Met hun methode om geometrische patronen op siliciumwafers te etsen voor de volgende generatie computerchips,  hebben Erik Loopstra en Vadim Banine de European Inventor Award Publieksprijs 2018 gekregen. De onderscheiding werd uitgereikt tijdens de feestelijke ceremonie in Parijs, Saint-Germain-en-Laye, waar zo’n 600 genodigden bijeen waren uit de politiek, wetenschap, bedrijfsleven en specialisten in intellectueel eigendom. Loopstra en Banine ontwikkelden same met hun onderzoeks- en engineeringsteams bij ASML en Zeiss het extreem-ultraviolette lithografie (EUVL) productiesysteem voor kleinere, snellere en krachtiger halfgeleiders.

“De Publieksprijs voor Erik Loopstra en Vadim Banine is een eerbetoon voor hun bijdrage aan het in kaart brengen van de toekomst van computerchipproductie”, aldus voorzitter Benoît Battistelli van het in München gevestigde Europees Octrooibureau (EOB). “Kleinere, krachtigere microchips zullen een impuls geven aan ontwikkelingen op allerlei gebied, variërend van consumentenelektronica tot zelfrijdende auto’s en Kunstmatige Intelligentie. We zien hoe een Europese doorbraak op het gebied van chiptechnologie een grote impact kan hebben op de digitale economie.”

Loopstra en Banine kregen de meeste van de duizenden uitgebrachte online stemmen. Een internationale jury koos daarnaast een winnaar in elk van de vijf categorieën: Industrie, Onderzoek, Midden- en Kleinbedrijf, Niet-EOB-landen en Lifetime Achievements. De European Inventor Award wordt jaarlijks uitgereikt door het EOB om uitmuntende uitvinders uit Europa en de rest van de wereld te eren, die een uitzonderlijke bijdrage hebben geleverd aan sociale ontwikkeling, technologische vooruitgang en economische groei.

De Wet van Moore

Steeds kleinere, krachtiger chips zijn van cruciaal belang voor verdere technologische ontwikkelingen in het digitale tijdperk. Volgens de voorspelling van de Amerikaanse ingenieur en Intel Corporation, mede-oprichter Gordon Moore verdubbelt sinds de jaren zestig de rekenkracht van computers ruwweg elke twee jaar. Nu echter lopen conventionele chipproductiemethoden tegen fysieke en economische limieten aan. Daarmee komt de Wet van Moore in de verdrukking. De ontwikkeling van het EUVL-productiesysteem, dat de golflengte van de straling vermindert die wordt gebruikt om chipdetails met een factor 14 te etsen, zorgt ervoor dat Loopstra en Banine met hun onderzoeks- en engineeringsteams nu een nieuwe impuls geven aan deze wet. “Met een golflengte die bijna net zo kort is als röntgenfotografie, beelden we functies uit op de chip van slechts 5 nanometer breed, wat nauwelijks 20 siliciumatomen is”, legt Vadim Banine uit. “Met deze technologie hebben we de grenzen van de conventionele fysica zo goed als bereikt.”

Het EUVL-systeem is gebaseerd op een krachtige laser die op minuscule druppels tin schiet. Dat creëert een ultraheet plasma dat extreem ultraviolette straling genereert. Een optisch systeem met spiegels geleidt dit licht vervolgens naar de silicumlaag van de chip. “Optica worden niet meer gemaakt van lenzen, maar bestaan uit het gladste spiegelsysteem ter wereld”, zegt Erik Loopstra. Hij legt uit dat als een van de spiegels van het EUVL-systeem vergroot zou worden tot de omvang van Duitsland, of 1.000 km breed, de grootste afwijking minder zou zijn dan de breedte van een mensenhaar. Naast geavanceerde optica en krachtige laser, ontwikkelden de uitvinders en hun teams voor het EUVL-systeem een vacuümomgeving die vervuiling – veroorzaakt door materiaal 1.000 keer dunner dan menselijk haar – tot bijna nul vermindert.

De twee uitvinders wijzen op de rol die patenten hebben gespeeld bij het veiligstellen van de belangrijke bescherming van intellectueel eigendom. “Alleen als je je ideeën in octrooien vastlegt, heb je vrijheid van handelen”, zegt Loopstra. “Zelfs als iemand anders later hetzelfde idee heeft, kun je doorgaan met de ontwikkeling van jouw eigen uitvinding.”