid is. Nederland staat van oudsher bekend als knooppunt van - en tolerant t.o.v. verschillende culturen. ASML op je CV geeft je CV extra waarde. Het bedrijfsterrein van ASML is een stad op zich en wordt ook nog eens bijna verdubbeld in de toekomst.

Anoniem: 399299 @Leo. P. Klepper • 2 februari 2014 12:18

ASML heeft een grote flexibele schil, personeel komt uit alle windstreken van de wereld en wisselt regelmatig, al naar gelang er behoefte aan bepaalde deskundigheid is.

Probleem is dat Nederland met salarissen van 40 - 60k lang niet kan concurreren met landen als Duitsland, Engeland of Zwitserland. Voor top talent uit het buitenland is Nederland helemaal niet aantrekkelijk. Het verklaart nog steeds niet hoe een topbedrijf als ASML zo innovatief kan zijn in een 'pay peanuts, get monkeys' cultuur als Nederland.

koli-man @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 14:04

Misschien dat de mensen die er willen werken gewoon de goede drive en passie hebben, waarbij niet alleen het geld telt. Geld is zeker belangrijk, maar echt niet zaligmakend. Daarbij betaald Asml echt niet slecht, dmv van hun bonussen. Dus gaat het goed, krijg je veel extra's. Lijkt mij gezond.

Eldunari @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 21:48

Voor de echte toptalenten op technologisch gebied hebben ze bij ASML een aparte functie en bijbehorend salaris. Deze personen worden binnen ASML fellows genoemd en verdienen vele male meer dan de 40-60k.

lekorque @Anoniem: 399299 • 3 februari 2014 12:04

Werken voor geld is zo jaren 90. ;-)
Ofwel, je mentaliteit loopt een beetje achter. Als je de juiste achtergrond hebt opgebouwd (opleidingen, ervaring) weet je dat geld bijna niet meer boeit. Mee kunnen werken aan de laatste technologie, dingen doen die je zelf het leukst vindt, samenwerken met de top in je vakgebied, ruimte voor persoonlijke groei, nog meer ruimte voor privézaken, dat is wat NL biedt aan toptalent.

En ja, je kunt je huis gemakkelijk betalen. Maar we zijn niet op zoek naar hen die graag sportwagens rijden, zwembaden in tuinen aan laten aanleggen, kilo's coke wegsnuiven en regelmatig op MTV cribs verschijnen. De iets lagere salarissen in NL werken daardoor zelfreinigend :-)

johnnyvd @Anoniem: 399299 • 3 februari 2014 17:47

Ik moet zeggen dat een Bedrijf als ASML of andere co-developers helemaal niet zo slecht betalen als jij nu beweert.

Tevens is een salaris van 40 - 60K toch helemaal niet zo slecht? Er werken bij een ASML echt niet alleen TU bollebozen of topmanagers..

Er is een heel leger aan vakmensen aan het werk binnen de organisatie die in de cleanrooms assembleren, valideren etc. etc.

Binnen de grote groep van toeleveranciers en co-developers van ASML werken ook zeer vakkundige verspaners, lassers en monteurs die, vergeleken met de rest van de kleinmetaal, best wel een nette boterham verdienen..

In mijn eigen technische functie werk ik nu ook voor de ASML's Philipsen, etc. etc. en had daarvoor ruime ervaring in de algemene en speciaal-machinebouw en tevens een groot stuk food ervaring.

Ik kan je zeggen dat ik qua loon nooit meer terug kan naar deze "standaard" bedrijven (dit doet deze bedrijven natuurlijk geen recht aan) omdat binnen de semi-con en fijnmechanische tak gewoon veel meer verdient wordt.

Uiteraard heb ik geen idee wat de lonen in het buiteland precies zijn. In Zweden liggen deze veel hoger, maar daar is het leven over zijn algemeenheid weer een stuk duurder..

CDL76 @Anoniem: 399299 • 3 februari 2014 19:26

40-60k is ook echt geen topsalaris, voor de echt goede mensen die je binnen wilt houden ligt er veel meer klaar, dat is zo bij ASML, Shell, Akzo Nobel, DSM, Philips, Damen shipyards, Dockwise, Unilever noem het maar op al die bedrijven hebben goed geld over voor werknemers met bijzondere capaciteiten.

Ze zullen dit geld slechts aan een selecte club geven, maar dat is bij de concurrenten niet anders. Inderdaad de salarissen in Zwitserland zijn veel hoger, de kosten voor levensonderhoud daarentegen ook.

Ik werk op het moment in Duitsland en kan je zeggen waar ik zit word het echt niet gewaardeerd als je je kop boven het maaiveld uitsteekt, de sfeer op het werk wordt er alleen maar slechter op als iets in je onderzoek wel lukt (en bij hun niet) dus waar ik nu zit is het zeker niet anders dan hoe jij Nederland beschrijft.

marsattacks @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 17:37

Mijn theorie daarover is als volgt (zit zelf ook bij ASML): de nederlandse bedrijfscultuur is best uniek, dit hoor ik ook van de buitenlandse medewerkers. We (de nederlanders) zijn redelijk eigenwijs, met een gezond gebrek aan respect voor de leidinggevenden. Dit zijn eigenschappen die in een technisch bedrijf nodig zijn om snel verkeerde beslissingen te ontdekken, en daarna naar de juiste oplossingen te itereren.

CDL76 @marsattacks • 3 februari 2014 19:29

Helemaal mee eens, waar ik nu zit (zuid Duitsland) is men dus echt niet van dat soort kritiek gediend en vinden leidinggevenden het heel normaal dat je plots op zaterdag werkt (ook wanneer ze weten dat je een vlucht hebt geboekt om naar je vrouw te gaan). Ze vinden het ook heel normaal dat je doet wat zij opdragen en vooral niet tegenspreekt (ook al weet je dat het niet kan).

Dan mis ik de Nederlandse bedrijfscultuur soms wel, heeft me hier ook al de nodige aanvaringen opgeleverd. Voordeel is dan wel weer dat je zo wel langzaam het respect van je leidinggevende krijgt als die er achter komt dat ze door jouw koppigheid geld en vooral heel veel tijd hebben bespaard, maar dat is een zeer langzaam proces.

Sissors

Lithografie

@Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 10:52

Die bedroevend slechte salarissen zorgen er juist voor dat ze meer winst kunnen maken. En zijn de kosten en lasten in Zwitserland minder dan hier? Oftewel misschien ben je ook wel een beetje aan de negatieve kant over Nederland.

BadRespawn @Sissors • 2 februari 2014 16:42

Die bedroevend slechte salarissen zorgen er juist voor dat ze meer winst kunnen maken.

In het algemeen maak je winst door te verkopen, en je verkoopt minder naarmate de salarissen lager zijn.

Sissors

Lithografie

@BadRespawn • 2 februari 2014 16:58

Dus als ASML hun salarissen maar omhoog gooien verkopen ze meer? Dat lijkt me een twijfelachtige redenatie.

BadRespawn @Sissors • 3 februari 2014 16:43

Ik zei "in het algemeen", dus als alleen ASML salarissen verhoogt zet het geen zoden aan de dijk.

Anoniem: 288690 @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 11:41

Zou het?

http://m.telegraaf.nl/art...bonus-voor-asml-personeel

Pe Nis @Anoniem: 288690 • 2 februari 2014 19:35

Het voetvolk van ASML....zegt genoeg hoe een stuk journalistiek over "ons" denkt.

celshof @Pe Nis • 4 februari 2014 08:31

Niet erg netjes, nee. Van de andere kant, de Telegraaf staat nou niet bekend om hun ingetogen berichten, dus dan valt het bericht wellicht nog mee tov andere berichten.

-Tom @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 13:08

Nederland is een érg aantrekkelijk vestigingsland hoor.

Van oudsher is Nederland een handelsland. We hebben een belastingsysteem wat euforisch gezegd goede kansen biedt voor grote ondernemingen; en iets minder verbloemend mag gezegd worden dat Nederlands een Tax haven is.

Maar dat speelt natuurlijk niet alleen in een rol. Nederland heeft een goede infrastructuur; een stabiele economie en ook nog eens een relatief hoogopgeleide bevolking. Nederland is relatief open naar andere culturen en aanpassen aan internationale standaarden doen we ook best goed.

De alternatieven die je noemt zijn ook niet verkeerd; maar het speelt natuurlijk ook een rol dat ASML in Nederland is opgericht.

Begrijp me niet verkeerd; ik heb ook meer dan genoeg kritiek op Nederland. Maar vanuit business-oogpunt is Nederland een érg aantrekkelijk land.

thettes @Anoniem: 399299 • 2 februari 2014 21:30

Ik denk dat je simpelweg een irreeel beeld hebt van zowel Nederland als van de concurrentie. Nederland is nog steeds een van de meest productieve en innovatieve landen ter wereld, hoezeer we onszelf ook de put in praten met valse vergelijkingen en halve waarheden.

XElD @Balance • 2 februari 2014 09:45

Idd. top, gewoon mensen die oprecht hun kijk geven op de dingen. Dat doen alleen de bedrijven die eigenlijk geen marketing nodig hebben om hun zaken aande man te brengen!

markusclaas @XElD • 2 februari 2014 22:08

Uitzonderlijke reportage idd.

cHoc 2 februari 2014 09:29

En dan is er altijd nog de meest interessante vraag: is die oude Wet van Moore uit de jaren ‘60 nog wel vol te houden? Of komt er binnenkort een eind aan dit verschijnsel en zal het verkleinen van chips op een gegeven moment toch echt stoppen?

De Wet van Moore gaat dan ook sinds "70 uit van een periode steeds van 2 jaar, op het moment blijkt dat vol te houden zijn. Maar het zou kunnen dat die termijn van 2 jaar later niet meer haalbaar is, dat wil niet zeggen dat er een eind aan het verschijnsel komt nog, verkleining zal wel mogelijk blijven voor de verdere toekomst maar de energie die erin gestoken moet worden word groter, en duurt langer dan de eerst 1 jaar, en later al 2 jaar die Moore uitsprak tot wet. Het is dus een wet die zelf ook al op bepaalde punten is aangepast omdat de tijdstermijn technologisch niet haalbaar bleek.

koelpasta

Natuurkunde
Wetenschap

@cHoc • 2 februari 2014 11:22

Er klopt helemaal niks van je verhaal

1) Moore heeft ooit een opmerking gemaakt, hij heeft het nooit tot een wet uitgeroepen.
2) De 'wet' van Moore spreekt over 18 maanden, niet over 2 jaar.
3) Volgens deze grafiek is de 'wet' van Moore toch best wel stabiel en hoefde al sinds begin jaren '80 niet bijgesteld te worden. Er zijn de afgelopen 10 jaar meerdere processors uitgebracht die beter presteren dan die wetmatigheid.
Wel zijn we daar de hele tijd bang voor. Maar er wordt toch om de 1 of andere reden weer iets uitgevonden waardoor verdere ontwikkeling mogelijk is.

Sissors

Lithografie

@koelpasta • 2 februari 2014 12:41

Het probleem is al dat er meerdere versies van de wet van Moore worden gebruikt, sommige over feature size, andere over density, of aantal transistoren per chip. Als je kijkt naar aantal transistoren per chip is het huidige probleem dat transistoren niet tot nauwlijks meer goedkoper worden. Zie bijvoorbeeld: http://www.eetimes.com/au...tion_id=36&doc_id=1286363

Dan kunnen we wel chips maken met steeds meer transistoren erop, maar die worden ook steeds duurder, en dat is uiteraard niet vol te houden. En natuurlijk, langzaamaan worden processen wel steeds goedkoper omdat de fabrieken er staan, ze beter onder controle zijn, hogere yields, etc. Maar het hele idee van: laten we naar een nieuwe node gaan, dan kunnen we twee keer zoveel transistoren erop gooien voor dezelfde prijs!, is wel aan het eindigen.

koelpasta

Natuurkunde
Wetenschap

@Sissors • 2 februari 2014 13:54

Je vergeet wel dat er nieuwe technologieeen voor de deur staan die een enorme boost gaan geven aan deze ontwikkeling. Denk aan optische componenten waardoor een aantal technische grenzen zullen vervallen. Het is alleen een complete overgang en de technologie wordt nog volop ontwikkeld. Mischien komt er nu een dipje in die wetmatigheid maar als dat spul eenmaal op de markt is dan zal de lijn weer redelijk aantrekken.

Inderdaad, aan het doorontwikkelen van de originele chiptechnologie komt een einde.
Maar over niet al te lange tijd zullen optische, biologische en mischien wel quantum computers de fakkel overnemen.

Sissors

Lithografie

@koelpasta • 2 februari 2014 14:36

Ik vraag me toch af waar het idee op tweakers vandaan komt dat optische computers eraan komen, en gewenst zouden zijn. Het komt telkens naar voren, maar er is gewoon geen enkele reden om aan te nemen dat ze eraan komen.

Als eerste: Ik heb het nu over conventionele optische computers, niet over quantum computers die een gedeelte optisch doen bijvoorbeeld:
Welke technische grenzen zouden komen te vervallen door optische componenten te gebruiken? Formaat van de transistoren? Die zullen fundamenteel een stuk groter worden. Elke optische transistor die ik heb gezien werkt op basis van resonantie: Ze moeten het formaat van de golflengte van licht hebben. Ik heb nog nooit een publicatie gelezen over een optische transistor op basis van iets anders dan resonantie, dus als die er al ooit komen is dat nog heel ver weg.

De volgende veel gemaakte fout is dat een optische transistor sneller zou zijn, want licht is toch snel? Dat heeft sowieso al weinig met de schakelsnelheid van een transistor te maken. Bij op resonantie gebaseerde systemen zoals optische transistoren valt die sowieso vaak tegen. Maar daarnaast, licht gaat met ruwweg 2/3de c door een glasvezel kabel. Elektriciteit gaat met ruwweg 2/3de c door een kabel. Oftewel, licht is niks sneller.

Hebben die optische componenten dan helemaal geen nut? Oh natuurlijk wel, maar dan voornamelijk voor communicatie: rechtstreeks een glasvezel kabel in je netwerk-chip steken. USB/PCIe bijvoorbeeld optisch gaan doen. Misschien kan het ook nog wel uit uiteindelijk om on-chip klok-distributie gedeeltelijk optisch te doen. Voor communicatie is optisch geweldig.

Biologische computers? Vooralsnog zitten die in het gebied van de sci-fi. Als die er al komen verwacht ik, overigens ook bij quantumcomputers, dat je ze meer als een insteekkaart ala GPU moet zien: ze kunnen best goed zijn voor specifieke taken, maar zijn echt niet zomaar beter dan onze huidige CMOS architectuur.

En dan hebben we nog nano-tubes en grafeen. Mogelijk leuk voor in de toekomst, maar vooralsnog zijn er nog een hoop problemen, en dat zijn echt niet simpelweg engineering problemen, maar problemen die ervoor zorgen dat je kan twijfelen of ze ooit gaan doorbreken. (De stap naar 10nm is bijvoorbeeld een engineering probleem, er zijn hordes te nemen, maar er is weinig twijfels dat die node uiteindelijk komt).

Wat komt er dan wel in de nabije toekomst om schaling in leven te houden? Hopelijk als EUV fatsoenlijk werkt kan dat de prijzen van productie in nieuwe nodes omlaag brengen, wanneer triple patterning bijvoorbeeld niet meer nodig is. En III-V materialen staan voorlopig als eerste op de lijst om silicium te vervangen.

koelpasta

Natuurkunde
Wetenschap

@Sissors • 2 februari 2014 15:59

Optiche schakelingen hebben onder andere het voordeel dat je signalen kunt multiplexen in frequentie. Zo zou je een X-bits bus met 1 geleider kunnen implementeren. Met CMOS zou je dat hooguit in tijd kunnen multiplexen maar normaalgesproken worden er gewoon meerdere baantjes gemaakt. Als je dus een 256 bits bus hebt dan lopen er soms werkelijk 256 bantjes naast elkaar van de ene kant van de die naar de andere. Je kan dan een beetje tijd multiplexen maar dat houdt ook een keer op omdat de bandbreedte van een seriele bus eindig is. Met licht heb je theoretisch bijna een oneindige bandbreedte tot je beschikking op 1 geleider.
Je zou dus een design kunnen overwegen waarbij alle functionele groepen transistors over dezelfde bus communiceren zonder elkaar dwars te zitten o.i.d..

Warmte is een ander punt, licht zal minder energie afgeven aan de drager.

Je zegt dat optische schakelingen vooral geschikt zijn voor communicatie.
Laat het nou net zo zijn dat veruit het meeste oppervlak in een IC opgeslokt wordt door plaatsing van geleiders tussen de actieve delen (vanwege bijvoorbeeld inductie en routeringbeperkingen).
Hier valt dus best wel veel te winnen, nog voordat je de transistor zelf optisch maakt.

"Biologische computers? Vooralsnog zitten die in het gebied van de sci-fi. Als die er al komen verwacht ik, overigens ook bij quantumcomputers, dat je ze meer als een insteekkaart ala GPU moet zien: ze kunnen best goed zijn voor specifieke taken, maar zijn echt niet zomaar beter dan onze huidige CMOS architectuur."

Sci-Fi is het ondertussen niet meer, er zijn immers al 'berekeningen' uitgevoerd door het programmeren en executeren van DNA.
Ik ben het wel met je eens dat (zeker in eerste instantie) de toepassing vooral in massaal parallele berekeningen gaat zitten en dat niet ieder probleem zich daarvoor leent. Maar het opent wel hele nieuwe gebieden van computatie waar CMOS nog een puntje aan kan zuigen.
En dat is ook niet verwonderlijk als je ziet hoeveel stukjes (chemische) informatie een enkele cel weet te verwerken tijdens het uitvoeren van zn functies. Vele malen complexer en paraleller dan de IC's dat wij tot nu toe hebben weten te produceren. Hier is dus nog genoeg speelruimte alleen moet je wel een beetje uit de oude manier van denken durven stappen.
En natuurlijk zal de CMOS tak van ontwikkeling nog lang meegaan. Het gaat zelfs ,denk ik, een belangrijke rol spelen in optische schakelingen.

"En III-V materialen staan voorlopig als eerste op de lijst om silicium te vervangen. "

Juist, en het schijnt dat die materialen erg coole optische eigenschappen bezitten

Bozozo 2 februari 2014 10:03

Heeft Tweakers een promotiedeal met ASML gemaakt? Goed idee van ASML... genoeg (potentiële) ingenieurs te ronselen hier

Wilbert de Vries @Bozozo • 2 februari 2014 11:46

De kans is best groot dat een bedrijf als ASML zaken doet met Tweakers/Persgroep, maar redactionele reportages hebben daar niets mee te maken. Als redactie wegen wij zelf af wat we interessant vinden en hier hebben we kennelijk een goede afweging gemaakt gezien de reacties

koelpasta

Natuurkunde
Wetenschap

@Wilbert de Vries • 2 februari 2014 14:00

Tja, alleen waren de ASML-ers een beetje in de war. Soms waren ze aan het verkopen en soms waren ze aan het nerden en wisten niet altijd welke kant op ze hun verhaal moesten presenteren. Appart om te zien

JanusJaap @koelpasta • 4 februari 2014 11:51

Niet apart als je zelf vaak probeert uit te leggen wat een ASML machine doet en hoe die werkt.... Je gaat dan vanzelf als snel te diep op de materie in. Je wordt er enthousiast van als technologie liefhebber.

koelpasta

Natuurkunde
Wetenschap

@JanusJaap • 4 februari 2014 11:56

Oh, van mij hadden ze eindeloos mogen nerden hoor

huntedjohan @Bozozo • 2 februari 2014 10:33

wat mij betreft mag tweakers dan wel meer promotie deals maken met dit soort bedrijven. dit zijn tenminste echte interessante reportages waar je echt een kijkje te zien krijg van de techniek.

stx @Bozozo • 2 februari 2014 11:14

Volgens mij heeft ASML dat niet nodig en weten ingenieurs maar al te goed waar ASML te vinden is.

Complimenten voor de rapportage, zeer leuk om te kijken.
Hopelijk komen er hier meer van! En wat mij betreft mag het ook van andere takken zijn, zoals medisch of chemisch waarin nederland vooruitloopt, natuurlijk wel met enige connectie met techniek.