Elektronica energiebewust

Transcriptie

1 Nieuws Mapper haalt onmogelijke e-beamresolutie Nieuws Philips-veteraan leidt Ansem naar Asic-focus 2 Maandelijks magazine voor de hightechindustrie // 2 maart - 30 maart 2012 // Elektronica energiebewust Draadloze energieoverdracht Zelfvoorzienende systemen Variabele printertransmissies Slimme meters

2 Learn, create and make it work! OPEN HUIS! Vianen: vrijdag 23 maart, 8:00-19:00 uur en zaterdag 24 maart, 10:00-17:00 uur CIMSOLUTIONS Weekend 2011 in Keulen. Wij houden OPEN HUIS op vrijdag 23 maart en zaterdag 24 maart in Vianen. Wij houden OPEN HUIS op vrijdag 23 maart en zaterdag 24 maart in ons hoofdkantoor in Vianen, Havenweg 24, en je bent van harte welkom! De kans om samen te onderzoeken wat voor jou de mogelijkheden zijn. Tijdens het OPEN HUIS presenteren onze specialisten de best practices op het gebied van Prince2, DSDM, RUP, Agile/Scrum, Lean, CMMi, UML, TMAP, Microsoft, Java/J2EE, Oracle, Internet en Embedded. In de projectkamers kun je door ons ontwikkelde state-of-the-art applicaties en systemen bekijken. Je proeft de sfeer en ontmoet onze medewerkers, die graag vertellen over hun ervaringen binnen CIMSOLUTIONS. Lunch en drankjes staan de gehele dag voor je klaar. Wij nodigen ambitieuze professionals en starters uit met een voorliefde voor ICT, die klantgericht zijn en zowel zelfstandig als in teamverband goed functioneren. Tevens ben je communicatief en sociaal vaardig en blink je uit in kwaliteit en professionaliteit en beschik je over een HBO- of Universitair diploma. CIMSOLUTIONS is een TOP ICT-Dienstverlener op het gebied van administratieve en industriële automatisering, opererend vanuit onze ves tigingen in Amsterdam, Best, Deventer, Groningen, Rotterdam, Vianen en Dhaka (Bangladesh). We zijn ISO gecertificeerd en dit jaar door CRF voor de 5e keer als Top Employer ICT beoordeeld. Onze klanten zijn internationale bedrijven en overheden waar technologie en innovatie hoog in het vaandel staan. Onze uitdaging is om onze klanten succesvol te laten zijn in hun projecten en doelstellingen. Daarvoor leveren wij als onafhankelijke ICT dienstverlener met circa 250 professionals hoogwaardige expertise in de volle breedte van het ICT werkveld, al sinds Bezoek voor meer informatie onze website Interesse? Als je langs wilt komen bij ons OPEN HUIS, meld je dan per telefoon of per aan en stuur bij voorkeur je sollicitatiebrief met CV mee. Indien je niet in staat bent om langs te komen en toch geïnteresseerd bent in een functie bij CIMSOLUTIONS, stuur dan je sollicitatiebrief met CV naar Voor meer informatie over ons OPEN HUIS, over onze vacatures en over CIMSOLUTIONS, zie onze website en/of bel met Jos Peek of Patrick van der Wal, telefoon tot uur. Vianen Best Deventer Rotterdam Amsterdam Groningen Dhaka CIMSOLUTIONS B.V. Havenweg 24, 4131 NM Vianen Postbus 183, 4130 ED Vianen The Netherlands Phone: (+31) Fax: (+31) Internet:

3 Opinie Redactioneel Paul van Gerven is redacteur van Bits&Chips. One size does not fit all Wij journalisten houden ervan om de dingen een beetje spannender te maken dan ze zijn. U, de lezer, vindt dat helemaal niet erg, leren de ervaringen met onze digitale nieuwsbrieven: u klikt vaker op stemmingmakende koppen. Op de redactie is het een beetje een sport geworden om saai nieuws naar de top van de klikranglijst te helpen met een prikkelende kop of een interessante invalshoek. Je werkt voor de Story van de hightech of niet, tenslotte. Anders dan het roddelblad huldigen wij overigens de basisprincipes van het ambacht en zullen dus nooit sensatie boven waarheidsvinding plaatsen. Naar onze overtuiging bestaat er een bevredigende combinatie van beide. Ik moest aan journalistieke overdrijving denken toen ik probeerde vast te stellen of de recente editie van de SPIE Advanced Lithography-conferentie nog verschuivingen in het lithoplaatje had opgeleverd (zie pagina 8). Had EUV de nekslag uitgedeeld aan de concurrentie of waren er juist weer vertragingen? Welke impact heeft dat dan op andere next-generation lithography-kandidaten? Hadden die tempo gemaakt en dus achterstand ingelopen, in werkelijkheid of in beeldvorming? Dit soort vragen is bij mij instinctief geworden: de ontwikkelingen in de IClithografie worden nu eenmaal voorgesteld als een race, die tot de dag van vandaag voortduurt. Ook al zet het gros van de chipmakers uiteindelijk zijn geld op een EUVpaard meest op de volbloedhengst van ASML, want de knol van Nikon is astmatisch de twee andere deelnemers E-beam (van Mapper) en Nano-imprint (van Molecular Imprints) hebben ondanks gebrek aan aanmoediging van het publiek de moed niet opgegeven. Welnu u wilt het toch wel even weten, neem ik aan het heersende sentiment op de Advanced Lithography was dat ASML s EUV weliswaar nog altijd voorop ligt, maar desalniettemin niet hard genoeg loopt. Chipmakers staan bij de finish te trappelen van ongeduld om hun favoriet de lauwerkrans om te hangen en thuis hun huidige werkpaard Immersie eindelijk wat rust te kunnen gunnen. Zoals het er nu naar uit- We hebben dus niet te maken met een race, maar met verschillende races ziet, zal het arme beest echter nog zeker een hele generatie lang moeten ploeteren, zelfs dubbel zo hard in double of zelfs multi-patterning-tempo. Er wordt weliswaar steeds harder gefluisterd over obscure, zelfassemblerende middelen om EUV een beetje op te peppen, maar die beginnen pas over een jaar of wat te werken. En E-beam en Nanoimprint? Die hebben nog altijd voldoende supporters om serieus genomen te worden. De vergelijking met een race is niet zonder merites, maar zij is ontspoord, realiseer ik me nu. De dynamiek van deelnemers, publiek en pers met allemaal verschillende belangen levert een onontwarbare kluwen informatie en desinformatie op, waar je alle kanten mee op kunt. Dat is fijn voor journalisten, want spannend kun je het dan altijd maken. Maar bij nader inzien is die analyse van evenveel waarde als de gemiddelde voorbeschouwing op een voetbalwedstrijd. Het meest schadelijk is de al dan niet onwillekeurige suggestie dat the winner takes all. Dat is niet zo. Een chipfabrikant koopt de machines waarmee hij het goedkoopst chips kan maken. Het kostenplaatje hangt af van het product (aantal IC-lagen, complexiteit van de patronen, maskerkosten, et cetera), de markt (volume, marges, et cetera) en de positie van de bewuste fabrikant daarin. Daar horen naar alle waarschijnlijkheid verschillende lithografische oplossingen bij. Niks one size fits all. We hebben dus niet te maken met een race, maar met verschillende races, naar verschillende markten en marktsegmenten. En zelfs als er een gefinisht is, zijn andere technologieën niet noodzakelijkerwijs uitgespeeld. Dat is misschien minder spannend, maar met twee deelnemers binnen de landsgrenzen eigenlijk wel zo prettig. We zijn, net als Oranje altijd, zo goed als zeker van winst. 2 3

4 Inhoud Deze keer in Bits&Chips 8 Nieuws Chipmakers houden litho-opties tegen het licht Terwijl er opnieuw uitstel is voor EUV, stoomt Mappers e-beamtechnologie door en maakt directed self-assembly opeens alle tongen los. 12 Nieuws Ansem goeit roer om Onder leiding van de nieuwe CEO Dirk Logie vindt designhuis Ansem zichzelf opnieuw uit als one-stop shop voor highperformance analoge Asics. 40 Thema Warmte vervangt batterijen voor draadloze sensoren Als het niet rendabel of praktisch haalbaar is om stroomkabels te trekken in een fabriek, kan micro energy harvesting uitkomst bieden. 4 2

5 44 Thema Energiepaal levert constante stroom aan hutje op hei Rommtechs combinatie van zonnepaneel en windgenerator wekt in alle seizoenen een constant vermogen op van minimaal tien watt. Nieuws 8 Chipmakers houden litho-opties tegen het licht 12 Ansem goeit roer om 15 Bestralingsapparaat vindt zijn weg met MRI-kaartje 17 Recordaantal ISSCC-papers voor UT 19 NanoBSD waardig alternatief voor embedded Linux 20 Rembrandt houdt compiler tegen het licht 22 Printplaatgebouwen in 3D Opinie 3 One size does not fit all Paul van Gerven 11 Mijn oma in onderbroek Bram Nauta 13 Recensie Systems architecting, a business perspective Hans van Vliet 13 Recensie Systems architecting, a business perspective Hans Thelosen 21 De wens en de waarheid Angelo Hulshout 25 De headhunter Anton van Rossum Na werktijd 27 Puzzelen op vijftigduizend GPS-metingen Achtergrond 29 Rohs 2.0: een duidelijke verbetering 30 Ieder embedded systeem zijn eigen Silverlight-smoel In opleiding 32 Een van de Mems-jongens bij NXP En verder 60 Trainingen 61 Events 64 Wegwijzer Analyse 36 Draadloze stroomoverdracht zaagt aan poten groen apparaat Opinie 39 Verkwisting Marcel Pelgrom 59 Kwekkend koel silicium Joost Backus Achtergrond 40 Warmte vervangt batterijen voor draadloze sensoren 42 Slimme sensoren houden zuinig oogje in zeil bij bouwwerken 44 Energiepaal levert constante stroom aan hutje op hei 46 Led-lantaarnpaal op zonne-energie maakt van fotonen weer fotonen 50 Meterkast wordt netwerk-node met Smart Dutch 51 Flukso meet energiestroom voor eigen gebruik 52 Installateurs klikken energiebesparend gebouwbeheersysteem in elkaar 58 Océ bespaart energie met variabele transmissie Tech-kiek 48 Power Quality Laboratory In bedrijf 54 Altijd inzicht in je energiehuishouding Vacaturekaart 57 Energie Thema Energiezuinige elektronica 2 5

6 Nieuws Overzicht De volledige artikelen zijn te vinden op gevolgd door het label bij het betreffende stuk. Halfgeleiders NXP weer winstgevend in 2011 NXP wist zijn omzet afgelopen jaar opnieuw niet te doen groeien: de teller kwam op 31 december uit op 4,2 miljard dollar, 4,7 procent minder dan in Waar het bedrijf vorig jaar nog een nettoverlies van 456 miljoen dollar moest verwerken, noteert het nu een winst 390 miljoen. PE /nxp Communicatie en netwerken Alcatel: 185 banen weg in België Een voorgenomen Europese reorganisatie bij Alcatel-Lucent kost 185 banen in België. De ingreep leidt niet noodzakelijkerwijs tot ontslagen. De telecomgigant zegt de getroffen werknemers zo veel mogelijk te willen herinzetten op interne vacatures of op posities die nu door onderaannemers worden uitgevoerd. NR /alcatel Medisch Investering voor Vlaams MRI-gebaseerd Pet-alternatief Imec-spin-off Pepric heeft bij investeerders 1,4 miljoen euro opgehaald voor het commercialiseren van zijn methode om met magnetische nanodeeltjes moleculaire processen te volgen. De bedoeling is om nog dit jaar met een product op de markt te komen voor labtests. PE /pepric Dienstverlening Sioux breidt uit met ontwikkelcentrum in België Sioux kan nu ook in België softwareprojecten helemaal in eigen huis uitvoeren. Tot voor kort deed het bedrijf daar alleen aan detachering, maar door het vergroten van zijn vestiging in Herentals krijgt het ruimte om zijn dienstenaanbod uit te breiden. NR /sioux Elektronica TBP biedt testengineering vanuit Eersel TBP Electronics heeft zijn diensten uitgebreid met testengineering. Het EMS-bedrijf uit Dirksland heeft een team van acht specialisten opgezet dat zich vooral richt op design for test. Zij opereren vanuit een nieuw geopend kantoor op industrieterrein De Haagdoorn in Eersel. NR /tbp Medisch AMC start met incubators voor spin-offs Het Academisch Medisch Centrum in Amsterdam zet twee incubators op voor start-ups in medische technologie. Daarmee geeft het het startschot voor het AMC Medical Business Park. Dit moet uitgroeien tot een campus rond het ziekenhuis gericht op medische technologie, met name maar niet uitsluitend voor farmaceutica. PE /amc Modelgebaseerde ontwikkeling Bedenker statecharts krijgt TUE-eredoctoraat De TU Eindhoven reikt een eredoctoraat uit aan David Harel. In softwarekringen is de Israëliër vooral bekend om de statechart, inmiddels onderdeel van UML. Ook was hij medeoprichter van I-Logix, de oorspronkelijke ontwikkelaar van de (statechartgebaseerde) Rhapsody-modelleeromgeving. NR /harel Microscopie Jaaromzet Fei nog nooit zo hoog Fei heeft in 2011 een omzet gedraaid van 826,4 miljoen dollar. Dat is dertig procent meer dan een jaar eerder en zelfs een absoluut record. De nettowinst kwam uit op 103,6 miljoen, bijna een verdubbeling ten opzichte van NR /fei Displays Liquavista over naar nieuwe lcd-dochter Samsung s Werelds grootste maker van lcd-displays Samsung Electronics verzelfstandigt deze business in een 100 procent dochterbedrijf. Daarmee krijgt ook het Eindhovens Liquavista formeel een nieuwe eigenaar. Het moederbedrijf zegt zich door het uitspinnen beter te kunnen richten op Oled. Tegelijkertijd moet de dochter lcd nieuw leven inblazen. PE /lcd Draadloos en mobiel NXP plaatst tweede R&D-centrum voor RFID in Silicon Valley NXP start een R&D-centrum voor RFID-IC s in San Jose, als aanvulling op het bestaande ontwikkelcentrum in het Oostenrijkse Gratkorn. De groep in Silicon Valley is opgericht vanwege de daar aanwezige kennis rond UHF. RFID kan de frequentiebanden tussen 300 MHz en 3 GHz ook gebruiken. PE /rfid Beeldverwerking Omzet Barco doorbreekt het miljard Voor het eerst in zijn geschiedenis heeft Barco een jaaromzet geboekt van meer dan een miljard euro. Om precies te zijn: 1083 miljoen euro, zestien procent meer dan vorig jaar. De nettowinst steeg met bijna drie kwart, naar 75,9 miljoen euro. PE /barco Communicatie en netwerken Nokia Siemens snijdt diep in België In het kader van een wereldwijde reorganisatie sluit Nokia Siemens Networks twee van zijn drie Belgische vestigingen. Diegem en Eigenbrakel gaan helemaal dicht, wat respectievelijk 39 en 19 banen kost. In Herentals moeten 69 van de 240 mensen vertrekken. NR /ns Systeemontwerp Nedap boekt hogere omzet en fors meer winst Het afgelopen jaar zag Nedap zijn inkomsten uitkomen op 152,3 miljoen euro. Dat is veertien procent meer dan in De winst groeide jaar op jaar zelfs met een kwart tot elf miljoen. NR /nedap Medisch Delft Diagnostic Imaging in handen van Canon Canon neemt het grootste deel van de medische-beeldvormingsspecialist Delft Diagnostic Imaging over. Het bedrijf uit Veenendaal bestaat uit drie ondernemingen: Oldelft Benelux, Rogan Delft en Delft Imaging Systems. De eerste twee gaan verder als dochteronder- 6 2

7 neming van Canon, de derde wordt verzelfstandigd. PE /ddi Medisch Gimv koopt Delftse ultrageluidspecialist Gimv heeft het meerderheidsbelang in het Delftse Oldelft Ultrasound overgenomen van Alpinvest. De Belgische kapitaalschieter noemt geen exact bedrag, maar zegt dat het om ruim een procent van zijn eigen vermogen gaat. Daarmee komt de investering uit rond de tien miljoen euro. PE /oldelft in de zwarte cijfers. De EMSspecialist uit Kampenhout wist zijn nettoresultaat om te buigen van 1,1 miljoen in de min naar 3,7 miljoen in de plus. De omzet kwam uit op 148,2 miljoen, elf procent meer dan in NR /connect Halfgeleiders Melexis draait minder goed jaar dan verwacht Het afgelopen jaar heeft Melexis een omzet geboekt van 230,7 miljoen euro. Dat is vijf procent meer dan in 2010, maar minder dan de beloofde zes tot negen procent. Onder de streep hield de Ieperse specialist in automotivechips 45,9 miljoen over. Hoewel zes procent minder dan in 2010 is dit meer dan verwacht. NR /melexis Krimpend Philips Omzet (miljard euro) Bron: Philips jaarverslagen Philips zet tien miljard euro per jaar minder om dan tien jaar geleden; divesteringen zijn een belangrijke bron van inkomsten voor het concern. PvG /philips Winst (miljard euro) Elektronica 2011 brengt Connect terug in de plus De Belgische Connect Group is het afgelopen jaar teruggekeerd Dienstverlening Benelux buitenbeentje in goed jaarrapport Imtech Imtech heeft een goed jaar achter de rug. Met een omzet van 5,1 miljard euro draaide de dienstverlener in 2011 veertien procent beter dan in Onder de streep bleef er 150,4 miljoen over, een toename van zeven procent. De business in de Benelux blijft echter achter. NR /imtech Meest geklikt in onze nieuwsbrief 1 2 Zonnecellen Pikzwarte zonnecellen dankzij nanocoating van Philips en Amolf Onderzoekers van Amolf en Philips Research hebben een coating van silicium nanodeeltjes ontwikkeld die de reflectie van silicium reduceert van 40 naar 1 procent. De deeltjes blijken het licht zodanig te verstrooien dat nog slechts een fractie weet te ontsnappen. PvG /pikzwart Energievoorziening Sony maakt stopcontact slim Sony werkt aan een stopcontact met ingebouwde identificatie- en authenticatiemogelijkheden. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om een individuele gebruiker zijn persoonlijke stroomtype en bijbehorende tarief te laten instellen, prepaid elektriciteit op bijvoorbeeld luchthavens af te nemen en het verbruik per persoon te profileren. PE /stopcontact 3 Verkeer en vervoer NXP-proef verbindt 300 auto s rond Eindhoven In het kader van de praktijkproef Smart In-Car rijden rond Eindhoven zo n driehonderd taxi s en wegenwachtauto s met een kastje dat allerlei voertuigdata doorsluist naar een centrale computer. Doel is om de verkeersdoorstroming en -veiligheid te verbeteren door bestuurders op basis van deze gegevens beter te informeren. NR /300 4 Verkeer en vervoer Order ov-chipkaart definitief niet naar NXP Trans Link Systems kiest uitsluitend voor Infineon als leverancier van de nieuwe ov-chipkaarten. Eind 2012 begint de uitgifte hiervan. De gehele oplossing wordt gebaseerd op de bedrijfsspecifieke technologie rond Infineons SLE 77-controllers, in plaats van op het eerder beoogde platform onafhankelijke Java Card. Daarmee is NXP als leverancier uitgesloten. PE /chipkaart 5 Halfgeleiders Fusie Japanse chipfabrikanten in de maak Fujitsu, Panasonic en Renesas zouden van plan zijn hun activiteiten voor de relatief complexe IC s samen te voegen in een nieuw bedrijf, melden diverse media op basis van anonieme bronnen. De ondernemingen hebben alle drie moeite om deze business winstgevend te krijgen. PE /fusie 2 7

8 Nieuws Lithografie SPIE Advanced Lithography Chipmakers houden litho-opties tegen het licht Sommige chipmakers zitten te springen om EUV-lithografie, maar ze moeten opnieuw uitstel slikken. Ondertussen stoomt Mappers e-beamtechnologie door en maakt een tot voor kort nog academische patroneringstechniek directed self-assembly opeens alle tongen los. Paul van Gerven Ieder jaar brengt de internationale vakvereniging van optici, de SPIE, iedereen bij elkaar die iets te maken heeft met lithografie in de halfgeleiderindustrie. Van universitaire onderzoekers tot chipmakers en machinebouwers, in drommen komen ze vijf dagen naar het Californische San Jose en echt niet alleen om aan de winter op het noordelijk halfrond te ontsnappen. De Advanced Lithography-conferentie is een van de zeldzame momenten waarop sleutelspelers een boekje opendoen over de vooruitgang die ze hebben geboekt. Wie wil weten of lithografen de wet van Moore nog weten bij te benen, gaat naar San Jose. Dit jaar was het extra spannend. Het huidige werkpaard immersielithografie loopt op zijn laatste benen, maar noch gedoodverfd opvolger EUV noch een alternatief heeft zich tot dusver ontwikkeld tot productiewaardig niveau. Zouden dit jaar dan eindelijk de verlossende woorden worden gesproken? Zouden de doorbraken worden gemeld die IC-schaling de komende jaren op de rails houden? Een overzicht van de belangrijkste ontwikkelingen. EUV Chipmakers als Intel, Samsung en TSMC moesten op Advanced Lithography tot hun groot chagrijn concluderen dat EUV óók niet op tijd komt voor het 14-nanometerknooppunt de zoveelste keer dat de instap wordt uitgesteld. Zij moeten dus een litho-optie voorbereiden die ze liever hadden vermeden: double of zelfs multi-patterning (DP/MP). Het viel me op dat er dit jaar veel presentaties waren over hoe moeilijk het eigenlijk is om DP of MP te doen zeker op een kosten- effectieve manier. Hadden we maar EUV, dat was eigenlijk het heersende sentiment, zegt lithodirecteur Kurt Ronse van Imec, daags nadat hij uit de VS is teruggekeerd. Toch heeft de ontwikkeling van EUV s belangrijkste knelpunt niet stilgestaan. Ronse: Bronmakers Cymer en XTreme Technologies hebben heel wat vooruitgang geboekt. Beide lieten nu flinke dubbelcijferige wattages zien bij een redelijke duty cycle. De toevoeging over de duty cycle is belangrijk. Het is lang niet zo makkelijk om lange tijd een constant vermogen te leveren als om korte pulsen te genereren. Bij continue operatie duiken allerlei extra engineeringsproblemen op, zoals het opruimen van contaminanten of het stabiel houden van de lichtdosis. Behalve de duty cycle zijn er nog meer factoren die kunnen verhullen hoe bruikbaar een EUV-bron nu werkelijk is. Het wattage wordt bijvoorbeeld niet altijd netjes gemeten op het punt waar de bron overgaat in de machine (de intermediate focus), waardoor er in de praktijk nog extra verliezen optreden. Ook worden metingen soms zonder essentiële subsystemen verricht, bijvoorbeeld om de stabiliteit van de dosis EUV-licht te garanderen. Het is daarom voor buitenstaanders bijzonder moeilijk om een precieze vergelijking te maken tussen verschillende bronnen. Cymer presenteerde op Advanced Lithography een provisorische bron van 50 watt bij tachtig procent duty cycle, maar onduidelijk is hoe lang het nog duurt voordat klanten over dat vermogen kunnen beschikken. Onlangs gaven de Amerikanen toe dat ze hun deadline voor de 20-wattbronnen, in het eerste kwartaal, hebben gemist en dat het zelfs na uitgestelde levering tot het einde van het derde kwartaal zou kunnen duren voordat die op het gespecificeerde vermogen draaien. De belofte van 100 watt aan het einde van het jaar lijkt in ieder geval wel erg veel gevraagd, vindt Ronse. Om dat in een context te plaatsen: geheugenmaker Samsung zegt echt in de problemen te komen als het eind 2013 niet over een bron van 250 watt beschikt. Ushio-dochter XTreme heeft een inmiddels een 20-wattexemplaar bij honderd procent duty cycle, de U2, opgestart bij ASML. Opvolger U3, gespecificeerd op 50 watt bij honderd procent duty cycle, wordt momenteel getest in de fabriek, maar is nog niet hoger geweest dan 30 watt bij honderd procent duty cycle. XTreme werkt ook aan de U4 (met dezelfde specificaties als de U3), die na bewezen betrouwbaarheid naar ASML gaat. Daarna staat Imec in de rij voor een upgrade. Ronse vindt het moeilijk om te zeggen welk bedrijf favoriet is om de eerste productiebronnen te leveren. Vorig jaar liep XTreme duidelijk voor, maar Cymer heeft dit jaar de grootste stappen gemaakt. E-beam Hoge resolutie met elektronenbundels van 5 kev: een jaar geleden geloofde niemand hier dat het kon. Maar het kan dus wel, vertelt CEO en medeoprichter Bert Jan Kampherbeek van Mapper enthousiast met negen uur tijdsverschil vanaf de Advanced Lithography-conferentie. Zijn bedrijf gaf dit jaar zelf geen presentatie, maar liet het aan CEA-Leti en TSMC over om te vertellen welke resultaten zij met Mappers eerste e-beammachine 8 2

9 Figuur 1: Uiteindelijk wil Mapper tien machines clusteren om een doorvoer van honderd wafers per uur te halen. Illustratie: Mapper Figuur 2: DSA kan niet alleen lijnpatronen verdichten, de techniek kan ook defecten in het prepatroon repareren. Illustratie: Imec hebben behaald. Beide klanten-schuinestreep-partners hebben sinds 2009 een alfatool uit Delft in huis en gebruiken die om de technologie in de vingers de krijgen en verder te ontwikkelen. Bij het Franse onderzoeksinstituut loopt een open programma, waarbij geïnteresseerden zich tegen betaling kunnen aansluiten, zoals onlangs de grote chipmachinebouwer Tokyo Electron deed. CEA-Leti en TSMC zijn erin geslaagd om 22-nanometerlijntjes en -contactgaatjes op 300 millimeter wafers te printen. Dat is dus goed genoeg voor 14- en 10-nanometergeneratie logic-chips, de meest voor de hand liggende instap voor e-beam in de IC-productie met significante volumes een van de markten waar Mapper nog steeds ambieert actief in te worden, bevestigt Kampherbeek. We hebben aangetoond de benodigde resolutie te halen. Nu de doorvoer nog. Doorvoer werd altijd gezien als de achilleshiel van e-beam. In tegenstelling tot bij optische technieken moet het patroon stukje bij beetje in de lak worden gekerfd. Omdat elektronen elkaar afstoten, is het moeilijk een hoge stroom door een lens te persen en dus om snel genoeg te schrijven. Mapper haalt wat druk van de ketel door met parallelle bundels te werken, maar menigeen zeker in Veldhoven was er niet van overtuigd dat dat voldoende is. Kampherbeek heeft er echter alle vertrouwen in dat Mapper op termijn een machine aflevert die tien wafers per uur verstouwt. Door deze Matrix 10.1 bovendien per tien te clusteren (tot de Matrix 10.10, zie Figuur 1), zou een voor veel IC-toepassingen alleszins acceptabele doorvoer van honderd plakken per uur worden behaald. We zijn nu de Matrix 1.1 aan het bouwen. Deze machine heeft een doorvoer van een wafer per uur, maar bijna alle subsystemen zijn gelijk aan die van de Matrix Mapper start in 2012 de bouw van zeven tools, waarvan in ieder geval een Matrix 1.1 naar CEA-Leti gaat. Ook TSMC neemt een 1.1-machine af, maar de leverdatum daarvan wil Kampherbeek niet prijsgeven. Als Mapper slaagt en het kostenplaatje gunstig uitpakt, zullen nog veel meer tools richting Cymer heeft dit jaar de grootste stappen gemaakt Taiwan gaan: TSMC s lithodirecteur Burn Lin zei op de Advanced Lithography dat zijn bedrijf overweegt volledig over te stappen op e-beam als het de transitie naar 450 millimeter wafers heeft gemaakt. Ook over contact met potentiële andere klanten houdt Kampherbeek de lippen op elkaar, maar hij bevestigt interesse uit andere markten dan de halfgeleiderindustrie te krijgen. Velen die nu een e-beamapparaat hebben staan, zouden best een snellere versie willen. Directed self-assembly Terwijl het nog maar twee jaar geleden voor het eerst opdook op lithoconferenties, was directed self-assembly (DSA) hét onderwerp dat de tongen losmaakte op Advanced Lithography dit jaar, vertelt Ronse. DSA maakt gebruik van de fasescheiding die ontstaat als twee incompatibele chemische verbindingen worden gemengd, zoals water en olie. Bij DSA zijn die twee verbindingen beide een polymeer, die kop-staart aan elkaar zijn gekoppeld tot een zogenaamd blokcopolymeer. Onder bepaalde omstandigheden zoeken gelijksoortige ketens elkaar op en vormen er zich spontaan regelmatige patronen, afhankelijk van de precieze samenstelling en lengte van het blokcopolymeer. Voor chipfabricage staan vooral lijntjes en cirkeltjes in de belangstelling. Zoals de naam aangeeft, moet de zelfassemblage van blokcopolymeren wel een beetje worden gestuurd om praktisch toepasbaar te zijn. Dat kan via de ondergrond. Met een reliëf van opstaande randjes of een mozaïek van stukjes ondergrond met verschillende chemische affiniteit worden richting en positie van de uiteindelijke patronen gedirigeerd. Essentieel is dat de resolutie van de lithografisch bepaalde hulpstructuren niet de eindresolutie bepaalt (zie Figuur 2). Het is een techniek die nog veel ontwikkeling behoeft, maar DSA is ver genoeg gevorderd om als serieuze optie voor chipproductie beschouwd te worden, zegt Ronse. Imec kondigde vlak voor de conferentie aan s werelds eerste volledige DSA-proceslijn te hebben opgezet in zijn 300-millimetercleanroom. De rol van DSA zal in eerste instantie complementair zijn aan andere technieken. Het kan worden gebruikt om defecten of oneffenheden in de originele afdruk te repareren. EUV-lithografie zou van deze herstelfunctie kunnen profiteren, omdat ze last heeft van afwijkingen, vooral bij het afdrukken van kleine contactgaatjes. In die zin zou DSA weer enkele zorgen rondom EUV kunnen wegnemen. 2 9

10 Tim Groeit En jij? Persoonlijke groei, dat vinden wij belangrijk. Groeien als mens, groeien als professional. Wij bieden jou als embedded software of hardware expert de ruimte en de mooiste merken. Zodat jij Groeit. Onze arbeidsvoorwaarden en ons Employment Benefi t Program zijn uitstekend. Zeker zo belangrijk is dat je bij TOPIC een unieke kans krijgt om jezelf te ontwikkelen in de top van de markt. Onze software en hardware professionals werken voor en bij klanten zoals ASML, Océ, Philips en TomTom. Op dat allerhoogste niveau kun jij je talent en ambities optimaal ontwikkelen. Op dat niveau kun je wérkelijk groeien. Als professional en als mens. Wij bieden je de kans. Zodat jij Groeit. TOPIC zoekt Software- & Hardware-engineers. Interesse? Kijk snel op voor onze vacatures. Topic. Blijf groeien

11 Opinie Analoog Bram Nauta is hoogleraar IC-design aan de Universiteit Twente. Mijn oma in onderbroek Een jaar of vijftien geleden vroeg een collega van mij wat studenten voelden bij de begrippen digitaal en analoog. Digitaal bleek associaties op te roepen als sportwagen, speedboot, snel en sexy. Bij analoog viel het even stil, en toen zei iemand: Bij analoog denk ik aan mijn oma... in onderbroek! En zo was het. Audio was al digitaal weg met die analoge grammofoonplaten en video begon dat net een beetje te worden. Ik werkte bij Philips en de strategiemannetjes daar hadden een overduidelijke digitale tunnelvisie: analoog was ouderwets en transistoren waren stom. Er werd even een titanisch processorplatform opgezet, hupsakee met honderden mensen tegelijk. Lang leve de vooruitgang! We zullen Intel wel even een poepie laten ruiken. Het heeft bakken geld gekost en uiteindelijk is alles overboord van het NXP-schip gegooid, om te voorkomen dat het als een Titan-IC zou eindigen. Met de opkomst van de nanohype was de habitat al niet veel vriendelijker voor analoge-transistorliefhebbers. De nanomannen zouden de micro-elektronica wel even vervangen door hun veel kleinere nanospullen. Het liep anders: nano is nog steeds fundamenteel, terwijl micro nano is geworden. En wat is er ondertussen van die ouderwetse analoge elektronica terechtgekomen? Welnu, zij bleek cruciaal te zijn voor onze moderne digitale systemen. Bij digitale transmissie en dataopslag hebben we te maken met fysica, en die laat zich niet abstract digitaal manipuleren met nulletjes en eentjes. Radio, kabel, fiber, harddisk: de in- en uitgaande signalen zien er daar vreselijk brak uit, want als ze er mooi scherphoekig digitaal uit zouden zien, dan hadden we er dus nog wel wat meer data in kunnen stouwen. En die lelijke analoge signalen moeten toch even worden opgelapt tot nette bits, en dat is nu net waar de technische uitdagingen zitten in onze moderne gadgets. Als je goed van analoog naar digitaal kunt en andersom, dan heb je goud in handen en dat hebben we hier. Terwijl de beslismannetjes zich druk maakten over moderne zaken als nano en embedded, en recentelijk met zevenmijlslaarzen negen technologische topsectoren uit de grond stampten, waren wij analoge jongens gewoon aan het werk. Met als resultaat dat in de driehoek Enschede-Delft-Leu- ven (Eindhoven en Nijmegen liggen daarin) een enorme hoeveelheid en kwaliteit aan analoge expertise is ontstaan. Zomaar, zonder plan, zonder beleid, eigenlijk tegen de verdrukking in. De absolute topconferentie voor chipontwerpers is de Internationaal Solid-State Circuits Conference (ISSCC), die jaarlijks in San Francisco wordt gehouden. Daar presenteren giganten als Intel, Broadcom en Samsung hun laatste innovaties op IC-designgebied, en ook de topuniversiteiten uit het vak steken elkaar de loef af. En wat blijkt nu? Dit jaar komen de meeste verhalen (65 stuks) uit de VS, gevolgd door Korea (30), Japan (25), Nederland (20) en België (12). Samen halen de Lage Landen een tweede plaats met 32 verhalen. Afgelopen jaren Terwijl de beslismannetjes topsectoren uit de grond stampten, waren wij analoge jongens gewoon aan het werk was er al een soortgelijke trend te zien; we hebben hier een waanzinnige dichtheid aan ISSCC-papers per vierkante inwoner. Het overgrote deel van deze 32 verhalen is analoog van aard. Nu heeft analoog tegenwoordig veel gedaantes mixed-signal, RF, dataconverters, voedingen, sensorinterfaces, transceivers en maken analoge schakelingen deel uit van digitale CMos-systemen, maar kern van de zaak is dat er op transistorniveau wordt ontworpen. Dat kunnen we blijkbaar erg goed in de Lage Landen. De halfgeleiderindustrie is de motor van de wereldwijde industriële vooruitgang. Hier hebben we de kennis van de allermoeilijkste ontwerpstukjes: analoog. Dus beslismannen, stop even met praten over innovatie en pak gewoon ons goud. Als jullie nu eens een fractie van het geld dat jullie in onze bevende banken of scheve steunfondsen stoppen, gaan investeren in ouderwetse analoge elektronica, dan hoeven we onze uitstekende opleidingen straks niet te sluiten wegens geldgebrek en kunnen we de wereld voor jullie veroveren. 2 11

12 Nieuws IC-design Focus op Asics Ansem goeit roer om Onder leiding van de nieuwe CEO Dirk Logie vindt designhuis Ansem zichzelf opnieuw uit als one-stop shop voor high-performance analoge Asics. Paul van Gerven Helemaal nieuw is de weg die Ansem inslaat niet, vertelt CEO Dirk Logie. In het verleden hebben we reeds chips geleverd aan klanten, maar dat vertegenwoordigde maar een beperkt deel van onze omzet. Van oudsher richt zijn bedrijf zich op het ontwerpen van complexe analoge IC s hoe kan het ook anders, als spin-off van de fameuze ontwerpgroep van de Leuvense hoogleraar Willy Sansen, die de onderneming nog steeds bijstaat met raad en daad als voorzitter van de bestuursraad. De fabricage van die schakelingen, doorgaans onderdeel van een grotere mixed-signal chip, dat regelden Ansems klanten zelf wel. Maar sinds kort willen de Leuvenaren zich óók over de productie ontfermen. Deze stap heeft meer om het lijf dan op het eerste gezicht misschien lijkt. Ansems traditionele klantenkring bestaat uit halfgeleiderbedrijven, die heel goed weten wat ze willen en hun specs bij Ansem inleveren. In het nieuwe businessmodel zijn de beoogde klanten vooral middelgrote systeemhuizen die om welke reden dan ook niet uitkomen met standaard componenten en een oplossing op maat willen. Zo n Asic komt tot stand in nauw overleg tussen ontwerper en afnemer. Een nieuwe klantengroep en een nieuwe manier van werken, daar hoort een nieuwe CEO bij, besloot de bestuursraad vorig voorjaar. De toenmalige CEO en medeoprichter Stefan Gogaert had aangegeven zijn aandacht verder te willen concentreren op strategische projecten binnen het bedrijf. Perifere functies Logie, net als zijn voorganger een pupil van Sansen, klom bij Philips op van het Natlab naar managementsfuncties, aanvankelijk bij Consumer Electronics en later bij Semiconductors, waar hij als marketingmanager Er bestaat niet zoiets als een zuiver analoge Asic verantwoordelijk was voor onder meer de one-chip tv, een product waarmee Philips in het begin van de jaren negentig meer dan de helft van de wereldmarkt had veroverd. In 1997 werd hij uitgezonden naar Californië om de digitale opvolger te ontwerpen. Daarna leidde Logie nog een aantal jaren de businesslijn voor vermogensschakelingen, die later onder de Mobile-divisie werd geschoven. In 2004, terug op eigen bodem, probeerde Logie het voor zichzelf. Hij richtte een Leuvense poot op van het Portugese Chipidea, dat zijn geld verdiende met IP-blokken. Op basis van die kennis trachtte de dochteronderneming een eigen chip voor powermanagement met allerlei perifere functies te ontwikkelen, een terrein waar Logie in zijn laatste jaren bij Philips Semiconductors natuurlijk veel ervaring mee had opgedaan. Toen Mips Chipidea overnam in 2007, bleken de Amerikanen echter uitsluitend interesse te hebben in de IP-kennis. Alle productontwikkeling werd stopgezet. Specs Na enkele jaren in de consulting mag Logie nu opnieuw proberen een productstrategie tot een succes te brengen. Of de designservices ooit helemaal zullen verdwijnen bij Ansem, betwijfelt hij echter. De mix zal waarschijnlijk altijd wel blijven. Terwijl de omzet uit designservices zal afvlakken, verschuift de focus naar Asics. Er ligt daarvoor namelijk een geweldige opportuniteit in Europa. Er zijn slechts enkele kleinere spelers actief die onze beoogde klantengroep willen bedienen. Een ander voordeel, vertelt Logie, is dat Ansem in het oude businessmodel sterk meedeinde op de beruchte golfbewegingen van de halfgeleiderindustrie. Hoewel het bedrijf in veertien jaar altijd in de zwarte cijfers is gebleven, levert het nieuwe model meer financiële stabiliteit op. We hopen er met de nieuwe strategie klaar voor te zijn als er een nieuwe up-cycle komt als die er komt, want ik heb de indruk dat de wereld aan het veranderen is. Vanwege de economische onzekerheid kan Logie niet precies zeggen hoe zijn bedrijf er na het huidige transitiejaar uit zal zien, maar hij verwacht in personeel te gaan groeien ook de nu 34 man tellende designgroep. Die omvat inmiddels ook al een handjevol digitale ontwerpers, want er bestaat niet zoiets als een zuiver analoge Asic; er zit altijd wel een digitaal stuk bij, legt Logie uit. Hoewel in een anders opererende organisatie ingebed, verandert er voor de meeste van Ansems technici niet veel. Van hen worden, zoals ze gewend zijn, complexe schakelingen verwacht voor draadloze en bedrade communicatie, voor zeer zuinige vermogenselektronica en voor data-acquisitie. In die typisch analoge domeinen kunnen wij specs halen die anderen niet halen. Dat is waar wij waarde kunnen toevoegen. Als het niet te moeilijk is en het wat mag kosten, kom je een heel eind met standaard componenten. Maar als je een totaal nieuw systeem op de markt wilt zetten, of heel bijzondere eisen stelt, dan moet je bij Ansem zijn. 12 2

13 Opinie Recensie Systems architecting, a business perspective Hans van Vliet Hans Thelosen Gerrit Muller ziet systeemarchitectuur heel algemeen als het faciliteren van het leveren van de juiste oplossing (product) voor het juiste probleem. Het gaat hierbij steeds over (1) communiceren met een diversiteit aan belanghebbenden, (2) de situatie begrijpen om de juiste oplossing te kunnen kiezen, (3) overzicht houden, (4) kunnen omgaan met onzekerheden, (5) doelen en middelen kunnen onderscheiden, (6) continu rekening houden met de context van het product, (7) werken met feitelijke gegevens, niet met ik geloof dat..., en (8) terugkoppelingen gebruiken. De auteur beschouwt zijn onderwerp vanuit tien gezichtspunten: de business, de systeemarchitect zelf, de klant, de methodes en hulpmiddelen die hem ten dienste staan, de langetermijnstrategie van de business, de synergie tussen vergelijkbare producten, ondersteunende processen, de rol van software in systemen, het pre- Bij een beginner ben ik bang dat veel niet beklijft senteren van de architectuur aan het hoger management, en de mens. Elk gezichtspunt behandelt hij in een kort hoofdstuk. Inclusief index en dergelijke telt het boek nog geen 250 pagina s. Het gehele werk is uitvoerig voorzien van plaatjes om een en ander te verduidelijken. Aan het eind zijn alle plaatjes nog eens als postzegels afgebeeld, zodat de visueel ingestelde lezer snel iets kan terugvinden. De tekst en alle bijbehorende plaat- jes en powerpointslides staan ook op de site van de auteur. Muller heeft een grote ervaring als systeemarchitect bij onder meer Philips en ASML. Hij heeft veel cursussen gegeven over dit onderwerp en de weerslag hiervan is terug te vinden in het boek, en ook op de al veel langer bekende Gaudi-website. Er staat heel veel nuttigs in dit werk. Ik denk zelf dat het ervaren architecten meer aanspreekt dan beginners. Achter betrekkelijk losse zinnetjes gaat soms een hele wereld schuil. De ervaren architect heeft dan een aha-erlebnis; bij een beginner ben ik bang dat veel niet beklijft. Het vrijwel ontbreken van voorbeelden draagt hier aan bij. Kortom: meer een naslagwerk voor de gevorderde, of ondersteunend bij een cursus door een ervaren docent, dan een leerboek voor de beginner. architecting, a business perspective is bedoeld als studieboek, maar het is zeer zeker ook te gebruiken als naslagwerk en gewoon te lezen door gevorderden. Het geeft System een duidelijk beeld van systeemarchitectuur voor systeembouwers. Voor personen met een achtergrond in software, elektrotechniek of mechanische engineering maakt het helder wat een systeemarchitect doet en wat hij kan betekenen in het productcreatieproces en de bijbehorende organisatie. Omdat de auteur duidelijk de relevante processen beschrijft, geeft het boek een Nuttig bij de overgang van het watervalmodel naar een meer Agile-benadering zeer compleet overzicht van een ontwikkelomgeving en de diverse rollen die daarin van belang zijn. Het is niet alleen een technische maar ook een organisatorische uiteenzetting van de verantwoordelijkheden van de systeemarchitect. Dit boek kan een nuttige bijdrage leveren bij de overgang van het bekende watervalmodel naar een meer Agile-benadering. Het boek bevat een beperkt aantal opdrachten, die ofwel voor beginners ofwel voor gevorderden zijn. De toegevoegde waarde hiervan is echter minimaal. Ook het opgenomen overzicht van illustraties voegt niet veel toe. Verder wordt er middels nummers verwezen naar een referentielijst die zelf niet genum- merd is. Dit is zeker niet praktisch. De koppeling met is wel zeer nuttig; deze zorgt ervoor dat de materie compleet en bijgewerkt blijft. Gerrit Muller is erin geslaagd om ondergewaardeerde materie duidelijk en compact weer te geven. Dit boek hoort op de boekenplank van eenieder die werkzaam is in systeemontwikkeling of erin werkzaam wil worden. Bovendien is het een plezierig leesbaar en toegankelijk werk. Hans Thelosen is sinds 1986 werkzaam in de software- en systeemontwikkeling, de laatste jaren bij NXP als expert in het designdatamanagementproces. Hans van Vliet is hoogleraar software-engineering aan de Vrije Universiteit van Amsterdam. Titel Systems architecting, a business perspective Auteur Gerrit Muller Waardering (voor de ervaren architect) Titel Auteur Waardering Systems architecting, a business perspective Gerrit Muller 2 13

14 Jij? HUMIQ zoekt (junior) Embedded Software Engineers in Eindhoven en Deventer Wil je meer weten? Bel of mail de afdeling recruitment, ,

15 Analyse Medisch Bestralingsapparaat vindt zijn weg met MRI-kaartje Artsen van het UMC Utrecht hebben voor het eerst op grote schaal dosage painting toegepast in patiënten: binnen een orgaan wordt alleen de tumor met een zeer hoge dosis bestraald. Het resultaat van steeds beter wordende beeldverwerking en een slimme combinatie van technieken. Pieter Edelman Het NOS Journaal, RTL Nieuws en zo n beetje alle kranten buitelden over elkaar heen om het persbericht van het UMC Utrecht over een nauwkeurige bestraling van prostaatkanker te verslaan, de een nog in spectaculairdere termen dan de ander. Die aandacht was een beetje onverwacht, geeft Marco van Vulpen, hoogleraar radiotherapie bij het UMC Utrecht, toe. Maar je mag het ook wel echt een doorbraak noemen. Met de combinatie van MRI, CT, een bestralingsapparaat en drie goudbolletjes kunnen de onderzoekers de tumor een veel grotere klap toedienen zonder dat bijwerkingen toenemen, bleek uit de eerste analyse van 180 patiënten in een klinische studie. De komende twee jaar moeten in totaal zeshonderd patiënten deelnemen aan het onderzoek, dat ook bij academische ziekenhuizen in Amsterdam, Leuven en Nijmegen loopt. De aanpak is te danken aan een combinatie van steeds betere beeldvormende technologie, geavanceerdere bestralingsapparatuur en slimmere computermodellen voor het berekenen van de stralingsdosis. Gek genoeg is de technologie al jaren standaard beschikbaar in de commerciële apparatuur. Bestralen is een van de opties om prostaattumoren aan te pakken, vooral ingezet voor agressieve vormen van de kanker. Hoogenergetische fotonen worden vanuit een versneller op het doelgebied afgeschoten om de tumor te vernietigen. Het omliggende weefsel met name de blaas en de endeldarm moet echter zo veel mogelijk worden ontzien. Daarvoor is een bestralingsapparaat sinds enkele jaren standaard voorzien van een CT-scanner, die dat doelgebied constant in beeld brengt en de bundel bijstuurt de prostaat kan enkele centimeters bewegen tijdens een behandeling. De versneller draait cirkeltjes rond de patiënttafel heen om de juiste hoeveelheid straling op elk plekje af te kunnen leveren, terwijl een plaat aan de achterkant van de patiënt meet welk deel erdoor komt. In de kop van de versneller zitten loden plaatjes die naar binnen en buiten kunnen schuiven, zodat de bundel te vormen is. Intensity-modulated radiation therapy of IMRT heeft dat, vertelt Van Vulpen. Met deze aanpak is het vandaag de dag vrij goed mogelijk om de prostaat te bestralen en de omliggende weefsels redelijk te sparen, zolang die verder gezond zijn. Toch staat dat nog mijlenver af van de heilige graal binnen bestralingstherapie, aldus Van Vulpen: Het idee van dosage painting, dat je precies op elke plek de juiste dosis geeft. Een tumor zit immers geconcentreerd op enkele plekjes. Die zou je specifiek een opdonder willen geven, terwijl het gezonde weefsel een lagere dosis ontvangt. Gaatjes branden Het probleem zit m in de beeldvormende technologie. De röntgengebaseerde CTscanners op een bestralingsapparaat bieden te weinig contrast in zachte weefsels om prostaat- van tumormateriaal te onderscheiden. MRI kan dat wel, maar dat is lastig te integreren met een bestralingsapparaat hoewel het UMC Utrecht daar ook in een groot project met Philips aan werkt. De oplossing voor dit probleem vonden de onderzoekers door MRI en CT virtueel te combineren. Voorafgaand aan de behandeling wordt met een MRI-scan bepaald wáár in de prostaat tumoren zitten. Met die data rekent een computermodel op elke positie in de tumor de optimale dosis door, afgezet tegen het risico. Tijdens de ingreep zelf wordt de CT-scanner alleen ingezet om de positie van de prostaat als geheel te bepalen. De computer bepaalt hiermee welke dosis in de echte wereld moet worden afgeleverd. De prostaat als geheel ontvangt net als in de normale behandeling een gemiddelde dosis, maar in het tumorweefsel wordt dat flink omhooggeschroefd. Dat gaat echt over een dosis waarmee je bijna een gaatje in het weefsel brandt, verklaart Van Vulpen. Een bestralingsapparaat bestaat niet alleen uit een versneller die hoogenergetische fotonen op de patiënt afvuurt, maar ook uit een collector om te meten welk deel van de straling wordt opgenomen en een CT-scanner. Het CT-beeld met zijn lage contrast an sich biedt te weinig houvast om de positie voldoende nauwkeurig te bepalen, zeker als niet alleen de zijdelingse beweging maar ook de rotatie moet worden bepaald. Drie kleine gouden staafjes lossen dit probleem op. Die worden van tevoren in de prostaat geplaatst en springen er op een CT-scan duidelijk uit. Die goudstaafjes zijn ook gelijk de reden waarom de aanpak voor veel andere tumoren niet zo goed werkt, stelt Van Vulpen. De baarmoederhals krimpt bijvoorbeeld bij de behandeling en dan kunnen de staafjes eruit vallen. En bij longkanker is het risico erg groot om daar staafjes in te prikken. Het onderzoek loopt nog twee jaar door en doet alleen een uitspraak over de bijwerkingen. Voordat duidelijk is of de behandeling ook een beter resultaat oplevert, zijn we vijf jaar verder. Maar volgens Van Vulpen is dat wel een beetje een open deur. Hij verwacht dan ook dat andere ziekenhuizen de aanpak de komende jaren vrij snel zullen overnemen. Toen we hier rond 2000 mee begonnen, moesten we onze eigen software schrijven. Tegenwoordig kan de software dit allemaal standaard. 2 15

16 How do you reposition a wafer, nanometer accurately, every 50 μs? Join ASML as a Software Engineer and help to push the boundaries of what s possible. At ASML we bring together the most creative minds in physics, electronics, mechatronics, computer science, software and precision engineering to develop lithography machines that are key to producing cheaper, faster, more energy-efficient microchips. Our machines need to image billions of structures in a few seconds with an accuracy of a few silicon atoms. But our customers constantly need faster machines. And they constantly need to make smaller, more energy-efficient chips. That s why we have developed a revolutionary wafer-repositioning system. But we were only able to do this by using an extremely diverse set of software languages and tools harnessed by an equally diverse and talented team of Software Engineers. If you re a team-oriented Software Engineer who sees a challenge in complex technical problems, expert in programming and modeling for critical real-time applications and capable of working to demanding deadlines, you ll find working at ASML a highly rewarding experience. Per employee we re Europe s largest private investor in R&D, giving you freedom to experiment and a culture that will let you get things done. For engineers who think ahead

17 Technieuws IC-ontwerp Recordaantal ISSCC-papers voor UT De Twentse IC-ontwerpgroep van Bram Nauta had een topjaar op de prestigieuze ISSCC: acht papers maar liefst. Een overzicht van de oogst. Paul van Gerven wordt een duur jaar, maar dat heb ik er graag voor over, lacht Het Bram Nauta aan de telefoon. De groep van de Twentse hoogleraar IC-design presenteerde dit jaar het recordaantal van acht papers op de International Solid-State Circuit Conference (ISSCC), vorige maand in San Francisco. Dat betekent dus heel wat declaraties voor hotelkamers en vliegtickets. Ik denk dat zo n beetje de helft van mijn groep erheen gaat, schat Nauta. Een paar weken voordat hij afreisde, belde hij onder embargo met Bits&Chips om te vertellen welke hoogstandjes zijn onderzoekers dit jaar op s werelds meest prestigieuze IContwerpconferentie zouden presenteren. Twee van Nauta s papers hebben te maken met beamforming, oftewel het directioneel zenden en ontvangen van radiosignalen. Het principe is hetzelfde als van radar, maar in plaats van het verkrijgen van positionele informatie is energiebesparing de drijfveer. Door een signaal niet over alle windrichtingen uit te smeren, is er immers minder vermogen nodig voor dezelfde signaalsterkte. Als ook de ontvanger niet in alle richtingen hoeft te luisteren, scheelt dat eveneens energie. Het is allang mogelijk om beamforming in radiocircuits te realiseren, vertelt Nauta, maar die oplossingen worden nogal log. Dat gaat met matrices van vele kleine ontvangers, die onder een hoek werken dankzij een tijdvertraging in de aansturing. Daar zijn een hoop draadjes en veel chipoppervlak voor nodig. Door slim schakelaars en condensatoren te combineren, wisten de Twentse ontwerpers veel kleinere gerichte ontvangerchips te maken. Eén puur analoge beamforming-chip werd bij NXP in de wat oudere 0,16-microntechnologie gemaakt, terwijl bij STMicroelectronics een modernere switched-capacitor-chip in 65 nanometer werd gefabriceerd. Er liggen ook ontwerpen klaar voor de leading edge (28 nanometer). Stoorzender Uit Nauta s koker komen ook een aantal RFfilters, die een oude liefde van de hoogleraar blijken te zijn. In 1989, tijdens mijn promotieonderzoek, heb ik een 100-megahertzfilter in 3-micron-CMos ontworpen die twintig keer sneller was dan wat destijds state of the art was. ST wilde wel eens weten waar een equivalent ontwerp in moderne ICtechnologie op uit zou komen. Het resultaat is een elektronisch afstembaar filter met een afsnijfrequentie van tien gigahertz, een dik wereldrecord. Twee andere filterontwerpen komen eigenlijk ook uit de oude doos, althans wat principe betreft, maar dat wisten Nauta en collega s niet toen ze ermee begonnen. We waren ervan overtuigd dat het nieuw was, maar iemand wist te vertellen dat het al was bedacht. En inderdaad: het principe bleek in 1964 al op de ISSCC gepresenteerd te zijn. De Twentenaren voegden ook nog wat nieuwe ideeën toe om ze te verbeteren. De vergeten filters presteerden zo goed dat ze toch een plekje in het ISSCC-programma verdienden. In je Iphone zitten zo veel zenders en ontvangers dicht op elkaar dat ze elkaar makkelijk storen. Dat los je op met filters, maar als die niet scherp afsnijden, verlies je signaal. Storing kun je ook op andere manieren proberen te elimineren, bedacht een onderzoeker van Nauta. Hij liet via een terugkoppellus alle foute frequenties weer uitzenden, maar met een omgekeerde fase. Zo doven de stoorzenders uit. En dat op een oppervlak dat tien keer kleiner is dan een design met vergelijkbare specificaties, klinkt het enthousiast in de hoorn. Referentiespanning Met eveneens een geheel nieuw idee losten Nauta en collega s een oude tekortkoming op van hoogfrequente verzwakkers, oftewel schakelingen die een te sterk radiosignaal reduceren, bijvoorbeeld van 1 naar 0,1 volt. Elektronici kunnen beschikken over lineaire verzwakkers, maar die zijn niet hoogfrequent, of over niet-lineaire, die wel hoogfrequent werken. Die trade-off hielpen de Twentenaren uit de wereld, en zelfs zonder dat er extreem gelijksoortige transistoren voor nodig zijn. In de echte wereld is geen transistor hetzelfde, waardoor sommige ontwerpen alleen op papier werken als je daar geen rekening mee houdt. Mede daarom bestonden er nog geen lineaire hoogfrequente verzwakkers. Wij hebben echter een ontwerp gemaakt waarin de onderlinge verschillen tussen transistoren geen probleem zijn. Een laatste vinding is een referentiespanning. Elke chip heeft die nodig, net zoals een klokfrequentie. Gewoonlijk wordt daarvoor de band gap van silicium gebruikt ongeveer 1,2 volt. Dat is zeer nauwkeurig en bovendien temperatuuronafhankelijk. Het probleem is dat CMos tegenwoordig op minder dan 1,2 volt werkt, anders gaat het stuk. Wij hebben een referentiespanning van 0,9 volt ontworpen, ook weer in een heel klein formaat. Heel handig, want die kun je makkelijk overal in je ontwerp kwijt, aldus de man die dit jaar meewerkte aan een kwart van de ISSCC-bijdrages uit de Benelux, een regio die met 32 papers na de Verenigde Staten trouwens de productiefste ter wereld is. 2 17

18 VIND ONTWERP BESTEL

19 Technieuws Open source NanoBSD waardig alternatief voor embedded Linux FreeBSD heeft het met het NanoBSD-script makkelijk gemaakt om een besturingssysteem te genereren geoptimaliseerd voor embedded toepassingen. Op de Fosdem-conferentie betoogde Rudi van Drunen dat dit een volwaardig alternatief is voor Linux. Koen Vervloesem Voor de softwarekant van embedded systemen wordt vaak uit automatisme gegrepen naar Linux. Toch is dat niet het enige mogelijke embedded besturingssysteem. Een interessant alternatief is NanoBSD, een gestripte vorm van FreeBSD geoptimaliseerd voor gebruik op flash-storage. NanoBSD is een script ontwikkeld door Poul-Henning Kamp dat bij de standaard FreeBSD-distributie wordt geleverd (in /usr/src/tools/tools/nanobsd). Het genereert een image dat op een Compactflash-schijf kan worden geflasht en is bedoeld om Free- BSD-appliances te creëren. Rudi van Drunen, CTO van IT-dienstverlener Competa IT uit Rijswijk, gebruikte NanoBSD voor een project (zie kader) en deed zijn ervaringen uit de doeken tijdens de Fosdem-conferentie (Free and Open Source Software Developers European Meeting) in Brussel. NanoBSD koppelt alle bestandssystemen standaard read-only aan, zodat het geen kwaad kan als de stroom van het apparaat plots wordt uitgeschakeld. Bovendien beperkt dit de slijtage van de flash-storage. De /etc- (voor configuratiebestanden) en /var-directory s (voor bestanden van voorbijgaande aard zoals logs) worden in het geheugen geplaatst als ramdisk, een virtueel bestandssysteem waarnaar geschreven kan worden. Voor wijzigingen aan de configuratie die een reboot moeten overleven, heeft NanoBSD een eenvoudig maar doeltreffend systeem geïmplementeerd. De configuratiebestanden staan in de partitie /cfg, die alleen vlak na het booten even (read-only) wordt aangekoppeld om de inhoud te kopieren naar /etc in de ramdisk. Om wijzigingen in /etc te behouden, koppel je /cfg even kort in schrijfmodus aan en kopieer je het gewijzigde bestand ernaartoe. NanoBSD levert gelukkig ook enkele handige scripts mee die de juiste bestanden van /etc naar Een stratum 1 NTP-appliance voor driehonderd euro Rudi van Drunen kwam op het idee om een NTP-appliance te ontwikkelen als betrouwbare tijdbron voor al zijn computersystemen. In plaats van een NTP-server op internet te raadplegen, wilde hij een zogenaamde stratum 1 NTP-server bouwen, die een lokale tijdbron heeft en als referentie dient voor andere lokale machines. Time stamps in logbestanden zijn hierdoor tot op minder dan vijf microseconden nauwkeurig. Ondertussen heeft hij de kennis uit het hobbyproject voor zijn thuisnetwerk ook bij Competa toegepast, onder meer voor klanten die aandelen verhandelen. Voor de hardware gebruikte hij een Soekris 4501-bordje met een SC520- processor op 133 MHz, die compatibel is met de 486 en over een hogeresolutietimer beschikt. De tijdbron is een OEM- GPS-ontvanger van Garmin, die via de seriële uitvoer en de PPS-uitvoer (pulse per second) met de Soekris is verbonden. Het geheel kostte Van Drunen nog geen driehonderd euro. De Soekris-bordjes zijn goed ondersteund door FreeBSD, dus voor de softwarekant van zijn project maakte hij gebruik van NanoBSD. /cfg kopiëren, bijvoorbeeld als je je rootwachtwoord verandert of SSH-hostsleutels opslaat, merkt Van Drunen op. In het configuratiebestand van NanoBSD specificeer je de karakteristieken van je embedded systeem, zoals de kernelconfiguratie voor je processor en de grootte en geometrie van je Compactflash-kaartje. Je kunt ook de inhoud van configuratiebestanden in /etc opgeven, devicelinks voor apparaten zoals een GPS-ontvanger definiëren, de grootte van de directory s /etc en /var wijzigen en extra pakketten aan het image toevoegen. Het resultaat van NanoBSD s buildscript is een imagebestand, dat je eenvoudig met het dd-commando naar de Compactflashkaart kunt schrijven. Daarnaast maakt het script standaard twee rootpartities aan met het besturingssysteem. Het systeem updaten gaat daardoor heel veilig: creëer het vernieuwde image, schrijf dit naar de tweede partitie en probeer hiervan te booten. Lukt dit niet, boot dan gewoon terug van de eerste partitie met het originele systeem. NanoBSD bevat scripts om een image naar de eerste respectievelijk tweede partitie te schrijven. Al met al vindt Van Drunen NanoBSD een prima alternatief voor embedded Linux. Ik had van tevoren al wat ervaring met Voyage Linux en ik heb wat geëxperimenteerd met Arch Linux in een embedded omgeving, maar dat ging toch niet zo vlot. Het leuke aan NanoBSD vind ik dat het gewoon een en dezelfde distributie is als FreeBSD en de mogelijkheden dus niet ingeperkt zijn. Tegelijk is het creëren van een NanoBSD-systeem heel eenvoudig: de build van de kernel en het volledige userland gebeurt met één commando en op basis van één configuratiebestand. Bovendien heeft NanoBSD de ramdisk-functionaliteit en de configuratie- en updatemechanismes al helemaal voorgekookt. 2 19

20 Productnieuws Softwaretooling Rembrandt houdt compiler tegen het licht Met de Supertest-omgeving van het Amsterdamse Ace kunnen halfgeleiderbedrijven, compilerontwikkelaars en eindklanten controleren of hun C/C++-compilers naar behoren werken. De nieuwste versie, Rembrandt genaamd, breidt het pakket aan tests nog eens flink uit en introduceert de mogelijkheid om de geproduceerde binaire interfaces te testen. Pieter Edelman Gewapend met uitgebreide testsuites zorgt de professionele softwareontwikkelaar ervoor dat zijn code doet wat hij moet doen en min of meer vrij is van bugs. De impliciete aanname daarbij is altijd dat het onderliggende platform correct werkt. Maar wie garandeert dat eigenlijk? Nou, onder meer Ace Associated Compiler Experts doet dat. Het Amsterdamse bureau is een van de weinige bedrijven in de wereld met een product voor het testen van compilers. In de nieuwe versie codenaam Rembrandt van zijn Supertest-suite voegt Ace veertienhonderd nieuwe handgeschreven cases toe aan het pakket voor onder meer C99-libraryfuncties, complexe types en compileroptimalisaties, plus vijfhonderd tests voor de C++ Standard Library. Daarnaast kan de test voortaan de binaire interface van gecompileerde code controleren. De tool wordt ingezet door verschillende typen klanten, legt Marco Roodzant van Ace uit. In eerste instantie zijn dat de compilerontwikkelaars bij toolbedrijven of bij chipfabrikanten. Maar dit soort ondernemingen heeft vaak ook aparte testgroepen, dat is een andere categorie. Een compilerontwikkelaar wil gelijk weten of een feature werkt, een testgroep wil voor het product de deur uit gaat juist álles testen. Supertest kan aan beide wensen tegemoetkomen. Het pakket bestaat aan de ene kant uit een berg testcases in C en C++ en aan de andere kant uit een raamwerk met gebruikersomgeving voor uitvoering en analyse. Gebruikers kunnen kiezen om alleen bepaalde tests of testgroepen uit te voeren. De omgeving is ook te scripten en daardoor op te nemen in de standaard ontwikkelflow. Voor chipmakers is het bijvoorbeeld vrij gebruikelijk om via de GCC-compiler mee te liften op de ontwikkelingen van de opensourcegemeenschap. In de praktijk blijken hier nog wel eens bugs in te zitten. Verder bevat Supertest generatoren voor nieuwe testcases. Voor DSP-optimalisaties zie je bijvoorbeeld dat gebruikers hier speciale testsuites voor genereren, vertelt Roodzant. Supertest kan verder overweg met crosscompilers en de geproduceerde binary s op een apart target draaien en analyseren, al dan niet parallel. In de praktijk komt dat met echte chips eigenlijk nooit voor, die zijn tegenwoordig snel genoeg. Maar simulatoren kunnen wel zo traag zijn dat het loont om er meerdere naast elkaar te zetten, aldus Roodzant. Er is ook nog een derde categorie van klanten, zegt Roodzant: De kopers van compilers. Met name in de applicatiekritieke gebieden zoals lucht- en ruimtevaart, automotive en defensie hebben ze daar door schade en schande geleerd dat compilers fouten kunnen bevatten. Vroeger gebruikte dit soort klanten Supertest vooral om de kwaliteit te waarborgen, tegenwoordig gaat het niet alleen om kwaliteit maar ook om de verantwoordelijkheid naar interne processen. Eigenlijk is dat nu een vierde categorie. Lastige producten Ace begon bijna dertig jaar geleden met de ontwikkeling van het pakket voor zijn eigen compilers, maar zette het al snel als los product in de markt. Samen met het Canadese softwarebedrijf HCR ging het vervolgens aan de slag met een omgeving voor conformancetests, die controleren of de compiler op de juiste manier met de taalstandaarden omgaat. Die twee producten zijn vervolgens samengevoegd en door Ace als Supertest in de markt gezet. De software kan vandaag de dag testen op vier verschillende smaken: Iso 9899:1990 C, Iso 9899:1999 C99, Iso C++ en Iso TR Embedded C Extension. De suite voert zowel positieve (doet het wat het zou moeten doen?) als negatieve tests (gaat er fout wat er fout moet gaan?) uit. In de Rembrandt-release een knipoog naar het oud-hollandse meesterschap breidt Ace het pakket uit met de application binary interface (Abi). Compilers hebben zo hun eigen ideeën rond het aanroepen van functies in gecompileerde software, bijvoorbeeld over hoe variabelen op de stack worden gezet. Met bibliotheken van derden kan er daarom onduidelijkheid ontstaan. De Abi legt vast hoe dit soort onderlinge aanroepen eruit horen te zien. Dit hebben we op verzoek van onze klanten toegevoegd, zegt Roodzant. We zijn hier een een paar jaar geleden mee begonnen. Toen vonden we er direct al heel veel fouten mee. Daarnaast is ook de testcasegenerator uitgebreid zodat deze meer combinaties kan testen. De plus- en vermenigvuldigoperatoren doen het meestal wel, maar bij een compiler is juist de combinatie interessant, weet Roodzant. Compilers zijn heel lastige producten. Daar worden allerlei optimalisaties en transformaties in gedaan die elkaar tegenwerken. Supertest is beschikbaar via een corporatelicentie of via licenties voor een enkele site. Bij de safety-critical-bedrijven is het geen issue om te investeren in validatie van de compiler. Bij chipbedrijven merken we dat ze weliswaar heel veel geld uitgeven voor de verificatie van hun IC-design, maar vervolgens niet veel willen betalen voor Supertest. Ook toolontwikkelaars bezuinigen op dit soort uitgaven. Dus wij hebben het vrij simpel gemaakt: voor dertigduizend euro krijg je een perpetual license voor een enkele site, voor zesduizend euro extra krijg je ook nog maintenance-updates en een supportcontract. 20 2