interview - Imec

Chris Van Hoof
Bij heterogene microtechnologie worden
uiteenlopende technologieën geïntegreerd
in een geminiaturiseerde oplossing, een
microchip bijvoorbeeld. Technologieën combineren
is natuurlijk niet nieuw, dat doen we al
een hele tijd. Neem bijvoorbeeld een sensor die
de vochtigheid of aanwezigheid van gassen meet;
deze kan worden verbonden met een rekenchip
die de meetresultaten verwerkt, en met een
draadloze radio die ze doorstuurt. De technologieën
die we hiervoor nodig hebben bestaan,
en we kunnen ze samenzetten op een printplaat,
verbonden met het stroomnet of met een flinke
batterij.
Maar daarmee zitten we nog heel ver van het
toekomstbeeld van de slimme, ambiënte technologie:
onzichtbare kleine systeempjes die
meten en sturen, en die geen onderhoud vragen.
Daarvoor moet je alle technologie combineren
op één microchip, of toch zeker in één verpakking
met een aantal sterk geïntegreerde chips die
samen een microsysteem vormen. Zo’n microsystemen
moeten bovendien zeer betrouwbaar
en zuinig zijn. In het ideale geval zijn ze autonoom:
de energie die ze nodig hebben, oogsten
ze zelf uit hun omgeving.
Veel expertise aanwezig
Chris Van Hoof: “Toen ik gevraagd werd om
voor het nieuwe innovatieplatform COHESI een
presentatie te maken over heterogene microtechnologie,
ben ik gestart met 250 slides. Dat
illustreert wat er allemaal mogelijk is, en welke
expertise we al hebben.
26
InterConnect 03-2010
Slimme, heterogene systemen worden bijvoorbeeld
al gebruikt in voertuigen. Moderne auto’s
bevatten tientallen microsystemen die de motor
en de wegligging regelen. Ze zijn klein, betrouwbaar,
en ze werken op de achtergrond; je weet
niet eens dat ze er zijn. Ze bestaan uit sensoren,
actuatoren en rekenchips. Een ander voorbeeld:
in gegevenstransmissie worden, naast elektrische
signalen, ook optische signalen gebruikt. De gegevens
die je op je scherm ziet, hebben een deel van
de weg naar je computer afgelegd als elektrische
signalen, en een deel als licht. En tussen die twee
zit heterogene technologie die elektronica en
fotonica combineert, om zo de stap van fotonen
naar elektronen te kunnen maken.”
In de elektronica denkt men ook steeds meer
aan toepassingen die dichter bij onze leefwereld
aansluiten, zelfs letterlijk dicht tegen onze huid.
Een eigenschap van al die systemen is dat ze zo
klein mogelijk moeten zijn, liefst in een flexibel
pakket, zeer betrouwbaar, maar ook dat ze zeer
weinig stroom verbruiken. En dat ze de verbinding
maken met een niet-elektronisch systeem,
bijvoorbeeld licht, geluid of zelfs onze huid.
Chris Van Hoof: “Bij imec zijn we een tijd geleden
een programma gestart rond een visie over zeer
kleine, comfortabele sensoren op het menselijk
lichaam. Sensoren die continu meten en resultaten
draadloos doorsturen. Voorbeelden van
dergelijke systemen zijn comfortabele draadloze
monitoren voor bloeddruk, hersengolven,
of hartritme. Ondertussen hebben we heel wat
ervaring opgedaan met het ontwerpen van de
technologie voor dergelijke toepassingen; je kunt
gerust zeggen dat we één van de autoriteiten zijn
in het domein. En we hebben demonstratoren
gebouwd die de mogelijkheden heel treffend
illustreren, en die de basis kunnen vormen van
echte producten.”
Ook in de biomedische sector zorgen microsystemen
voor tal van nieuwe mogelijkheden en
toepassingen. Sterk doorgedreven miniaturisatie
kan bijvoorbeeld leiden tot complexe implanteerbare
systemen, zoals hoorimplantaten en neuroprobes.
Chris Van Hoof: “Ook op dit vlak hebben we al
veel werk verzet. Maar natuurlijk moet iedereen
die biomedische toepassingen maakt, beseffen
dat dit extra complex is door de strenge regelgeving
en de nodige goedkeuringen.”
Slimme bedenkers
en ontwerpers gevraagd
Technologieën combineren tot slimme microsystemen
biedt ongekende mogelijkheden. Maar
er zijn ook grote uitdagingen. Hoe maak je zo’n
systemen? Maar ook: hoe ontwerp je ze?
Om de nieuwste generatie van krachtige rekenchips
te ontwerpen en te maken, heb je een
leger van gedisciplineerde ingenieurs nodig. En
dan nog kunnen die een dergelijk huzarenstuk
enkel uitvoeren omdat er een doorgedreven
en sterk geautomatiseerde ontwerpmethode
bestaat. Dat is niet zo bij heterogene, geminiaturiseerde
systemen. Er zijn veel meer keuzes
te maken, maar er zijn nog geen volledige