Straks kan je laptop zonder harde schijf

Chips die weinig ruimte innemen èn veel geheugen hebben, bestaan nog niet.

Maar wel als er een machine komt die de chips kan stapelen. Dat kost veel geld.

Een laptop die het zonder harde schijf kan stellen, een MP3-speler waarop alle afleveringen van The Sopranos te zien zijn en een draagbare telefoon waarmee je professionele foto's kunt maken. Wanneer komen die?

Die komen zodra er chips zijn waarop je heel veel kunt opslaan, en die toch weinig ruimte innemen. En misschien komen die chips wel snel, want iedereen is er naar op zoek. De toverwoorden zijn: 3D en gestapeld. Ofwel: zet de chips bovenop elkaar en het probleem is opgelost.

Op initiatief van de onderzoeksorganisatie TNO bespreekt een aantal Nederlandse hightechbedrijven nu de mogelijkheid om samen een machine te bouwen waarmee chips op elkaar gestapeld kunnen worden. Inplaats van een aantal chips naast elkaar, heb je dan nog maar één blokje, dat nauwelijks dikker is.

Directeur Egbert-Jan Sol van TNO Industrie zegt in gesprek te zijn met de hightechbedrijven ASM International, Beesi, Assembléon en OTB. „De ideeën zijn er, maar het vergt een flinke investering om een prototype te maken, zeg maar 10 tot 15 miljoen euro. En daarna heb je nog 75 tot 100 miljoen nodig om de productie op gang te brengen.” Het consortium-in-oprichting zoekt daarom nog een investeerder.

De huidige methode om meer elektronica op een vierkante centimeter chip onder te brengen is de gestage verkleining van componenten en verbindingen. De machines die onder meer door het Nederlandse bedrijf ASML worden geleverd – ‘wafer steppers’ geheten - kunnen nu chips maken waarop 25 miljoen transistors op een dun laagje silicium ter grootte van een duimnagel zijn ondergebracht.

Als je gaat stapelen, kan de verkleining een belangrijke stap verder worden gebracht. Daartoe worden de ongeveer 1 millimeter dikke silicium dragers van de chips – de ‘wafers’ - voorzichtig afgeschaafd. De chips worden op elkaar gemonteerd, nadat er gaatjes in geboord zijn om de noodzakelijke verticale verbindingen tussen de chips te maken.

Het resultaat is een driedimensionale chip, die niet alleen minder ruimte inneemt dan de afzonderlijke chips, maar waarin bovendien de verbindingen korter zijn en de verwerkingssnelheid dus groter is.

Voor het project – in een speelse verwijzing naar ASML al BSML geheten – zijn ‘pick and place’-machines vereist die zeer nauwkeurig werken, met een tolerantie van 1 à 2 micrometer – dat is ongeveer tien keer zo nauwkeurig als de machines van tegenwoordig aankunnen.

Gus van der Feltz is marketing directeur van Assembléon, fabrikant van onder meer die pick and place- machines en een van de deelnemende bedrijven. „Ik denk wel dat zo’n machine een logische vervolgstap kan zijn. En daarom praten we ook graag mee.”

Ook Ivo Raaijmakers, chief technology officer van ASM International – dat machines voor de fabricage van chips maakt – vindt het plan voor machines om chips te stapelen een goed initiatief. „We hebben de technologie ervoor in huis, maar we zouden een consortium moeten vormen om het werkelijk van de grond te krijgen.”