Internationale erkenning voor imec
Met de consolidatie van de verschillende chips act initiatieven in Europa, de Verenigde Staten en Azië, is duidelijk geworden dat imec door industrie en beleidsmakers internationaal wordt erkend als een cruciale speler in het wereldwijde halfgeleiderecosysteem. Veertig jaar na onze oprichting zijn we uitgegroeid tot dé R&D hub die een drijvende kracht is in het bedenken van de microchiptechnologie van de toekomst.
In juli 2023 engageerde de Vlaamse regering zich om tot een bedrag van 750M euro bij te dragen aan onze cleanroom als een van de pilootlijnen van het Chips for Europe initiative. Voorzitter van de EU Ursula Von Der Leyen onderschreef de CHIPS ACT ambities van de EU met een bezoek aan imec in aanwezigheid van de Belgische eerste minister A. De Croo, de Vlaamse Minister-President J. Jambon, Vlaams minister van innovatie J. Brouns, en Peter Wennink, ASML CEO. In November 2023 kondigde Europees Commissaris Thierry Breton aan dat de EU CHIPS ACT fondsen voor de verschillende pilootlijnen, waaronder een sub-2nm system-on-chip pilootlijn werden goedgekeurd en de calls for proposals open zijn. Als onze proposal goedgekeurd wordt, zullen we met de steun van Vlaanderen en Europa in staat zijn om onze leidende positie in nano-elektronica R&D te behouden en verder te versterken. Een positie die ook kracht werd bijgezet toen we dit jaar onze jarenlange strategische samenwerking met ASML verder uitdiepten in een gezamenlijk engagement om ASML’s volledige set van geavanceerde lithografie- en metrologietoestellen in onze cleanroom in Leuven te installeren, toestellen die cruciaal zijn voor de ontwikkeling van krachtigere energie-efficiënter chips van de toekomst.
We zijn ervan overtuigd dat de chips acts uit de verschillende regio’s elkaar moeten versterken en aanvullen, en zo een kritische massa genereren die innovatie in de microchipindustrie versnelt. We hebben in 2023 dan ook sterk ingezet op grensoverschrijdende samenwerking, in Europa, in de Verenigde Staten en in Japan. We openden een gezamenlijk R&D centrum in Indiana met Purdue University, en in Michigan met Michigan University, en Rapidus, de recent opgerichte Japanse chipfarbikant trad toe tot ons core programma.
Kleiner dan 2nm
Naar verwachting zal het toenemende gebruik van artificiële intelligentie de nood aan rekenkracht elke zes maanden doen verdubbelen. Maar dat is alleen mogelijk als de hardware volgt. Om microchips nog krachtiger en performanter te maken dan vandaag, werkt imec op verschillende fronten. Ons programma rond duurzame microchiptechnologieën en -systemen waar bedrijven over de hele waardeketen op intekenden, zoals systeembedrijven Google, Amazon, Apple, Meta, Microsoft, chipfabrikanten GlobalFoundries, TSMC, Samsung, Rapidus en toestel- en materiaalbedrijven als Applied Materials, ASM, ASML, Edwards, Kurita, SCREEN, en Tokyo Electron. In 2023 introduceerden we het imec.netzero model dat de impact van chipproductieprocessen kwantificeert en domeinen met grote impact identificeert. We boekten ook belangrijke resultaten in verschillende soorten innovatieve geheugentechnologieën. We ontwikkelden innovatieve geleidende films met zeer lage weerstand en we boekten vooruitgang in het zoeken naar manieren om warmte efficiënt weg te voeren.
Kwantum computing
Een van de meest grensverleggende R&D-onderwerpen van de komende jaren is ongetwijfeld de ontwikkeling van mature kwantumsystemen met betere qubits, minder variatie, hogere betrouwbaarheid, en die beter beheersbaar zijn en makkelijker om mee te connecteren. Bij imec gebruiken we de precisie en accuraatheid van chipproductieprocessen om qubits van het labo naar productie brengen. In 2023 demonstreerden we een cryo-CMOS multiplexer die aan record lage temperatuur functioneert en die na succesvolle koppeling met supergeleidende qubits voor zeer betrouwbare controle zorgde, een doorbraak die werd gepubliceerd in Nature Electronics.
Betere communicatie
Nu de wereld steeds meer met elkaar verbonden is, wordt de vraag naar naadloze, snelle en betrouwbare connectiviteit steeds groter. Bij imec ontwikkelen we technologische oplossingen om die toekomstige communicatie-infrastructuur mogelijk te maken.
We stelden een 200Gbps optische ontvanger voor die niet alleen op vlak van snelheid zeer goed presteert, maar ook schaalbaar is, beiden essentieel om de exploderende datasnelheden in kabelcommunicatie te kunnen blijven verwerken.
Imec's 200Gbps optische ontvanger
Binnen het imec.icon MM-WAVES project ontwikkelden we een optimale netwerktopologie en layout voor mmWave fixed wireless access (FWA). Daardoor slaagden onze industriepartners Pharrowtech, Telenet en Unitron er tijdens een veldtest in een FWA uit te rollen en aan te tonen dat mmWave FWA technologie een snelheid van 1Gbps kan bereiken, vergelijkbaar met die van kabeltechnologie.
We demonstreerden ook een cruciale bouwblok voor 140GHz radar, die over korte afstand zeer nauwkeurig kan detecteren. Zo’n technologie is interessant voor communicatie en detectie in wagens (in-cabin en out-of-cabin) en in industrie (on-cobot sensing).
Sensoren en actuatoren
Gebruikmakend van de unieke kenmerken van microchiptechnologie (nanometerschaal, kostenefficiënte massaproductie, hoge parallellisatie, ...) ontwikkelen we bij imec een breed scala aan sensor- en actuatortechnologieën die nieuwe toepassingen mogelijk maken in domeinen zoals biowetenschappen, agrovoeding, infotainment, mobiliteit, enz.
In Nature Electronics publiceerden we de integratie van dunnefilm gepinde fotodiodes in korte-golf infraroodbeeldsensoren. Daarmee maakten we de excellente absorptiekwaliteit van dunne-film beeldsensoren toepasbaar in het infraroodspectrum.
Close-up van de infraroodsensor
We stelden ook een fundamenteel nieuwe manier voor om kleuren te genereren op submicron pixelgrootte, wat een grote stap is om de ruis, kleurkwaliteit en resolutie van high-end camera’s gevoelig te verbeteren.
Duurzame innovatie door chiptechnologie
Data & AI
Voor beleidsmakers, onderzoekers en bedrijven zijn data cruciaal in hun besluitvorming, om effectievere antwoorden te vinden op de complexe maatschappelijke uitdagingen, of om innovatie te ondersteunen in allerlei toepassingsdomeinen, zoals gezondheidszorg, energie, mobiliteit, industrie, ... Daarom zet imec zijn multidisciplinaire expertise in bij initiatieven in Vlaanderen, België en Europa, om de uitwisseling van waardevolle gegevens op grote schaal, op een flexibele en veilige manier te ondersteunen.
In 2023 lanceerden we samen met Agoria, KU Leuven, Digitaal Vlaanderen, Paradigm Brussels, Agence de Numérique, SolidLab en het Vlaamse Datanutsbedrijf de Belgian Data Space Alliance om de realisatie van data spaces in België te vergemakkelijken. Ook lanceerde het Vlaamse Smart Data Space consortium een eerste pilootproject van zijn dataspaces portaal, dat alle relevante informatie samenbrengt en ter beschikking stelt van bedrijven en technici. Binnen het GreenMov-project hebben we onze krachten gebundeld om groene mobiliteit te bevorderen door data te delen en te hergebruiken. In 2023 lanceerden we een prototype voor een webapp die realtime spoorweggegevens combineert met gegevens van Blue-Bike, een veelgebruikte fietsverhuurdienst in Vlaanderen, om zo de beschikbaarheid van Blue-bikes bij aankomst in een treinstation te voorspellen. En samen met VITO, Cegeka en de stad Brugge lanceerden we een digitale tweeling van Brugge die vandaag door de beleidsmakers van de stad wordt gebruikt ter ondersteuning van hun beleidskeuzes rond mobiliteit en luchtkwaliteit.
Imec digital twin showcase demo.
Het is ook belangrijk om de behoeften, eisen en vragen vanuit onze samenleving in beeld te brengen. Want die zullen bepalen of een nieuwe technologische innovatie beantwoordt aan een behoefte, voldoende draagvlak heeft, goed genoeg is, en uiteindelijk de levenskwaliteit van burgers kan verbeteren. In 2023 presenteerden we de 15de editie van de imec.digimeter, een grootschalige enquête bij Vlaamse burgers over hun digitale adoptie. De 2023 imec.digimeter toonde dat de Vlaamse burger een inhaalbeweging nodig heeft na een tussentijdse digitale sprint tijdens de corona-crisis. Het techno-optimisme koelde af in 2023, door bezorgdheid over afhankelijkheid, nepnieuws en privacy. We stelden ook vast dat de digitale kloof aan het verschuiven is: Vlamingen hebben voldoende toegang tot digitale hulpmiddelen, maar een aanzienlijk deel, zelfs jongeren, mist nog digitale vaardigheden en attitudes. Onze mobiliteitsmeter 2023 gaf aan dat 1 tot 3 respondenten bereid zijn om hun persoonlijke mobiliteitsgegevens te delen met navigatieapps, op voorwaarde dat dit zorgt voor betere individuele navigatiesuggesties.
Naar een duurzame mobiliteit
In onze thuisregio Vlaanderen is het onze verantwoordelijkheid om onze expertise en ons wereldwijd leiderschap in te zetten om digitale transformatie te ondersteunen. Zo werken we binnen het Mobilidata-programma samen met beleidsmakers en bedrijven om innovatieve, technologische oplossingen te ontwikkelen voor een duurzamere mobiliteit. In 2023 werden in heel Vlaanderen meer dan 100 intelligente verkeerslichten geïnstalleerd. Deze lichten passen zich flexibel aan, aan de lokale verkeerssituatie. Bovendien werden 13 nieuwe verkeersmeldingen en -waarschuwingen geïntegreerd in navigatie-apps gelinkt met het Mobilidata-platform, zoals de aanwezigheid van een spookrijder op je route of een actieve dynamische zone-30. Mobilidata is uitgegroeid tot een pionier in Europa, die van nabij wordt gevolgd door internationale wegbeheerders.
Een ander belangrijk project rond digitale transformatie in Vlaanderen waar we grote vooruitgang boekten, is het PILL-project, dat digitale technologie gebruikt om een zogenaamd fysiek internet te ontwikkelen dat helpt om logistiek transport efficiënter en duurzamer te maken. In 2023 voerden we samen met onze partners VIL en VUB een eerste live test uit met 10 logistieke bedrijven, waaronder vrachtvervoerders over de weg en het spoor, binnenschippers, terminals en expediteurs. Die bedrijven deelden hun gegevens via een decentraal netwerk om een multimodale route voor containervervoer tussen de haven van Antwerpen en Genk te berekenen. Bovendien ontwikkelden we op basis van de gegevens een datastandaard voor multimodale logistieke netwerken, om zo toekomstige adoptie van het PILL-platform te vergemakkelijken.
Betere gezondheid aan lagere kost
Door onze expertise in nanotechnologie in te zetten in de ontwikkeling van de volgende generatie gezondheidsoplossingen effenen we het pad naar een meer gepersonaliseerde precisiegeneeskunde die betere preventie, diagnose en behandeling mogelijk maakt.
In 2023 bundelden we onze krachten met het Universitair Ziekenhuis Leuven (KU Leuven) bij het realiseren van een compacte set-up van onze hyperspectrale camera op een chirurgische microscoop. De eerste intra-operatieve piloottesten in het ziekenhuis genereerden accurate klinische data en tonen een beloftevol pad naar in-vivo detectie van lagegraad gliomas (een groep traag groeiende hersentumoren).
Imec's snapscan VNIR 150 hyperspectrale camera, gemonteerd op een standaard chirurgische microscoop.
In 2023 werd onze Neuropixels probe voor het eerst gedemonstreerd in de operatiezaal als neurofysiologisch onderzoeksinstrument voor mensen, resultaten die in Nature werden gepubliceerd.
Behalve het inzetten van onze expertise bij de ontwikkeling van technologie voor gezondheidsoplossingen, stimuleren we ook digitale transformatie met het oog op duurzame zorg. We ontwikkelden samen met het Royal College of Obstetricians and Gynaecologists and de National Health Service (NHS) in het Verenigd Koninkrijk een app die betere risicoschatting en aangepaste zorg tijdens de zwangerschap mogelijk maakt. De app zal in een pilootstudie die gefinancierd wordt door de Bill and Melinda Gates Foundation, gebruikt worden in 52 Centraal en Zuid-Afrikaanse landen.
ITEC, een imec onderzoeksgroep aan de KU Leuven, ontwikkelde en testte samen met het AZ Groeninge (Kortrijk), een algoritme om te voorspellen welke patiënten hoge kans maken op chronisch nierfalen in de komende maanden. De software, die vandaag wordt geëvalueerd en geoptimaliseerd in AZ Groenigen, maakt een tijdige en gericht behandeling voor risicopatiënten mogelijk.
Samen met Janssen Pharmaceutica, binnen het ATHENA consortium, optimaliseerden we de Patient Trajectory Analysis (PTRA) High Performance Computing software zodat die gezondheidsdata van verschillende bronnen kan combineren. Met de geoptimaliseerde software konden onze partners medisch onderbouwde ontwikkelingstrajecten uitwerken voor blaaskanker.
Binnen het MONUMENT project, ondersteund door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO), werkten we samen met Europese partners aan technologische oplossingen ter ondersteuning van mantelzorgers voor mensen met dementie. We ontwikkelden een prototype dat remote monitoring en een alarmsysteem combineert, waardoor mensen met (vroege) dementie langer thuis kunnen blijven op een comfortabele en veilige manier. Met het open source stellen van de code van ons prototype willen we verdere ontwikkeling tot waardevolle producten aanmoedigen.
Decarbonisatie
Binnen EnergyVille werken we samen met KU Leuven, Vito en UHasselt aan duurzame energietechnologie en slimme energiesystemen. We voegden een industrie-compatibele ammoniumzout behandeling toe om ons perovskiet zonnecelproces te verbeteren, wat zorgde voor minder efficiëntieverlies en hogere stabiliteit van dit type zonnecel.
En binnen het imec.icon SNRoof-project, bundelden we de krachten met bedrijven om zeer efficiënte zonnecellen te integreren in gebogen zonnepanelen voor autodaken. Het resultaat was een efficiëntiewinst van zes procent. Het project toonde ook opportuniteiten voor verdere efficiëntieverhoging en bracht inzichten rond naadloze integratie van zonnepanelen in een waaier aan oppervlakken en configuraties.
Samen met Bekaert, in een project gesteund door ESA, ontwikkelden we hoog-efficiënte zonnecellen startend vanuit germaniumfolies van slechts een 10-tal micrometer dikte – een doorbraak voor ruimtevaarttoepassingen.
Germaniumfolie op glazen drager
Imec venturing
Door onze positie in het hart van het wereldwijde deeptech ecosysteem, door onze expertise in nano-elektronica en digitale technologie en door onze uitgebreide ervaring in venturing, zijn we de ideale partner om startups te begeleiden naar een succesvolle marktintroductie, van idee over ontwikkeling en prototyping, tot commercieel succes.
We lanceerden in 2023 vier nieuwe spin-offs. IoSA, is een spin-off van UAntwerpen en imec die oplossingen ontwikkelt voor monitoring van diergedrag, voor onderzoek, natuurbehoud, en landbouw. Enfoil is een UHasselt-imec spin-off die plooibare, extreem robuuste zonnepanelen van slechts enkele mm dikte aanbiedt, die in verschillende oppervlaktes geintegreerd kunnen worden. Axithra is een spin-off van imec en de UGent die 10M Euro ophaalde om een nieuwe technologie te ontwikkelen voor accurate meting van concentraties van een medicijn in het bloed. Zo’n technologie effent het pad voor gepersonaliseerde en snellere zorg. Specifix, tenslotte, is een spin-off van UAntwerpen en imec die een AI-gebaseerde tool ontwikkelt ter ondersteuning van orthopedische chirurgische ingrepen. De AI-tool visualiseert hoe de skeletstructuur gereconstrueerd kan worden, startend van de afzonderlijke beenderfragmenten na een trauma, wat moet leiden tot een beter resultaat na operatie linkedin.
Ons imec.istart programma werd door UBI Global gehuldigd als wereldwijde nummer 1 start-up accelerator gelinkt aan universiteiten, een erkenning voor onze leiderschap in de ondersteuning van start-ups en spin-offs.
