ACADEMISCH INGESTELDE ONDERZOEKERS NEMEN DE WIJK NAAR DE UNIVERSITEIT; Het geketende onderzoek

De industriële laboratoria doen steeds minder aan fundamenteel, langetermijnonderzoek. Produktdivisies eisen snelle pay off en bestaande kennis gaat voor. Samenwerking met de universiteiten moet het gat vullen.

TOEN CARLO BEENAKKER, een van Nederlands meest geciteerde fysici, in 1986 bij Philips was aangenomen en zich in Eindhoven op het Nat.Lab meldde, vroeg hij Martin Schuurmans, destijds hoofd van de groep Theoretische Natuurkunde, wat hij moest doen. “Nou”, zei Schuurmans, “er is pas een Nobelprijs aan het Quantum Hall-effect gegeven, een fundamenteel verschijnsel in halfgeleiders. Dat is vast een mooi vak. Ga maar wat lezen, eens praten met mensen, zie maar.”

Dat was precies wat Beenakker wilde. “Ik was naar Philips gegaan voor de natuurkunde. Industriële laboratoria geven je de kans je in de breedte te ontwikkelen, je krijgt er overzicht. In de academische wereld heb je een vrij grote inertie, iedereen zit op zijn eigen eilandje. Ook ik had mijn specialisme opgebouwd waar ik anders in verder zou zijn gegaan. Op het Nat.Lab werd je gestimuleerd om je heen te kijken. Ik wist niks, ik was een onbeschreven blad. In die omgeving te kunnen werken, is voor mij een unieke ervaring geweest.”

De groep waar Beenakker op het Nat.Lab toe behoorde was een academisch clubje. Werkbesprekingen, congressen, artikelen schrijven: er was nauwelijks verschil met de universiteit. Alleen, je hoefde geen college te geven of je uit te sloven om fondsen te verwerven. Beenakker: “Het was een universiteit zonder de nadelen van de universiteit. Op de universiteit houdt het subsidiecircuit je een groot deel van de dag bezig, een typische aanvraag telt 30 kantjes. Op het Nat.Lab was dat een A4-tje. Je moest je chef overtuigen, en die misschien weer zijn chef, dan was het klaar. Wat je deed, deed er zoveel niet toe, als het op termijn maar van belang was voor het laboratorium. Afgerekend werd je op publicaties en uitnodigingen voor wetenschappelijke congressen. Een ideale situatie.”

Die situatie gold voor de kleine honderd man die bij Philips tamelijk ongehinderd onderzoek konden doen. De organisatie van het Nat.Lab (waar toen ongeveer 2.500 man werkte) voor die sector was disciplinair en afgekeken van de universiteit. Je had een groep spectroscopie, een groep halfgeleiderfysica of hoge temperatuur supergeleiding. Het geld kwam rechtstreeks van boven uit het bedrijf, de produktdivisies betaalden een soort Nat.Lab-belasting zonder zelf op het fundamentele onderzoek invloed uit te oefenen.

Eind jaren tachtig veranderde die situatie drastisch. Beenakker: “Het idee van een vrijgesteld clubje dat z'n gang kon gaan is volledig verlaten. Philips stond aan de rand van een bankroet en door de operatie Centurion raakte iedereen ervan doordrongen dat een bedrijf staat of valt met het maken van winst. Philips Research moest toen al tweederde van zijn budget gefinancierd zien te krijgen door produktdivisies. Voor sommige mensen op het Nat.Lab was die omslag een beetje een traumatische ervaring. Je kreeg customer days, waarop iedereen in het laboratorium ging brainstormen over wie zijn klant was, en wat hij voor hem kon betekenen. Ik had geen klant, mijn klanten waren de wetenschappelijke tijdschriften waar ik mijn artikelen sleet.”

KORTE TERMIJN

De ommezwaai van 'vrij' naar 'klantgericht', met als gevolg een veel sterkere nadruk op kortetermijnresearch dichter tegen de produkten aan, op snelle pay off, leidde ertoe dat op het Nat.Lab de mensen met een specifiek wetenschappelijke aanleg de wijk namen naar de universiteit. Ook Carlo Beenakker vertrok, in 1992 werd hij hoogleraar in Leiden. Intussen was de groep theoretische natuurkunde op het Nat.Lab opgegaan in die van 'experimental and theoretical physics'. Vorig jaar werd het 'exploratory physics' en het opheffen van ook deze groep, een reorganisatie die op het moment zijn beslag heeft, betekent binnen het Nat.Lab het einde van de exploratieve natuurkunde als zelfstandige discipline. Waren er vroeger al samenwerkingsverbanden met andere vakgebieden op projectbasis, nu is ze permanent verstrooid over multidisciplinaire, op specifieke produkten of procestechnologieën gerichte teams die 'Data Storage' heten of 'Materials & Process Technology'. Beenakker: “Niet langer is het Nat.Lab gemodelleerd als universiteit. Ik ben er niet negatief over, het is het eindpunt van een logische ontwikkeling die je ook elders ziet. Maar de kans dat het laboratorium nog eens een belangrijke fundamentele ontdekking zal doen, is fors kleiner geworden.”

Rond de eeuwwisseling drong bij de industriële bedrijven het besef door dat ze weleens baat konden hebben bij het in dienst nemen van wetenschappers. In 1900 begon General Electric (het vervolg op het bedrijf van Edison) een eigen laboratorium waar naast ontwikkelingswerk aan bestaande produkten ook nieuw, fundamenteel onderzoek werd verricht dat, zo hoopte men, in de toekomst winstgevende ontdekkingen moest opleveren. Eerder hadden Bayer en Eastman Kodak al de nodige chemici aangetrokken. Shell Amsterdam en het Philips Nat.Lab in Eindhoven dateren van 1914, de Bell AT&T laboratoria van 1925. Ze waren georganiseerd rond bekende, van de universiteit geplukte wetenschappers die in hun bedrijfslaboratoria een academische cultuur implanteerden.

Na de Tweede Wereldoorlog kreeg het industriële fundamentele onderzoek een enorme impuls. Maar in de jaren zestig, toen de groei op z'n eind liep, begonnen bedrijven zich voorzichtig af te vragen of de hoge kosten wel verantwoord waren, en hoe efficiënt die research eigenlijk was. Verenigd in EIRMA (European Industrial Research Managers Association), met prof.dr.H.B.G. Casimir als oprichter en eerste president, bespraken R&D-managers (research and development) met elkaar hoe de research in hun bedrijven een eigen identiteit te geven.

Dr.ir. H.L. Beckers, gepensioneerde hoogste baas bij Shell Research en sinds 1993 voorzitter van de Adviesraad voor het Wetenschaps- en Technologiebeleid, heeft deze omslag binnen de industriële R&D-cultuur van dichtbij meegemaakt. Beckers: “Gedurende mijn carrière heeft zich bij Shell continu een struggle voltrokken om klaar te komen met de R&D. Je stopt er als bedrijf een heleboel geld in en het management begon zich af te vragen: hoe zit dat, wat levert het op? Alles wat zich de laatste twintig, dertig jaar heeft afgespeeld is één continu proces om de academische R&D-cultuur om te buigen naar een industriële, om van een atmosfeer van ongebonden fundamenteel onderzoek dat vrijelijk werd gepubliceerd te komen tot een die direct gekoppeld is aan de doelstellingen van de company. R&D is geen universiteitje spelen maar een van de tools om de slag met de concurrentie te overleven.”

Na zijn promotie aan de TU Delft begon Beckers in de jaren vijftig als onderzoeker op het KSLA, het Koninklijke Shell Laboratorium Amsterdam. “Men vond toen nog dat die jongens van R&D vrij moesten zijn, als ze maar zo nu en dan wat produceerden was het laboratorium zo terugverdiend, luidde de redenering. Natuurlijk zijn er op fundamenteel gebied de prachtigste dingen gebeurd binnen de bedrijfslaboratoria, denk aan de uitvinding van de transistor. De vaste-stoffysica was een braakliggend terrein, ieder schot was raak. Het punt is alleen dat die resultaten niet ten goede kwamen aan één specifiek bedrijf, maar aan het wereldreservoir van vrij toegankelijke kennis.”

Dat het zolang geduurd heeft eer het bedrijfsmanagement ingreep, komt volgens Beckers omdat het “een heilig ontzag had voor al die hoger gevormden van R&D en daarom de 'keuterboer' van marketing, die kwam vertellen dat hij hun verhalen wantrouwde, niet zag staan”. Beckers: “Als researchman verzette je je tegen vernieuwing, want die ging altijd de kant op van meer customer-contractor relaties. Dat model is in de jaren zestig door mijn voorganger bij Shell geïntroduceerd. Het stelt dat industriële innovatie het meest gebaat is bij een R&D die zijn kunnen in dienst stelt van de markt en die in de vorm van contractonderzoek wordt gefinancierd door de klant: de produktdivisies. Dat is ten koste gegaan van fundamentele, langlopende projecten, want die zijn voor een bedrijf economisch van nul en generlei waarde. Fundamentele research heeft alleen betekenis om goede mensen aan te trekken, zicht te hebben op wetenschappelijke ontwikkelingen elders in de wereld en om assistentie te verlenen bij toegepast onderzoek.”

Hoeveel geld een bedrijf voor R&D overheeft, hangt af van wat de concurrentie doet en verschilt per bedrijfstak. In de voedingsindustrie gaat 1 à 2 procent van de omzet naar R&D, bij auto's is dat 6 à 7 procent en in de farmaceutische industrie zo'n 14 procent. Al naar gelang de conjunctuur variëren deze getallen in de tijd, maar binnen een bedrijfstak zijn de verschillen miniem. Beckers: “De bedrijven houden elkaar nauwlettend in de gaten. Als geen van de andere oliemaatschappijen fundamentele jongens in dienst heeft, is er niemand bij Shell die erover piekert ze wel aan te nemen. Anders word je door die extra kosten direct door de concurrent onderuit gehaald, het is een competitive game in de industrie. Als Philips in R&D zakt, komt dat omdat alle bedrijven in hun sector naar beneden gaan en zij meedoen.”

Het wereldreservoir van vrij toegankelijke fundamentele kennis is een gezamenlijke verantwoordelijkheid van de geïndustrialiseerde landen, vindt Beckers, ook van Japan. “Iedereen weet dat de Japanners niet aan fundamentele research deden. Waarom zouden we, redeneerden ze, we krijgen het voor niks uit het Westen. Tot de Amerikanen het eind jaren tachtig niet langer pikten en geen Japanners meer uitnodigden voor hun wetenschappelijke conferenties. Eindelijk kwam het MITI, het Japanse ministerie voor Industrie en Internationale Handel, met researchlaboratoria, al stonden ze op Japanse bedrijfsterreinen en gingen resultaten vanwege 'vertaalproblemen' pas na een jaar de deur uit. En onder het motto 'zorg dat je erbij bent' hebben bedrijven als NEC, Toshiba en Hitachi researchinstituutjes neergezet in Princeton of Cambridge, watchtowers om in het Westen een vinger aan de fundamentele pols te hebben. Leuk, maar als totaal stelt het niets voor en al die ophef over dat Japan zoveel aan fundamentele research doet is volkomen misplaatst.”

Nederland doet het beter, maar vroeger deden we meer. In 1994 ging van het Bruto Binnenlands Produkt 1,8 procent naar R&D, in 1987 was dat nog 2,3 procent. Het bedrijfsleven zakte in die periode van 1,32 naar 0,96 procent, voor minister Wijers reden om in de nota Kennis in beweging de noodklok te luiden en voor technologische topinstituten te pleiten, waarvoor bedrijven en universiteiten inmiddels in de rij staan. Beckers is weinig onder de indruk: “Om historische redenen hebben we in Nederland een paar multinationals die ooit zijn begonnen hier hun research te doen. Die komen daar niet langer mee weg en een flink stuk ontwikkelingswerk wordt samen met de produktie overgeheveld naar het buitenland. Waarom zouden Philips, Shell, Unilever of Akzo hun R&D exclusief bij ons doen? Alsof er geen hoogopgeleiden in Zuidoost-Azië rondlopen. Bovendien zijn die jongens daar 21 en volenthousiast als ze het bedrijf binnenkomen, hier zijn dat gearriveerde ijdeltuiten van 30.”

Ook op het Shell laboratorium in Amsterdam volgen de reorganisaties elkaar in hoog tempo op. De laatste dateert van enkele maanden geleden en betekende binnen de groep basic and exploratory research een forse achteruitgang voor basic. Op het moment loopt in Amsterdam een experiment dat moet uitwijzen of het uitgeklede clubje aan het IJ er voldoende in slaagt fundamentele kennis te 'vertalen' naar de business units en mag blijven. Kenmerkend voor het veranderde klimaat, met vrijwel alleen nog onderzoek naar bestaande produkten en processen ('uitmelken'), is het omdopen van het KSLA tot SRTCA: Shell Research & Technology Center Amsterdam. Verder is het Amsterdamse laboratorium gesplitst in een chemie- en een oliepoot, wat door veel onderzoekers als een verarming wordt gezien.

Zo ook door Bart Hessen. Per 1 juli heeft deze chemicus, eerder dan hij van plan was, Shell research vaarwel gezegd om universitair hoofddocent te worden in Groningen, de stad waar hij in 1989 promoveerde. Hessen: “In Amsterdam wilde men maar kwantificeren. Hoeveel miljoen heeft het fundamentele onderzoek Shell de afgelopen vijf jaar opgeleverd, van die vragen. Veel van waarde valt eenvoudig niet in geld uit te drukken. Een van de gevolgen was dat skills op het laboratorium uit elkaar werden getrokken en aan produktteams toegewezen. Mensen die gewoon zijn elkaar scherp te houden, die door hun interactie goed bij de les blijven, raken zo binnen Shell wetenschappelijk geïsoleerd. Het is een uitdaging om mensen uit de toegepaste afdelingen voor je werk te interesseren, maar tegelijk zie je het systeem naar buiten toe dichter worden vanwege de noodzaak tot geheimhouding. En de beste manier om met de wetenschap in contact te blijven is nog altijd eraan deel te nemen.”

Nu de bedrijfslaboratoria het fundamentele onderzoek aan het afstoten zijn en de universiteiten meer extern gefinancierd onderzoek nastreven (derde geldstroom), nemen de banden over en weer in omvang sterk toe. Hessen: “Al tijdens mijn promotietijd had Groningen contact met een onderzoeksgroep van Shell. Zij financierden een promotieplaats en in ruil daarvoor kwamen ze af en toe langs om op een voor hen belangrijk gebied, de homogene katalyse, in te kunnen pluggen. Ook uit het oogpunt van recruting was het interessant: verschillende mensen uit Groningen zijn naar het KSLA gegaan. Maar directe invloed op het onderzoek had Shell niet.”

De laatste jaren worden de afspraken tussen de industriële laboratoria en de universiteiten harder, meent Hessen. Nu de universiteiten, in een manhaftige poging hun researchomvang op peil te houden, de deuren bij de bedrijven plat lopen en de overheid financieel aantrekkelijke regelingen ontwerpt, gebeurt het vaker dat industriële laboratoria niet alleen pre-competitive onderzoek uitbesteden, maar ook strategisch exploratief en zelfs toegepast onderzoek. In dat geval worden er kant en klare projecten aangeleverd, inclusief restricties. Hessen: “Hoe dichter bij de core, hoe strakker het bedrijf zal willen sturen. Bijvoorbeeld: pas publiceren een jaar na indiening van het patent. Laat je het werk door een promovendus doen, en heeft die de pech in zijn laatste aanstellingsjaar iets belangrijks te vinden, heeft hij een groot probleem.”

BUITEN DE DEUR

Tegelijkertijd, zo meent Hessen, is het voor een bedrijf dat fundamenteel en exploratief onderzoek buiten de deur wil laten doen van levensbelang over mensen te beschikken die de wetenschappelijke breedte en diepte bezitten om in hun contacten met de academische buitenwereld rijp en rot van elkaar te kunnen scheiden. “Als de R&D-managers bij Shell de groep basic and exploratory research laten weglopen in kleine druppels die zich aan de produktgroepen hechten, lopen ze het risico de poorten naar buiten voor potentiële contactpersonen met de academische wereld te sluiten. Komt er een technologische step change, dan is de consequentie dat je je moet inkopen. Wat je ziet is dat sommige bedrijven liever met die onzekerheid leven, dan met een vaste kostenpost voor fundamenteel onderzoek waarvan nog maar te bezien valt of het wat oplevert.”

De technologische topinstituten vindt Hessen “een industrie-academie interface van potentieel grote betekenis”. “Maar zoals de vlag er nu bij hangt zullen diverse bedrijven deze instituten willen gebruiken voor direct contract-onderzoek op behoorlijk toegepaste onderwerpen. De vraag is wat gewoon uitbestede industriële research volgens het TNO-model - daar lijkt het nogal op - aan voordelen biedt voor de langetermijnperspectieven van de Nederlandse Chemische Industrie. Kostenreductie lijkt dan ook vaak de belangrijkste drijfveer, meer dan het creëren van nieuwe opportunities.”

Bij Philips heeft dr.ir. M.F.H. Schuurmans, Carlo Beenakkers vroegere chef, zich aangepast. Na 20 jaar in het fundamentele onderzoek te hebben gezeten, is hij het management ingegaan en opgeklommen tot directeur van het Nat.Lab. “Het echte basisonderzoek doen we niet meer zelf”, zegt Schuurmans. “Dat laten we bijzonder graag aan de universiteiten en daar zijn we niet de enigen in. Afspraken over patenten vinden we helemaal niet zo'n verschrikkelijk heikel onderhandelingspunt, daarover worden we het wel eens. Belangrijker is een goede werkrelatie, contacten leggen met jonge mensen. Op het moment zijn we tevreden met een promovendus af te spreken op welk gebied hij zal werken, bijvoorbeeld IC-ontwerpen, object-oriented programming of silicium procestechnologie. Hoe meer Philips betaalt, hoe meer we over intellectual property rights te zeggen willen hebben en we monitoren voortdurend wat dit soort relaties ons oplevert. Maar we gaan de universiteiten niet vertellen wat ze precies moeten doen, die volgen de wereld.”

Ook met buitenlandse universiteiten heeft het Nat.Lab contacten aangeknoopt, vooral in Amerika: MIT, Stanford. Soms wordt daarbij samengewerkt met andere industriële bedrijfslaboratoria, zoals IBM en Bell, waarbij de gevoelige kennis in huis blijft. Hoewel de nadruk op prototypes en produkten is komen te liggen, wordt er onder meer om wille van de communicatie nog altijd gepubliceerd. Een van de nieuwere ontwikkelingen is het 'laboratorium zonder muren'. Vorig jaar besloten het Nat.Lab en de tweede geldstroom-organisatie FOM (de stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie) tot samenwerking op gebieden van fysica die op de lange termijn van strategisch belang zijn voor de elektronische industrie. Academische onderzoekers kunnen bij Philips projecten indienen die door een gezamenlijke commissie worden beoordeeld. Het eerste thema is 'fysica van dunne-film materialen': onderzoek naar het manipuleren van eigenschappen, tot op atomaire schaal toe.

“Het exploratieve, innovatiegerichte onderzoek is omgebogen”, zegt Schuurmans. “Het accent is verschoven van fysica, chemie en materiaalkunde naar elektronische systemen, informatica, software en procestechnologie. Vorig jaar is het tweederde deel van de Nat.Lab-financiering dat de produktdivisies bijdragen gesplitst. Eenderde is nu contractonderzoek, bedoeld voor projecten die uiteindelijk prototypes moeten opleveren, eenderde is middellange-termijnonderzoek van meer thematische opzet. Nog altijd hebben we een breder doel voor ogen, bijvoorbeeld een volledig digitaal audio-video systeem dat in 2005 op de markt moet komen en waar de consument ieder apparaatje, zoals de telefoon, kan inkoppelen. Maar tegelijk eist het management dat er tussendoelen en tussenprodukten worden afgesproken. De ontstane gap tussen langetermijnonderzoek, bijvoorbeeld naar een supersnelle koude gallium-arseen transistor, en de applicatie wordt zo weer gesloten. Vroeger, toen de wereld nog niet zo open was, was dat ook zo. Casimir was een eminent fysicus maar had tegelijkertijd een goed oog voor applicaties. Als er in '48 een transistor uitkwam, verschenen al midden jaren vijftig de eerste transistorradio's in de huiskamer.”

Universiteiten die met de industrie in zee gaan lopen een risico. De industrie wil natuurkunde of scheikunde om naar een specifiek eindprodukt te kunnen toewerken, niet om deze disciplines verder te helpen. In Amerika kreeg MIT ieder jaar 15 miljoen van Exxon, tot het olieconcern van de ene op de andere dag zijn interesse in het onderzoeksgebied verloor en zich terugtrok. Farmaceut Glaxo kocht complete universitaire onderzoeksgroepen weg toen bleek van welk vitaal belang hun resultaten waren. Het onderzoek dat Carlo Beenakker bij Philips deed - mesoscopische fysica - had als rechtvaardiging dat er wellicht een nieuw type gallium-arseen transistor uit zou voortkomen die het huidige siliciumtype zou verdringen. Philips heeft geweldig geïnvesteerd om zuivere kristallen van dat materiaal in het laboratorium in Redhill te groeien. Wat je nu ziet is dat het industriële onderzoek op dit terrein wereldwijd wordt gestopt: de nieuwe transistor functioneert alleen in de kou en tegen het industriële momentum van de zich almaar verbeterende siliciumchip (iedere 18 maanden verdubbelt de rekensnelheid, de wet van Moore) valt niet op te boksen. En wanneer wanneer Philips de interesse verliest, loopt ook de tweede geldstroom via NWO voor verwant academisch onderzoek gevaar: sinds kort wordt ook daar op 'nut' afgerekend.

Ook al leidt research tot een prachttoepassing, dat betekent nog niet dat er een produkt komt. Schuurmans: “Benchmarks en standaarden zijn van vitaal belang voor de industrie. Je kunt wel zeggen: ik heb mijn eigen leuke uitvinding, ik ga dwars op de stroom roeien, maar daar kom je niet altijd ver mee. Steeds stel je de vraag: is het echt verschrikkelijk beter, is het kosteneffectief, wat is de concurrent aan het doen? Het fundamentele onderzoek zal in partnership met de business-units moeten gebeuren. Nog altijd wil de crème de la crème van de universiteiten bij Philips komen werken. Maar het Nat.Lab is er voor de prototypes, de technieken, de patenten. Niet voor de Nobelprijs.”