Columns van Egbert-Jan Sol

 

 

2005 mei  2 – Bits & Chips - Geen papier, maar keuzes maken.

2005 nov 24 – Bits & Chips - Bèta’s en intelligentie.

2006 mrt  9 – Bits & Chips - Beyond Moore’s law: op weg naar 2100.

2006 jun  1 – Bits & Chips - Auto R&D is sleutelgebied voor Nederland.

2007 feb 23 – Bits & Chips - De zwermauto.

2007 mei 18 – Bits & Chips - De Skyline van Brainport kost 500 miljoen.

2007 juni 29 - Bits & Chips - Politici in de techno mist

2007 oct 12 – Bits & Chips - Hightech kikkers.

2007 dec 21 – Bits & Chips - Bits, chips en energie.

2008 apr 11 – Bits & Chips -  BSML.

2008 jun 27 – Bits & Chips - Schaarste.

2008 sep 30 – Bits & Chips - Innovatie-GPS.

2008 dec 19 -  Bits & Chips - Waar is de hightechlobby?

2009 apr 10 – Bits & Chips - Een ingenieur is geen generaal.

2009 jun 21 – Bits & Chips - 24 kilowattuur.

2009 nov  3 – Bits & Chips - Subsidiejunkies.

2010 mrt 26 – Bits & Chips - Perfect Storm

2010 nov 12 – Bits & Chips - Optische bits en chips.

 

2005 mei  2 – Bits & Chips - Geen papier, maar keuzes maken

Als kind wist ik precies in welke provincie van Nederland ik al was geweest. Nu doen mijn kinderen hetzelfde. Alleen houden zij bij in welk land van Europa zij zijn geweest. Binnen enkele decennia is Nederland een provincie in het land Europa geworden. Nederland als kleine provincie waarin de politiek in Den Haag minder in de melk te brokkelen heeft dan het provinciebestuur van Limburg nu. Een vreemde gedachte voor velen, maar in het bedrijfsleven is het al lang zover. Landen in Europa worden steeds vaker binnen één organisatie-eenheid samengevoegd. Voor technologie gelden (politieke) landsgrenzen al helemaal niet meer. Sommige mensen worden boos als je zegt dat er één technische universiteit in Nederland moet zijn met drie locaties: Delft, Eindhoven en Twente. Rij de grens over bij Heerlen, eerste afslag van de snelweg rechts, en je komt bij de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule in Aken. Op tien kilometer van de grens is dat een technische universiteit met 30 duizend studenten. Deze universiteit is groter dan de TU’s van Delft, Eindhoven en Twente tezamen. Vanaf Eindhoven ligt Leuven dichter bij dan Delft en Twente. Leuven heeft ook een grote universiteit, en Imec. Als je dan een nieuw technologie-instituut wilt creëren over nu nog bestaande grenzen dan is het jammer dat het starten van een instituut zo lang moet duren. Het Holstcentrum, of wat de definitieve naam ook wordt, is een beoogde samenwerking op gebieden als polymere elektronica, kleine, draadloze autonome sensoren enzovoorts.

 

Essentieel is dat iedere partner, hetzij TNO, Imec en Philips, hetzij de Nederlandse TU, iets binnen de landsgrenzen kan betekenen in de betreffende technologie. Maar ook dat de ontwikkelingen in deze gebieden zo snel gaan, dat je sneller een economy-of-scale moet realiseren dan een decennium terug. Vanaf dag één moet je een wedstrijd spelen op wereldniveau met wereldspelers. En dus moet je ook de omvang van een wereldspeler hebben en niet de omvang van een provinciale speler. De wedstrijd om voorop te liggen met nieuwe technologie gaat snel. Het is een continue race tegen de klok met als tegenstanders andere werelddelen die ieder voor zich het grootste deel van nieuwe waardecreatie willen claimen voor en met hun lokale industrieën. Een race tegen de klok waar Amerikaanse instituten middels de kruimels van 500 miljard defensie-uitgaven grote stappen kunnen nemen. En waar de Chinese overheid zijn industrie op polymere elektronica actief steunt. Die overheid is al boos genoeg dat de Koreanen met Koreaanse overheidssteun de LCD-markt hebben gekocht. Een truc die daarvoor al eens door de Japanners met de gewone tv was gedaan.

 

Dan is het jammer dat de Nederlandse politiek te veel wil, geen keuzes kan maken en dan ook nog generiekere instrumenten wil maken die nóg beter Brussel - lees EC - proef zijn. De grap (ik kan het niet bewijzen) die momenteel rondzingt, is dat als iedere pagina projectvoorstellen voor het Bsik (ICES-KIS) honderd euro heeft gekost, er al meer kosten zijn gemaakt dan er Bsik-budget is.

Het gaat niet om papier, het gaat om het maken van keuzes en die tot een succes maken zodat partijen waarde kunnen creëren in plaats van documenten. Dat doet de Vlaamse regering met Imec: een keuze maken, aan de voorkant afspraken maken en dan na een x-tal jaren toetsen in hoeverre die afspraken zijn gerealiseerd. Wat doen wij in Nederland: in onderlinge concurrentie van genomics, zaadveredeling, scheepvaart, ruimtegebruik en micro-elektronica voorstellen laten schrijven, commissies vormen, alles vantevoren uitzoeken. De ontwikkelingen in hightech gaan zo snel dat na drie jaar bureaucratisch schrijfwerk anderen hun patenten hebben geschreven.

 

Maar ga nu eens uit van de veronderstelling dat Nederland, België en Duitsland over enig tijd provincies zijn binnen het land Europa. Dan wacht je niet meer tot provinciale verschillen in regelgeving na jaren zijn opgelost. Dan weet je in welke technologieën je in deze regio de Europese top bent en wilt blijven. Het gebruik van chips in kleine embedded devices (ambiënt intelligence; de elektronische punaises van de slimme omgeving) en de productieapparatuur om dat mogelijk te maken, zouden voor onze Delta-regio (Delft-Eindhoven-Leuven-Twente-Aken) het doel moeten zijn. Want je speelt geen provinciaalse landelijke wedstrijd meer, maar een Europese wedstrijd met de wereld als strijdveld. In elk geval hebben mijn kinderen dat door. Nu nog de politiek.

2005 nov 24 – Bits & Chips - Bèta’s en intelligentie

De hele wereld om ons heen wordt slimmer en slimmer. Er komt steeds meer embedded intelligentie in allerlei systemen. Het begon met de computer zelf. Toen kwam er slimheid in telefooncentrales, robots, gereedschapmachines, auto’s en huiskamerelektronica. Uiteindelijk komt overal embedded intelligentie in te zitten. Wat betekent dat voor een ieder van ons? Ik voorspel dat er over vijftien jaar tweehonderd intelligente dingen om ons heen zijn verstopt.

 

Ray Kurzweil gaat nog verder. Hij denkt dat we rond 2030 in staat zijn om van een paar kilogram materiaal een intelligent ding te bouwen dat slimmer is dan een mens. Erger nog, Kurzweil constateert dat het vermogen van de mens nauwelijks groeit, maar dat de intelligentie van dingen exponentieel toeneemt. Rond 2040 is het slimme ding zelfs slimmer dan alle mensen samen. Kurzweil stelt dat de combinatie van de oorspronkelijk Emens met die rekenkracht een ‘human body version 2.0’ wordt (New Scientist, 24 september 2005).

Multinationals, herinneren we ons die nog? Ze bestaan al niet meer. De Europese eenwording voor een grote interne markt? Vergeet het maar. Dat was allemaal gisteren. De gemiddelde burger heeft geen idee wat hem overkomt en stemt tegen een Europese grondwet. Of hij vindt dat met de komst van de euro alles duurder is geworden. Anno 2005 gaat het om een veel sterkere wereldwijde competitie dan wij ooit hadden gedacht. De opkomst van China, India, Brazilië, globale financiële stromen, het wegvallen van handelsbarrières en snellere digitale communicatie. De wereld om ons heen verandert snel en met forse gevolgen.

 

Een goed voorbeeld is het salaris van bèta’s in vergelijking met andere afgestudeerden. Zouden wij een kunstmatige schaarste in technische vakken creëren, dan stijgen de salarissen fors, maar verplaatsen bedrijven hun R&D eenvoudig naar China of India. Sinds 1996 is het salaris van een bèta met 5 procent afgenomen ten opzichte van alle andere studies. Verdiende een universitaire bèta in 1979 evenveel als een econoom. In 2002 verdiende de econoom al 12 procent meer. Had ik in 1979 in economie, medicijnen of recht moeten afstuderen, in plaats van in werktuigbouwkunde?

Waarschijnlijk werk ik in de techniek omdat dat ik graag problemen oplos. En die zijn er volop. Wat gaan we met alle embedded intelligentie doen? Hoe voorkomen we dat het fout gaat? Hoe zorgen we dat alles betrouwbaar werkt? En straks, als de intelligentie van Kurzweil er echt aankomt, zitten embedded systemen ineens in en overal rondom ons. Embedded-specialisten, biochemici en nanofysici zijn de enigen die weten hoe het allemaal functioneert. Juist aan dat soort deskundigen hebben we dan een groot tekort, enerzijds door de vergrijzing en anderzijds doordat er vanwege de lage lonen steeds minder mensen techniek gaan studeren. Veel ingebedde slimheid en weinig experts, dat is pas echte schaarste. Een beetje kort door de bocht, maar toch.

 

‘Sense en simplicity’ zal een echt onderwerp zijn, niet slechts een marketingslogan. De juristen zullen wel werk creëren en grote bedrijven aanklagen voor de te complexe producten die niet functioneren. Maar als technicus werk je dan niet meer voor een groot bedrijf dat deze producten maakt. Je werkt in je eigen onderneming als dienstverlener die mensen helpt met het zinvol gebruik van de intelligentie uit hun omgeving. Zorg voor aantrekkelijke banen met toekomst, dan gaan er meer mensen de bètarichting op.

 

2006 mrt  9 – Bits & Chips - Beyond Moore’s law: op weg naar 2100

Herinnert u zich nog de bouw van de submicronchipfabriek van Philips Semiconductors in Nijmegen? Daar zouden transistoren een lijnbreedte krijgen van minder dan een micrometer. Dat was ongehoord ambitieus in de jaren tachtig. We spraken toen van de micro-elektronicarevolutie nadat in de jaren zestig in de Bay Area transistoren op een integrated circuit (IC) waren samengebracht middels een lithografieproces.De fabriek in Nijmegen kwam er. De vooruitgang is sindsdien ongekend snel gegaan. Van submicrometer via 436, 365, 248 nanometer naar 193, 130, 90, 65 nm liggen lijnbreedtes van 45 en 32 nm in het verschiet. Nu, twintig jaar later, praten we niet meer over micro-elektronica. Het nieuwste modewoord is nano-elektronica. Zelfs universiteiten leiden versneld groepen studenten op tot nanowetenschapper en nano-ingenieur. En binnen TNO surfen we al de toekomst in naar 22 en 16 nm.

Productie- en meetapparatuur mag niet te veel driften in de tijd. Je wilt subnanostabiliteit kunnen realiseren. Dan praat je gemakkelijk over picoprecisie. Een beetje grootheidswaanzin, oeps, kleinheidswaanzin. Het zijn reuzenstappen van centimeters via milli-, micro-, nano- en nu, net achter de horizon, picometers. Dat is vier maal een stap van een factor duizend. Hoe is het eigenlijk ooit zo gekomen?

 

De kostprijs van een product wordt bepaald door afschrijvingen (ontwerp- en aanschafkosten van productieapparatuur) en de prijs van materialen (grondstoffen, halffabrikaten en verbruiksgoederen). Ontwerp- en productieapparatuur schrijf je over enige tijd af. Uiteindelijk blijven dan alleen de materiaalkosten over. Wil je iets goedkoper maken, dan moet het kleiner. Dat deed Moore in de jaren zestig concluderen dat het aantal transistoren in een IC iedere achttien maanden verdubbelt bij gelijke kostprijs door naar steeds kleinere lijnbreedte te gaan. Vandaag de dag mag je dat patroon ook omschrijven door te stellen dat de omvang van een intelligent device met de processingkracht van een pc en voor de prijs van duizend euro steeds kleiner wordt. Van een kubieke meter, via een liter, naar een kubieke inch tot in 2025 naar punaisegrootte.

 

Als je goed nadenkt, dan weet je dat dit proces de komende decennia niet zal stoppen. Sterker nog: de natuur is ons nog zeker honderd jaar voor en wijst ons de weg door heel veel intelligentie in een klein bouwvolume van kubieke millimeters en zelfs cellen van kubieke microns te realiseren middels het programmeren met DNA van polymeerketens. Wij manipuleren nu nog siliciumatomen in kristalroosters. Bij polymeerelektronica sleutelen we aan polymeerketens om elektronen losser te maken. Plastics kunnen dan als (half)geleider optreden. Genetische engineering is vandaag de dag nog te vergelijken met de alchemie van vroeger. Maar uiteindelijk, mijn inschatting is rond 2100, zullen wij op industriële schaal polymeerketens programmeren. De wet van Moore voor silicium en de wereld van het lithografieproces van siliciumatomen zal dan zijn verdrongen door zelfprogrammerende polymeren, maar het principe blijft overeind. Moore’s law maakt dat we nog decennia een hele interessante tijd tegemoet gaan.

 

Tijdens het Bits&Chips-congres op 12 april wordt dat een onderwerp van discussie. Net zoals het stenen tijdperk niet eindigde omdat er geen stenen meer waren, zo zal het siliciumtijdperk niet eindigen omdat het zand op is. Maar laten wij een subnanofabriek in Nijmegen en de polymerendroom nog maar even uitstellen. Het jaar 2100 is nog ver weg. Voorlopig functioneert silicium nog heel goed en is EUV voor 45 en 32 nanometer nog een hele klus.

2006 jun  1 – Bits & Chips - Auto R&D is sleutelgebied voor Nederland

De automotive-industrie is een innovatiesleutelgebied voor Nederland. Helaas durven ze dat in Den Haag niet te zeggen. Nederland heeft geen eigen autofabrikanten en Nedcar dreigt een dossier te worden waar geen politieke winst mee is te behalen. Waarom zou automotive dan een belangrijke industrietak zijn?

 

Vorig jaar ben ik met Nort Liebrandt, een oud-hoogleraar van de TU Eindhoven en voormalig directeur van Van Doorne’s Transmissie (VDT), naar het ministerie van Economische Zaken gegaan om dat toch duidelijk uit te spreken. Wij stapten vroeg in de auto om op tijd in Den Haag te zijn. Met alle filevertragingen hadden wij voldoende tijd om ons verhaal af te stemmen. Hoe dichter we bij Den Haag kwamen, hoe meer wij ons realiseerden dat de waardeketen in de automotive-sector de laatste vijftien jaar fundamenteel is veranderd. Als investeerder kun je beter beleggen in farmacie dan in automotive. Een autofabrikant moet extreme maatregelen nemen om in die uiterst competitieve markt geld te krijgen. Kostenverlaging is dan effectief. Omdat toeleveranciers twee derde van de autowaarde bepalen, focussen ze zich daarop.

 

Het was niet vreemd dat Lopez als hoofdinkoper bij Ford, en later Volkswagen, in de jaren negentig de toeleveranciers compleet uitkneep. Velen zijn omgevallen of onderdeel geworden van grote concerns. Voorbeelden zijn VDT Bosch en Siemens VDO, het oude Philips Car Systems. Door de sanering van de toeleversector is een schaalvergroting opgetreden en zijn de autofabrikanten niet meer dominant. Hoe de waardeketen in elkaar zit, en vooral hoe die verandert en waar kansen komen te liggen, vergt inzicht, inside information, een beetje visie en in ons geval een ritje naar Den Haag.

Enkele cijfers. In Europa werken een miljoen mensen bij autofabrikanten en 1,75 miljoen bij de toeleveranciers. De schatting is dat het aantal banen bij de fabrikanten in Europa gelijk blijft, maar bij de toeleveranciers stijgt naar 3 miljoen. Er zitten in Europa 95 duizend banen in automotive-R&D en dat aantal groeit naar 100 duizend. In de VS zitten slechts 35 duizend R&D-banen en dat aantal daalt licht. In Azië werken 60 duizend R&D’ers aan automotive-oplossingen en dat aantal groeit naar 70 duizend over tien jaar.

 

Nog interessanter is de verandering in toegevoegde waarde van het elektrische deel. De passieve safety van onder meer veiligheidsgordels wordt uitgebreid met actieve veiligheid door sensoren en regelaars die de macht over het voertuig de laatste seconde voor een botsing overnemen. Maar ook het klassieke deel van motor, chassis en interieur verschuift van een zesde elektrisch naar een derde. Hybride aandrijvingen en motoremissiecontrole vereisen steeds meer elektronica. Nieuw zijn de entertainment- en communicatiesystemen. De toegevoegde waarde verschuift dus van autofabrikanten (die wij in Nederland niet hebben) naar toeleveranciers (waar wij in Nederland goed zijn). Tegelijkertijd verschuift die van mechanische naar elektronische componenten (waar wij zelfs nog beter in zijn).

Investeren in R&D voor de automotive-toeleveranciers is een innovatiepolitiek voor de overheid met toekomst en een duidelijke piek in de delta. Nederland moet voorop lopen met een auto die zelfstandig naar zijn bestemming rijdt, met constante snelheid, voorspelbare aankomst, minimaal uitlaatgas en geluidsemissie, en zonder ongevallen met letsel. De drukte en overlast op de Nederlandse snelwegen bieden een kans als eerste een dergelijke omgeving te realiseren. Die kennis kunnen we weer exporteren. Het ministerie heeft automotive nog niet gekozen, maar in de realiteit is het al een sleutelgebied voor Nederland, of ze in Den Haag nu stilstaan of niet.

2006 okt 12 – Bits & Chips - Hightech VOC van de 21ste eeuw

Vierhonderd jaar geleden legden we de basis voor de Gouden Eeuw. We bouwden de molens voor het droogleggen van polders om tot zaagmolens.We bouwden de molens voor het droogleggen van polders om tot zaagmolens. Een innovatie die de Hollanders veertig keer productiever maakten in de scheepbouw. We konden in negen maanden een nieuw schip bouwen. Sneller dan wie ook. Innovatie, lef en ondernemerschap brachten ons voorspoed. Totdat rijke kooplui 150 jaar later zagen dat Engeland en Frankrijk innovatiever waren en hun geld daar beter rendeerde. Innovatie en welstand kwamen hier op achterstand. De Gouden Eeuw ging uit als een nachtkaars. Tegenwoordig steken onze pensioenmaatschappijen het geld in zwerfkapitaal om elders meer winst te maken. Als de geschiedenis zich herhaalt en onze maatschappij niet met lef investeert, laat zich raden wat de gevolgen zijn. Daar gaan we wat aan doen.

 

Het begint met inzicht in de technologische ontwikkelingen en waar innovaties zijn. Het laatste decennium heeft de micro-elektronica zich ontwikkeld tot nano-elektronica. Allerlei huis-tuin-en-keukenproducten worden microsystemen. Dit is mogelijk met productjes die zo klein zijn dat ze niet meer met goedkope Chinese handjes, maar alleen met hightech productiemachines kunnen worden gemaakt.

 

Laten wij in West-Europa nu net beregoed zijn in het maken van dergelijke productiemiddelen. Sterker nog, Duitsland en Frankrijk mogen dan goed zijn in de auto of het vliegtuig, wij Nederlanders en Vlamingen zijn op ons sterkst als het hele complexe machines zijn. Bedrijven als ASML, Assembléon, Bronkhorst, FEI en OTB zijn allemaal wereldtoppers die het complexe deel beheersen en een consortia van toeleveranciers achter zich hebben staan.

 

Het zwaartepunt is de regio Eindhoven waar Philips ooit zelf zijn fabrieken en machines ontwierp en waar die afdelingen nu zijn verdampt of uitgegroeid tot succesvolle zelfstandige hightechsuccessen. Dit moet leiden tot een VOC waar diverse spelers in mee-investeren om de hightechbranche nummer 1 in de wereld te maken. Niet zwerven met je geld, maar ondernemen vanuit je sterkten om een concurrentieslag te winnen.

 

Welnu, die stap is gemaakt. Het programma voor High-tech Systems (HTS) is er. Zeventien hightechers, TNO en de drie TU’s hebben zich gecommitteerd. Binnen dit programma is de ambitie om in vijf jaar tijd voor 40 miljoen euro in open innovatieverband HTS-projecten uit te voeren. Lezers van Bits&Chips weten dat het even heeft geduurd, maar nu hebben we ook wat.

Nu komt de volgende uitdaging. Er is nog geen commitment vanuit Den Haag. Durft de overheid ook met lef te investeren in het Haagse achterland? Eeuwenlang investeerde Holland niet in de Zeven Verenigde Provinciën. Dat gebied werd te snel weer door de Spanjaarden terugveroverd. Leiden, Utrecht, Groningen, Amsterdam, zelfs Harderwijk en Franeker, hebben hun universiteiten al 300 tot 400 jaar. De overheid investeerde niet in Eindhoven, Enschede, Maastricht, Nijmegen en Tilburg. Daar werden pas gemiddeld 50 jaar geleden universiteiten opgericht.

 

Sinds de Gouden Eeuw is de perceptie dat er niets in het achterland gebeurt. Toch komt vandaag 15 procent van het Nederlands BBP uit Zuidoost-Nederland. Groot Rijnmond draagt 9 procent bij. Niet Rotterdam is de economische motor maar het hightechachterland. Als Den Haag niet begrijpt wat industriebeleid is en niet durft te investeren in het eigen land, dan gaat het mis. In dat geval kan het achterland zich tegen de kroon verzetten en een zelfstandige republiek uitroepen. Als ze ook in Den Haag in innovatie denken, lef tonen en ondernemend Nederland ondersteunen, dan gaan ze mee helpen. Kunnen wij die langzame ambtelijk molens niet ombouwen tot veertig keer productievere HTS-molens?

2007 feb 23 – Bits & Chips - De zwermauto

Mijn jongste zoon vertelt over dertig jaar aan zijn kinderen dat opa op weg naar vakantie aan een rad moest draaien. Hij moest de auto nog met de hand besturen. Als opa achter dat rad even in slaap zou vallen, dan kon de auto over de kop slaan. In die tijd kon het hele gezin op weg naar vakantie nog dood gaan. Die kinderen zullen het niet begrijpen. Ik vind het nu al waanzin.

In de file zitten wij met z’n allen nog handmatig te sturen. Mensen vinden dat vanzelfsprekend. Ik ken een Alfa-rijder die niets anders wil. Mijn stelling is dat mensen zich over tien jaar zullen afvragen waarom automatisch file rijden niet een paar jaar eerder is geïntroduceerd. Zelf rij ik met een auto met geavanceerde cruisecontrol (ACC). Dit is de uitbreiding op cruisecontrol (automatisch gas) met automatische remmen. Die remmen werken op basis van een radarsignaal dat de afstand tot de voorligger bepaalt. Hierdoor houdt mijn auto continu een veilige afstand. ACC werkt niet onder de 30 kilometer per uur, dan heb je stop & go nodig. De radar weet niet of het stilstaande beeld een auto is of een vast onderdeel van de weg. Eigenlijk moeten auto’s in hun omgeving hun posities broadcasten. Dan kan jouw auto bepalen dat vijf auto’s naar voren iemand stopt en dat je zelf ook moet afremmen en gaan stoppen. Als daarna een stoplicht weer groen wordt, kunnen ze tegelijk optrekken. Dat levert 50 procent meer doorstroming.

Ik mis ook nog een automatisch stuur. Daarvoor zijn Galileo en wegmeubilair nodig met locatie-informatie op centimeterniveau, routekaarten die precies de rijbanen kennen en radars aan de voor-, achter- en zijkanten van mijn auto. Automatische versnelling, gas, rem, stuur en een embedded autocomputer. Die laatste zal de eigen positie en richting (en wensen) omroepen en de signalen van alle andere autocomputers opvangen. Daarmee weet een auto precies wat er in de zwerm auto’s om hem heen gebeurt en gaat gebeuren. Als een auto de oprit opkomt, wordt automatisch tussen de juiste auto’s invoegruimte gemaakt om de wagen soepel te laten ritsen. In feite wordt die computer de hersens van de auto. De rest is een mechanische actuator met een metalen buitenkant voor comfort en het beschermen van de inzittenden voor als de computer faalt. Autofabrikanten vinden het niet leuk, maar een auto wordt in feite een open systeem, net als de IBM-pc. Niet met Windows, maar met een zwerm besturingssystemen.

In Nederland hebben wij geen autofabrikanten maar wel toeleveranciers van elektronische autocomponenten en subsystemen. Daarin gaat een forse groei ontstaan. Dan moeten wij wel als eerste een (landelijke en wettelijke) omgeving creëren waar automatisch autorijden mogelijk is. Al was het maar in de file. Het gaat toch gebeuren. Als het hier niet is, dan wel elders in de wereld. Laten wij dan beginnen. In de samenwerking met bedrijven, overheid en kennisinstellingen wordt dat goed begrepen. We werken versneld steeds beter samen in onder meer het HTas (High-Tech Automotive Systems).

Blijft over, de acceptatie door het publiek. Voor de Alfa-rijder is het jammer, maar tegen die tijd mogen ze naar een autoreservaat om op een afgesloten weg handmatig te rijden. Voor jongeren is het ook geen probleem. Die spelen gewoon met zo’n systeem. Ze hanteren het net als een systeemoperator. Door steeds kleine verstoringen aan te brengen zie ik hoe mijn oudste dochter vrij snel aanvoelt hoe de ACC werkt. Het probleem is de oudere generatie. Mijn vrouw gebruikt de ACC niet. Ze begrijpt niet hoe het werkt. Let op de bewoording, jongeren voelen, ouderen proberen het te begrijpen. Ouderen schrikken van de knopjes en handleidingen met kleine lettertjes die ze niet meer kunnen lezen. Een stuur, gaspedaal en rem doen precies wat ze willen. Hoe kan een regelsysteem het dan beter doen? Probleem is dat ook vele politici, juristen en andere beslissers oud zijn. Laat staan opnieuw rijles willen nemen om automatisch te kunnen rijden. Gevolg: technologisch kunnen we automatisch rijden, maar we zullen nog jaren noodgedwongen moeten nietsnutten in de file.

2007 mei 18 – Bits & Chips - De Skyline van Brainport kost 500 miljoen

Ik fiets graag een rondje Dommel. Vanaf Eindhoven de Dommel stroom afwaarts volgen, dan langs het kanaal naar Helmond en via het heide gebied achter Nuenen weer terug. Afgelopen weekend ging de tocht naar de top van de Gulbergen. Dat is het hoogste punt van Brabant. Het is een netjes weggewerkte vuilnisbelt, nu golfterrein, tussen Geldrop en Nuenen. Het is een  fotogeniek punt om de skyline van Eindhoven tot aan Helmond digitaal vast te leggen. Eigenlijk wel opzienbarend. Het gebied Eindhoven/Helmond is een gebied van 20 km Oost-West en 10 km Noord-Zuid, net zo groot als het gebied van de M25 rondom Londen. In de zuid-west hoek zitten ASML, NXP en het Holst center: de micro en nano wereld. In de noord-west hoek zitten Philips Medical Systems, FEI, Drager, de medische en life-science apparaten bouwers. In de noord-oost hoek bij Helmond zit de voedingsapparatuur en metaal industrie, met straks inclusief de VDL groep. En in de zuid-oost hoek zit de high-tech automotive industrie, van Daf tot TNO automotive.  Brainport bevat de concentratie van (kennis intensieve) High-Tech Systems industrieën.

 

Als je dan in het zonnetje zit met alleen maar groen om je heen, dan realiseer je dat dit een ideaal gebied is voor de zogenaamde ''creative class''. Dit is de groep in de samenleving die volgens Richard Florida verantwoordelijk is voor de groei in welvaart en welzijn in onze Westerse samenleving. Het zijn veelal hoog opgeleiden die een goede baan hebben, uitdagend en creatief werk verrichten en in een fraaie omgeving willen wonen met voldoende natuur en cultuur.  Om de vergelijking met de M25 compleet te maken. Ook een interessante omgeving om te leven, maar duur, smerig en druk bevolkt met grote reistijden en kleine woningen. Daar ga je niet even fietsen om in het centrum rond te kijken en alleen maar natuur en groen te zien. De Brainport regio is de place-to-be. Er gebeurt van alles en er nog een heleboel groeien. Er is alleen een ding wat mij somber maakt. Het verwaarlozen van de aandacht voor technologie ontwikkeling en de dreigende kaalslag.

 

De basis van Brainport als de High-Tech Systems hotspot van Europa is de ontwikkeling van vooruitstrevende technologieën en het daaruit creeren van innovatieve producten. Er is op dit moment een perfecte keten van kennis instellingen, high-tech toeleveranciers en grote en kleine OEM-ers. Maar waar vroeger de grote bedrijven het voortouw namen tot technologie ontwikkeling, moet dat nu door kleine bedrijven worden gedaan die dat nooit hebben hoeven doen. Anderzijds is ook de instroom van studenten in beta en techniek nu zo schrikbarend laag geworden dat een gebrek aan mensen ontstaat. Als er geen aanvoer is en als bedrijven direct product ontwikkeling doen en nauwelijks nog technologie ontwikkeling, dan ontstaat een kaalslag waardoor later minder innovaties mogelijk zijn. Brainport is dan de economische motor van het Nederland van de 21-ste eeuw geworden.

 

Maar als we niet oppassen dan komen wij tot stilstand door een gebrek aan smeerolie. Langzaam wordt duidelijk dat één partij, de overheid, achter blijft in het beschikbaar stellen van smeerolie. Bij een bruto nationaal product van de provincie Noord-Brabant van 70B€ en een Lissabon/Barcelona norm van 3% R&D met 2% bedrijven en 1% publieke instellingen, zou de overheid voor 1% van 70 B€, zijnde 700 M€, in Noord-Brabant moeten verspijkeren. De realiteit is dat dit 200-300 M€, zijnde 0,3%. Wij hebben in Zuid-Oost Nederland 4-500 M€ op jaarbasis meer nodig om technologie ontwikkeling op nano (50M€), micro (50M€) embedded (50M€), high-tech equipment(100M€), medisch instrumentatie (100M€) en automotive control systems (150M€). Maar ja, vanaf de Gulbergen kan ik Den Haag niet zien. Blijkbaar ligt deze regio te ver weg van Den Haag om zichtbaar te zijn. 

 

2007 juni 29 - Bits & Chips – Politici in de technomist

 

Het leek er even op dat ik in de Eerste Kamer zou komen, maar uiteindelijk kwam ik op een onverkiesbare plaats. Ook twee andere mensen met een industriële, technische achtergrond haalden het niet. Dat is jammer.

Het contrast is sterk. Alle maatschappelijke en andere leuke dingen in Nederland zijn mogelijk doordat een minderheid de waarde genereert waar de rest van Nederland op teert. In feite maken de technici in de industrie - slechts 5 procent van de Nederlanders - met hun exportproducten het verschil tussen arm en rijk. Zonder hen waren we een ontwikkelingsland. Uit die kleine minderheid komt bijna niemand terecht in het politieke bestuur. Daarmee krijgt een kleine maar cruciale minderheid niet de aandacht die niet alleen zij, maar ook de rest van Nederland verdient.

Daarmee wil ik niet beweren dat politici hun werkwijze moeten aanpassen aan technici. Want wat is het verschil tussen een technicus en een politicus? Een technicus tracht een proces waar hij mee bezig is te doorgronden en te begrijpen. Een politicus stuurt ook een proces, maar doet dat min of meer in de mist. Daar mist Nederland kansen, want mensen die een gebrek hebben aan feeling voor en affiniteit met techniek, zullen bij het sturen in een wazige omgeving nauwelijks rekening houden met het belang van de technische wereld.

Niet dat de topindustriëlen en -technocraten een land moeten leiden, want een politiek proces is geen standaard technisch regelsysteem. De regelsystemen die technici kennen, zijn te simpel voor de politiek, maar ik constateer wel dat politici steeds meer doen wat erop lijkt. Ze monitoren steeds meer. Ze laten hun oren hangen naar een stortvloed van inputdata. Uitslagen van bevolkingsonderzoeken, verkiezingspolls, berichten op tv, radio en in kranten. Ze gedragen zich steeds meer als een dataverwerkingseenheid die uit sensorsignalen de juiste meetinformatie destilleert en op grond daarvan een beslissing neemt. Daardoor waaien politici steeds meer met alle winden mee en deze kortetermijnstrategie is een slechte zaak. Volksvertegenwoordigers moeten gewoon een beslissing nemen op basis van politieke idealen, niet op basis van indicatoren.

Het grappige is dat de technische regelsystemen juist steeds meer gaan lijken op het opportunistische monitoren dat je bij een groeiend aantal politici ziet. Tot nu toe maakten wij in de techniek sensoren die steeds meer kunnen meten en steeds ingewikkelder worden. Door de ontwikkeling van microsysteemtechnologie worden sensoren in snel tempo veel kleiner en vooral veel goedkoper. Met grotere aantallen sensoren die vaak simpeler zijn kun je meer en vooral in een veel grotere fysieke ruimte meten. Met de juiste modellen kun je meer uit de meetinformatie halen en er meer mee doen. Voorbeelden zijn camera’s die in grote ruimtes opvallend onopvallend gedrag signaleren. Zo blijkt bijvoorbeeld dat zakkenrollers steeds maar rond één punt circuleren.

Gelukkig leven we niet in een klassieke staatsgeleide economie waar politici zich laten leiden door hun gevoel in de mist of waar hun ambtenaren in diezelfde mist de regie bepalen. In dat geval zouden wij nog meer kansen laten liggen. In tegenstelling tot de politiek staan er in het bedrijfsleven voldoende ondernemers aan het roer die zelf technicus zijn of voldoende technisch geschoolde mensen in dienst hebben.

De politiek kan wel leren van de vele bedrijven die vergeten dat het noodzakelijk is om kansen te creëren middels technologisch innoveren. Dit soort bedrijven probeert alleen met verkopers en marketing te werken. Na een decennium komen ze daar weer van terug. Als ze tenminste door het gebrek aan innovatie nog niet failliet zijn.

Soms vergeet ook de politiek de helderheid van de harde wereld, met het risico van te veel politieke verkopers met een glad verhaal. Het is ronduit gevaarlijk als de politiek niet begrijpt wat mensen uit een technisch industriële omgeving aandragen. Niet dat een enkele technocraat echte impact en een zinvol beleid kan afdwingen. Maar hadden we toch maar wat meer eenogen in het land der blinden. Die zien en weten tenminste dat ze in de mist lopen.

 

2007 oct 12 – Bits & Chips - Hightech kikkers

Zevenduizend gulden kostte mijn eerste 1 Mbit/s Ethernet-kaart voor een VMEbus-systeem. Dat was twintig jaar geleden. Nu heb ik thuis al onze vijf computers, een Playstation 3 en een mediaserver in een volledig 1 Gbit/s netwerk gekoppeld. Foto’s van de digitale camera kan ik nu via de pc naar de mediaserver sturen en dan via de Playstation op de tv afspelen. Twintig jaar geleden had ik dit niet gedacht. Tien jaar geleden had ik gehoopt dat een dergelijk verwachting nog eens uit zo komen. Nu draait het gewoon.

 

Zo is het eigenlijk ook met een hightech-systemenregio. Ineens zullen wij ons realiseren dat die er gewoon is. Nederland heeft drie economische ports. Amsterdam-Schiphol op het gebied van financiën en dienstverlening, Rijnmond-Rotterdam is het centrum voor logistiek en brandstoffen en Eindhoven-Helmond is een brainport voor hightech systemen. Dit is de regio die ik de High-Tech Systems Valley noem, zeg maar de 20 bij 10 km ruit rondom Eindhoven en Helmond met een 150 km ring daar omheen, tot ver in Vlaanderen en tot Delft en Twente. In de zuidwesthoek van de ruit zelf ligt de High-Tech Campus met de nanotechnologie en bedrijven als ASML, NXP, Philips Research en het Holst-centrum. Rondom Best-Acht in de noordwesthoek zit de lifetech met bedrijven als Philips Medical Systems, FEI, Drager, en iets verder Organon. Aan de Helmond-zijde in de zuidoost hoek zit de auto-industrie, met Daf, maar ook Nedschroef, PDE, TNO automotive, de laatste op de High-Tech Automotive Campus in Helmond-Brandevoort. Als straks de snelweginfrastructuur de ruit sluit bij Laarbeek in de noordoosthoek dan kan ook de food-tech met bedrijven als CFS, maar op grote afstand Stork, tot ontwikkeling komen. Hier is sprake van een food-connection-punt in de driehoek Wageningen (kennis), Venlo (logistiek), Helmond (food-tech).

 

In de hoekpunten van de hightechvallei zitten een viertal clusters van OEM’s in de nano-, life-, auto-, en foodtechnologie. In het middengebied en de ringen daarom heen zitten drie soorten toeleveranciers die de kracht vormen van het ecosysteem in de High-Tech Systems Valley: de industriële designers, de mechatronicaleveranciers en de embedded-softwareontwikkelaars. Voor deze toeleveranciers is het van belang in meerdere markten actief te zijn. Zo zijn ze niet afhankelijk van de dynamiek in een markt.

 

Vanuit Hollands of Vlaams oogpunt bezien is deze regio slechts het gebied van 20 bij 10 km rond Eindhoven en Helmond. Daarbinnen ligt het R&D-percentage van het BPP op 7 procent. Een kwart van alle private R&D-investeringen in Nederland komt daar terecht. Maar kijken wij op Europees en zeker wereldniveau, dan is de High-tech Systems Valley het hele gebied met een straal van 150 km hier omheen. Het is het binnengebied tussen de Rotterdamse en Antwerpse havens en het Duitse Ruhrgebied, dus van Delft-Leuven-Aken-Nijmegen-Twente. Voor een Chinese of een Amerikaanse investeerder of ondernemers is dat een gebied waar je op een dag meerdere afspraken kunt hebben. Er is bijvoorbeeld de Chinese provincie Anhui met 70 miljoen inwoners die uiterst geïnteresseerd is in onze hightechvallei. Wij creëren met slechts 7 miljoen mensen veel meer waarde dan deze tien keer grotere Chinese provincie.

 

Nu komt het. De enigen die dat niet zien, zijn wij in het ons kikker landje zelf. We zijn net kikkers in water dat op een vuur staat. We merken niet hoe hot wij zijn. Kikkers van buiten die in die waterkoker worden gebracht schrikken van de hitte. Binnen tien jaar hoop ik dat de verwachting uit mag komen dat Brainport de opmaat was naar die High-Tech Systems Valley of Europe. Net als het thuisnetwerk hoop ik me over tien jaar plotseling te realiseren dat wij een regionetwerk hebben met een gigadynamiek met hightech starters, hightech venture capitalists, meerdere ASML’s, Daf’s, PMS’en, NXP’s en Océs. Een regio waar wij gedurfde visies tot stand brengen zoals een Tomtom die als grootste marktspeler de autobesturingen wereldwijd ontwerpt en levert, een hightech academisch ziekenhuis met een dito technisch-medische universiteit. Kortom een giga-interessante regio.

 

2007 dec 21 – Bits & Chips - Bits, chips en energie

We kunnen de natuur van siliciumatoomroosters zodanig manipuleren dat we met digitale elektronica het menselijk gehoor kunnen nabouwen. Om de natuur na te doen door dezelfde specs te halen in resolutie, toon/frequentie en amplitudevariatie als het oor moeten wij brute (reken)kracht en een vermogen aan energie inzetten. De natuur zelf doet het met onvoorstelbaar weinig energie. We nemen fossiele aardolie, geschikt om een temperatuur van 1000 graden te bereiken en wij verwarmen ons huis met als bijproduct de geoxideerde koolstof (CO2). We verbranden, als tijdelijke bewoners van onze aarde, op een onverantwoordelijke manier in tweehonderd jaar een groot deel van de fossiele koolwaterstoffen met achterlating van de kooldioxide.

 

Stel dat in Nederland een ex-directeur van een groot olie concern ministerpresident wordt. Stel dat de benzineprijs van 1,50 euro per liter stijgt naar 4 euro per liter. En stel dat de overheid niets doet. Zouden wij dat accepteren? Ik denk het niet. In die strijd zitten de Amerikanen. Ze hebben te maken met een ex-oliebaron die president werd. De prijs van benzine is gestegen van 1,5 dollar naar 4 dollar per gallon. Nu is in Nederland de prijs van benzine gestegen van 1 euro naar 1,50 euro per liter. Wij zijn nog niet wakker geschud, maar let op. Zodra een andere president in de VS aan de macht komt, wordt energieonderzoek hot, ook in Nederland. Officieel is dat in de VS nu niet het geval, maar praktisch is energie hét onderwerp van discussie en onderzoek in de VS.

 

 

Wat betekent dat voor de wereld van bits en chips. Voor mobiele telefoons (en PDA’s) wordt nauwelijks gewerkt met het aantal programmacode regels. Het gaat daar om het verbruik in micro- of milli-joule van programmaonderdelen. Compilers hielden nog geen rekening met het energieverbruik van de gegenereerde code. Men schreef nog veel in assemblercode om te optimaliseren op energieverbruik. Maar terwijl daar de drijfveer batterijverbruik was, komen nu ook andere gebieden naar voren waar energiebezuinigingen van essentieel belang zijn. Wat dacht je wat de warmteopbrengst van een rekencentrum is? Je kunt met een groot servercentrum een woonwijk verwarmen. Of dichter bij huis, weet u hoeveel de energierekening stijgt als uw kinderen hun computer 24 uur per dag files laat downloaden? 100 tot 300 W maal 24 uur maal 365 dagen maal 0,25 euro per kWh is nog altijd ruim de 400 euro per jaar. Hoezo groene stroom, schakel die computer uit.

 

Hoe rijker, hoe hoger het verbruik. Mensen bezitten meer elektrische apparatuur. Bovendien neemt het verbruik toe door de individualisering van de maatschappij. Waar je vroeger je slaapkamer en zelfs bed deelde met broertjes en zusjes, heeft de meerderheid van de tieners tegenwoordig een eigen kamer, pc en soms zelfs een eigen badkamer. De kunst is om bij het stijgen van de welvaart, het verbruik niet meer te laten stijgen, maar juist te laten dalen. Hier komen de bits en chips om de hoek kijken.

 

 

We zullen onze elektrische apparaten energiebewuster en vooral intelligenter moeten maken. Een (150 W) notebook is zuiniger dan een (400 W) desktop-pc met scherm. Een Ipod is zuiniger dan een stereo-installatie. Een auto met een intelligente hybride aandrijving is zuiniger dan eentje met een klassieke motor. Met meer embedded software en een beter design kan het wel. De heilige graal is om de natuur na te doen. Maar we kunnen thuis al beginnen. Laat de huis computer zich zelf uitschakelen. De uitdaging is om bij alle hightech spullen het verbruik te laten dalen. En dat op een nettere wijze dan de ex-oliebaron annex president die de kosten van zijn product liet stijgen en daar het buitenland de schuld van gaf.

2008 apr 11 – Bits & Chips -  BSML

Mijn pa lag rond kerst in het ziekenhuis. Hij wilde graag naar muziek luisteren. Of ik voor zijn draagbare cd-speler een set Gregoriaanse cd’s kon vinden? Toen ik een set van tien vond, besloot ik er een Ipod Shuffle bij te doen en alle cd’s daar op te zetten. Iedereen dacht dat hij dat ding nooit zou gebruiken. Een Ipod Shuffle, ter grootte van een stukje van een chocoladreep, zou te klein zijn. Totdat een kleindochter langs kwam. Die was ineens jaloers op opa. Hij had een echte Ipod. Ik heb de iPod niet meer teruggekregen.

 

Eigenlijk wil ik een buigzame Ipod met grote knoppen in klittenband die ik bij het sporten op mijn mouw kan vastplakken en kan laten vallen. Ik vertel al jaren het verhaal van de intelligente pleisters en punaises. Dat is het verhaal dat je voor een pc eerst een tien liter desktop nodig had en daarna een notebook van twee liter. Nu kun je een pc in een PDA stoppen van 5 bij 5 bij 5 cm en straks in een kubieke inch en in 2017 in een kubieke centimeter. Die laatste is de intelligente punaise.

In muziektermen had je eergisteren een tien liter grote hifitoren. Toen kwam de 9 bij 6 bij 2 cm grote Ipod (2004, dertig chips en honderd passieve componenten). Die is alweer vervangen door de 5 bij 7 bij 0,65 cm grote Ipod 3g-nano (2007). En de volgende Ipod? Die komt, hoop ik, in de vorm van een klittenband Ipod. Een intelligent podje moet plat zijn zodat de toetsen en het Oled-schermpje er in kunnen. Het wordt dan een intelligente foliepodje of pc’tje van 1 à 2 mm dik. Mijn visie is dat niet de chips maar de behuizing en voeding een steeds groter deel van de kosten van een product vormen. Het ontwerp is na drie jaar afgeschreven, de productiemiddelen schrijf je in zeven jaar af. Uiteindelijk bepaalt de hoeveelheid materialen de kosten van een product. Maak een product dus kleiner en kleiner.

 

Ik miste alleen een essentieel onderdeel om een nano-Ipod, nanotelefoon of nano-pc in klittenband te maken. In de buigzame folie kun je niet tientallen elektrische sporen als verbindingen tussen diverse chips herbergen. Bij de huidige PCB’s doen ze dat met twee of vier lagen. De gelaagde PCB met alle chips en passieve componenten moet in een enkele chip. Je ziet het al in geheugenchips. In een Micro SD-kaartje worden nu vier en acht lagen waferdies op elkaar gestapeld en dan in één behuizing gestopt. De waferdieplakjes zelf zijn vliesdun. Deze technologie noemen we 3D-stacking van chips. Eerst zal dat voor geheugenchips worden ingezet om harddisks te gaan vervangen. Uiteindelijk zullen combinaties van geheugen en processordies op elkaar worden gezet zodat je een complete Ipod, tv of mobiele telefoon op een enkele chip krijgt.

Naast de driedimensionale single chip heb je voor de folie-Ipod nog de flexibele Oled-display nodig alsmede roll-to-roll-productie. De chip plaats je in de folie en met metal jetting moet je de geleidende sporen naar de toetsen en display aanbrengen. In het Holst Centre in Eindhoven werken Jaap Lombaers en Jo De Boeck met hun mensen aan deze en volgende generaties nog kleinere producten.

 

De uitdaging voor onze hightechregio is om als eerste de machines te maken waarmee de volgende generatie producten worden gemaakt. Naast de wedstrijd van ASML met de EUV machine op weg naar 10 nanometer chips komt daar nu een tweede wedstrijd bij: de back-endmachines voor de 3D-chipstacking te maken. Daar is Back-en Semiconductor Machine Leverancier (BSML) voor nodig.

Het pico-podje is straks gemaakt met een flexibele Oled, metal jetting en single chip met 10 nanometer lijnbreedte gecombineerd met 128 laags 3D-stacking. Voor mij is geen slimme marketing nodig is om trots te zijn op een nano-podje. Ik heb liever één shuffle in de hand dan tien cd’s in de kast.

 

2008 jun 27 – Bits & Chips - Schaarste

Natuurlijk had ik vroeger een Lego- en een Meccano-doos. Ik had ook een elektrodoos van Philips waarmee je een schakeling met weerstanden, condensatoren en twee transistoren kon bouwen. Ik begreep alleen nooit waarom de transistoren zo snel kapot gingen. Mijn tijd kwam met de eerste Z80-microcomputer. Die kon je met hexadecimale assemblycode programmeren. Bij mijn studiekeuze kon ik kiezen tussen wis- en natuurkunde, landbouwkunde, techniek of medicijnen. Bij een keuze voor wis- en natuurkunde moest ik een verhaal hebben waarom ik dat niet in Nijmegen zou doen. Wij woonden toen in Nijmegen. Landbouw had mijn vader al gedaan, dus werd het techniek of medicijnen. Misschien had ik voor medicijnen moeten kiezen. 90 procent van de boven de Balkenende-norm verdieners zijn medische specialisten in een academisch ziekenhuis. Ingenieurs verdienen aanmerkelijk minder. Sinds de Middeleeuwen weten wij dat gildestructuren tot hoge beloningen kunnen leiden. Ingenieurs hebben geen gilde met eigen accreditatie en een door de overheid getolereerde instroombeperking. De verschillen in beloning van beide beroepsgroepen kunnen, om het voorzichtig te zeggen, hiermee verband houden. Ik heb met veel plezier voor werktuigbouwkunde gekozen. Elektrotechniek viel af want ik had wat tegen transistoren. Nog altijd ben ik gelukkig met die keuze. Als ik naar mijn eigen kinderen luister, begrijp ik dat zij denken via een economische studie een gelukkige toekomst te krijgen. Een kwart van de econometristen zou miljonair worden. Jongeren zijn op de leeftijd van hun keuze nog flexibel en kiezen in zekere zin opportunistisch. Maar zij kiezen zelf, niet wij als ouders of als toekomstige werkgevers.

 

Nu komt het probleem. Wij weten dat onze kenniseconomie binnen enkele jaren zit te springen om een flinke instroom van bèta- en technisch opgeleiden. Nederland leidt, net als de VS, nog maar 16 procent van alle masters op in bèta en techniek. Dat is te weinig. België, China, Duitsland, Frankrijk, Groot-Brittannië, India en Japan scoren hier tussen de 25 en 33 procent. Zonder een continue stroom innovaties raakt de Nederlandse economie snel in verval, zeker gezien de mondiale concurrentie. Recent stelde iemand dat de ingenieurs klaar waren: de technologie had de schaarste opgelost. We weten nu dat de oplossingen van de laatste decennia goed waren voor de westerse samenleving, maar in feite ten koste ging van overmatig materiaal- en energieverbruik. Om de schaarste in materialen en energie op een duurzame wijze op te lossen zijn veel innovaties nodig.

Dat geldt ook voor de wereld van bits en chips. Door producten steeds kleiner te maken is minder materiaal nodig en verbruiken ze minder energie. Die ambitie moeten wij nog steeds realiseren, want voorlopig verbruiken wij meer en meer stroom voor alle computers en (web)servers. Misschien ging ik techniek studeren omdat ik dankzij al die bouwdozen en microcomputers geleerd had hoe dingen werken. Als je dat begrijpt, kun je dingen, vaak systemen, ook beter maken zodat ze minder materiaal en energie nodig hebben. In feite is dat ook de professie van een ingenieur. Om het vak van het bouwen en verbeteren van complexe systemen te leren hebben wij al meer dan honderd jaar, en in Nederland misschien wel vierhonderd jaar, een traditie in de techniek. Die is buiten West-Europa nergens zo goed ontwikkeld als hier.

 

Nog even terug naar de studiekeuze van jongeren. Ik denk niet dat bovenstaande inhoudelijke discussie over traditie en uitdagingen de grote groep jongeren aan spreekt om techniek of wis- en natuurkunde te gaan studeren. De concurrentie zijn banen met een verwacht hoger salaris. Mijn pleidooi is om aan te geven wat de salarissen van artsen en economen over tien jaar zullen doen bij een tekort aan technici. De eerste indicaties zijn er al. Zo worden er te veel economen opgeleid. Bovendien zijn de Nederlandse specialisten de meest verdienende specialisten ter wereld (gemeten naar bruto nationaal product). Die situatie is op termijn niet houdbaar.

 

Blijft over: de ingenieur die echte toegevoegde waarde creëert. Die zal straks een betere beloning voor zijn inspanning krijgen. Daar is geen gildestructuur voor nodig om de instroom te beperken. Dat is al vanzelf gebeurd. En een ingenieur begrijpt wat een dode doorlooptijd van een systeem tot gevolg heeft. Nu moet de scholier dat nog begrijpen.

 

2008 sep 30 – Bits & Chips - Innovatie-GPS

Ik groeide op in Putten op de Veluwe. Wij woonden aan de rand van een groot donker bos waar je eenvoudig kon verdwalen. Om als kind de Hans-en-Grietje-angst te overwinnen, zat er niets anders op dan in het bos heel goed op te letten. Ik leerde allerlei oriëntatiepunten te onthouden en te herkennen. Met relatief vage informatie kon ik de (terug)weg vinden. Het vergde een zekere alertheid en het in de achtergrond verwerken van allerlei informatie maar ik dat eenmaal onder de knie had, werd het leuk om nieuwe wegen in het bos te vinden.

 

Nog altijd kijk ik met interesse rond mij heen, neem mijn omgeving op, bouw een soort mentale landkaart op en weet later precies hoe ik terug moet rijden. Dit doe ik ook met nieuwe technologieën. Ik probeer te begrijpen hoe een technologie is ontstaan en of die gerelateerd is aan andere kennis die ik al heb. De kunst is om uit nieuwe informatie, hoe vaag dan ook, patroontjes te herkennen om steeds de grote lijn te vinden. Het lijkt alsof je op details let, maar dat is het niet. Je let alleen op de details die helpen met het vinden van de grote lijn, de rest vergeet je.

Als je software programmeert zit je op een detailniveau. Dan telt iedere letter die wordt ingetypt. Als je een systeemontwerp moet maken, dan moet je het overzicht kunnen bevatten. Je moet uit alle gegevens de juiste informatie halen die nodig is voor het ontwerp.

 

Stel dat iemand ook rekening moet houden met toekomstige eisen. Hij moet zelf de weg in een nog onbekend bos van de toekomst vinden. Uit de ontwikkeling van gisteren naar vandaag moet de informatie komen om de ontwikkeling van vandaag naar morgen te voorspellen. De vraag is of dat kan. Ik denk niet dat je zoiets eventjes uit een boek kunt leren. Misschien kun je het in een meester/gezelverhouding leren. Of je moet een aanleg hebben of op jonge leeftijd getraind zijn om uit vage informatie snel een weg te herkennen.

 

Onze arbeidsmarkt schreeuwt om deze kundigheid. Het hoge welvaartsniveau van onze (kennisintensieve) maatschappij kunnen wij alleen vast houden door steeds met nieuwe, innovatieve producten te komen. Dat kun je niet door een machine of laagbetaalde arbeider iets uit te laten voeren. De essentie van een ontwerper, designer of architect is dat hij dingen anders, beter, innovatiever doet dan daarvoor. Zo iemand onderkent de vaak niet uitgesproken behoeften, herkent de ontwikkeling en voortgang in die behoeften en speelt daar op in door die weg voort te zetten. Ons welvaartsniveau behouden wij alleen door middels innovatie nieuwe dingen realiseren en daaruit waarde te creëren. Steeds door de bomen het bos blijven zien en daarmee de weg die je ontwerp zou moeten volgen.

 

Sinds kort beschik ik op de fiets over zo’n nieuw ding: een outdoor gps-apparaatje van Garmin met topografische kaart. Op internet google ik naar een interessant mountainbikeroute. Eenmaal gevonden, download ik de coördinaten naar het gps-apparaat. Als ik tijdens het fietsen in de buurt van de route kom, toont het scherm hoe ik verder moet rijden. Bij onbekende routes, waar je regelmatig tussen de bomen de richtingaanwijzers mist, werkt het perfect. Je vindt altijd de route weer terug. Wat ik vroeger als klein kind graag had willen hebben, zit nu veertig jaar later gewoon op mijn fietsstuur.

 

Zo’n apparaat is er niet voor de ontwerper of systeemarchitect die de weg naar de toekomst van een product of systeem moet vinden. Dergelijke mensen kunnen wij niet bestellen, die moeten wij zelf opleiden, ontwikkelen, laten groeien en laten experimenteren met nieuwe dingen en nieuwe wegen leren vinden. Hoe graag ondernemend Nederland die mensen ook aan het stuur zou willen zien, het zijn geen gps-gadgets die je in de winkel kunt kopen.

 

2008 dec 19 -  Bits & Chips - Waar is de hightechlobby?

Ik ben werktuigbouwkunde gaan studeren. Als 17-jarige ik wist niet precies wat ik wilde en werktuig­bouw leek een brede stevige technische studie richting. Een paar jaar later had ik leren denken in krachten. Als ik elektrotechniek was gaan doen, dan had ik leren denken in spanningen, als wiskundige in abstracties en als bedrijfskundige/manager in informatie. Maar net als een bouwkundige, leert een werktuigbouwkundige ook in drie dimensies te denken. Dat is soms wel een handig.

Onze klassieke maakindustrie is veranderd in een high-tech systems (HTS) industrie. Deze industrie is te belangrijk geworden voor de Nederlandse export en daarmee onze maatschappij, maar ze is niet in politiek Den Haag (en Brussel) op voldoende niveau en continuïteitsbasis vertegenwoordigd. Dat wreekt zich in een fase van crisis en verdeling van overheidsmiddelen in Brussel en Den Haag. Rond de jaren 70 en 80 waren grote industriële ondernemingen in staat hun eigen lobby te regelen. De grote multinationals zijn minder groot geworden en er zijn spelers bij gekomen. Die spelers zijn van oorsprong klein en hadden geen lobby. Hooguit waren ze bij een branche vereniging aangesloten met een hele specifieke (MKB type) focus. Sinds 2000 kunnen wij stellen dat de spelers meer in balans zijn. Er is een heel netwerk van OEM-ers, toeleveranciers en kennisinstellingen ontstaan. Wat we nog missen is een krachtige lobby. 

 

De VNO-NCW heeft een geografische verspreiding (in de regio’s in Zuid Nederland beter bekend bij de oudere namen BZW en LWV). Er is wel sprake van een technologie aandacht, maar die is meer rondom de grote bedrijven. Bij de Nevat (onderdeel van de FME) zitten meer de toeleveranciers. Bij de FHI (Federatie Holland Instrument), de Koninklijke Metaalunie en de NRK (NL Rubber & Kunststof) verzamelen de kleinere spelers. Ook de BOM, LIOF en de regionale ontwikkelings­maatschappij OOST helpen op zeer gewaarde wijze. Toch is er een mismatch tussen het belang van de High-Tech Systems industrie en haar lobby. Kijk je naar de auto en de chemie branches dan is sprake van een mismatch. Bij de FHA (Federatie Holland Automotive met HTAS, ATC en de RAI) is sprake van een efficiënte lobby naar de ministeries EZ, V&W en VROM. De chemische industrie heeft met hun VNCI (Vereniging Nederlandse Chemische Industrie) een ChemieRegie orgaan. Daarnaast zijn er nog het Genomics Regie orgaan en het ICT regie orgaan. Maar wie doet dat voor de HTS industrie? De uitdaging is om een krachtige (efficiënte en effectieve) lobby vanuit de HTS industrie te ontwikkelen. Die is nu te versnipperd. Dankzij de inbreng van mensen die vanuit de HTS industrie actief zijn op landelijk en Europees niveau is die op dit moment nog effectief. Met het samengaan van Programme for High-Tech Systems in Point-One PHASE-2 is er sprake van focus en massa op het R&D deel van de maakindustrie. Maar focus en massa op het lobby gebied heeft nog niet plaats gevonden. Loodrecht op de twee dimensie (geografische zoals VNO-NCW en bedrijfsgrootte(FME, FHI, ..) staat feitelijk een derde dimensie van high-tech systems branche zelf. Op dit dimensie staat de business centraal en zijn de spelers in ketens/netwerken over regio’s en over bedrijfsgrootte verdeeld. Dat is een insteek waarbij het gaat om een grote innovatie inspanningen middels technologische R&D en waarbij samenwerking in verband met de snelheid van innovatie en de kosten daarvan noodzakelijk is. Binnen Point-One is steeds meer sprake van een evenwichtige verdeling over de hele HTS keten. Point-One treedt ook steeds meer op als regio orgaan richting kennis instellingen. Maar Point-One is een programma en die zijn altijd tijdelijk. In het HTS-platform zitten voor een deel dezelfde spelers, maar het platform heeft niet de status van een regie orgaan. Het lijkt daarom zinvol om binnen een aantal jaren de kracht van het Point-One programma te bundelen tot een volwaardiger HTS-platform.  

 

Als werktuigbouwer heb ik geleerd dat je krachten niet kunt zien. Je ziet alleen de gevolgen. Dat zijn of (niet-)elastische vervormingen of het door de ruimte bewegen van een voorwerp. Wat vervorming en beweging van een HTS-Platform zou heel goed zijn. Het lijkt alsof hierdoor er een onnodig spanningsveld ontstaat.  Of zoals een electrotechnicus zal zeggen, om wat electronen te laten stromen is er wat spanning nodig om een weerstand te overbruggen. Maar als je in drie dimensies denkt, dan zijn het geen spanningen. Als je een derde dimensie introduceert lijkt het voor de mensen op een andere dimensie alsof je loodrecht op hun belangen gaat staan. Maar het einddoel wijst naar one point: een krachtige (lobby) organisatie voor de hele HTS industrie.

2009 apr 10 – Bits & Chips - Een ingenieur is geen generaal

Jongeren kunnen beter economie of medicijnen gaan studeren dan techniek. Een econoom kan bankdirecteur worden met als nieuwe Zalm-norm een salaris van vijf Balkenendes. Zelfs nadat bankdirecteuren een piramidefonds van creditswaps hebben gemaakt, zou die norm een normaal salaris opleveren. Ook een medicus zit goed. In het overzicht van boven-Balkenende-verdieners is de meerderheid medisch specialist in een academisch ziekenhuis. In 2008 zijn de inkomsten van de vrijgevestigde medisch specialisten zelfs met 26 procent gestegen. De specialistenwereld kent nog een gildestructuur. Dat fenomeen is voor de technische ambachten al eeuwen verboden.

Het is crisis. Terwijl banken worden gered en de gezondheidszorg groeit, vallen de ontslagen in de industrie. Je hebt in de techniek een lager salaris en grotere kans op verlies van je baan. Nu zijn ingenieurs probleemoplossers. Ik stel daarom ook voor dat wij een schaarste aan ingenieurs creëren. Op termijn biedt dat uitzicht op een beter salaris en meer baanzekerheid. De tijd helpt ons want in de economie voor het komende decennium komt die schaarste snel.

 

De economie laat in haar gebruikelijke golven een optelsom van sinussen met diverse frequenties zien. Neem een sinus met een cyclustijd van 4 à 5 jaar (voorraden) en een tweede sinus van 8 tot 10 jaar (investeringen in machines). Laat de tweede sinus steeds samenvallen met tweemaal de eerste cyclus en je hebt om de tien jaar een flinke dip (1973, 1982, 1991, 2000, 2009). Combineer dit met een sinus van 16 tot 25 jaar (bouwactiviteiten) en een Kondratieff-golf (de cyclus in de moderne kapitalistische wereldeconomie) van ongeveer vijftig jaar. Maak dan een plaatje en je ziet dat de som van al deze cycli twee keer per eeuw een megadip en daarna een upswing geven. Laat nu nog een paar sinussen door het ongekend ruim beschikbaar stellen van kredieten na hun top langer opgeblazen zijn. Dan ontstaat een soort zaagtand die plotseling naar beneden gaat, bijna een afgrond. Er zijn fabrieken die nu op 25 procent van de omzet van een jaar geleden draaien.

 

Na een diep dal volgt de upswing. En daar zit ’m de kneep: de onderliggende groei die daarvoor nodig is, wordt niet gevoed met de oplossingen van de vorige periode. Een generaal is getraind om de vorige oorlog te winnen en een bankdirecteur zegt dat resultaten uit het verleden geen garantie zijn voor de toekomst. Maar een ingenieur is geen generaal of bankdirecteur. Een ingenieur is een innovatieprofessional die getraind is om dingen steeds anders, beter te doen of om met iets nieuws te komen. De producten, de fabriek van de toekomst, het zwaartepunt van de markt, het zal allemaal anders zijn. Een fabriek is de plek waar waardecreatie plaatsvindt. Maar welke waarde moeten wij nu creëren, waar is behoefte aan en hoe ziet de fabriek van morgen er uit?

 

De Great Game van deze tijd wordt het omgaan met de schaarste aan grondstoffen, aan energie en aan menskracht (vergrijzing). Hiervoor moeten we innovatieve producten, diensten en oplossingen creëren. Binnen TNO werken wij aan programma’s als Bluebird (3D-chips, van hifitoren via Ipod naar de intelligente klittenbandpleister), Redtree (arbeidsbesparing in de gezondheidszorg door onder meer minimaal invasieve chirurgie), Greenearth (lage grondstoffen/energieverbruik machines), Yellowsky (solar) en White River (zeer zuinige verlichting). Zie het Brein-deel van het Brainport-plan (www.tno.nl) om duizend tot drieduizend kenniswerkers te behouden.

 

 

Nadat de lucht uit het financiële systeem is gelopen, zal de economie groeien. Maar geen groei zonder technische innovaties, om nieuwe producten, diensten en oplossingen voor een veranderende markt te realiseren. Zonder ingenieurs gaat dat niet lukken. Laten we niet proberen de vorige recessie te overwinnen, dan denken we als een generaal; het gaat om de crisis van nu. Kortom, innovaties om, op een na, allerlei schaarsteproblemen op te lossen en waarde te creëren door minder kosten voor het verbruik aan grondstoffen, energie en arbeid. De ene schaarste die moet blijven, is het tekort aan ingenieurs. Mocht de overheid het Brainport-plan als crisismaatregel niet goed keuren, hebben wij een troost. Door de schaarste die dan ontstaat, krijgen de overgebleven ingenieurs later een hoger salaris.

 

2009 jun 21 – Bits & Chips - 24 kilowattuur

Het komende decennium is de uitdaging om te gaan met schaarste aan grondstoffen (olie en zeldzame metalen), energie, water en menskracht. Grondstoffen en water zijn gerelateerd aan energie en energie is op termijn, zeg 40 jaar, oplosbaar. Mijn stelling is dat wij met bits en chips (hard- en software) een veel essentiëlere bijdrage kunnen leveren om een goede transitie mogelijk te maken. De uitdaging wordt om dingen veel slimmer en kleiner te maken. Zo schrijf ik deze column op een 300 Euro privé netbook, 1 kg, 10 inch scherm, maar 33W gebruik tijdens het werken en opladen en daarna 5 uur stand-alone. Dat is flink minder dan een desktop vol ventilatoren met een power supply van 450W en een LCD scherm van 50W. Dat is een factor 20 minder energie. Feitelijk is het scherm ook 2 keer kleiner, dus een factor 10 is eerlijker. Nog even wachten op de juiste LED verlichting in huis en ik kan als individu al op onderdelen een factor 10 besparen. Als dat lukt, worden zonnecelpanelen op het dak ook zinvol, want bij het huidige energie verbruik zet een 15000 Euro investering in panelen nog geen zoden aan de dijk. Als ik 10 x minder electra verbruik is het een no-brainer.

 

De essentie om op deze manier slim met energie om te gaan is elektronica (chip, semiconductor technologie, Moore’s law) en enige software (de bits). Maar waarom is die auto nog zo’n slurper. Zelfs wachtend voor het stoplicht schijnt een moderne auto met allerlei opties al 2000W aan elektrisch vermogen te verbruiken. Zonder een zelfde trend om slim met een factor 10 minder energie om te gaan wordt de elektrische auto nooit een succes. Even een rekeningsommetje dat de nuts bedrijven ons niet hardop voor doen. Een elektrische auto heeft voor 100 km, straks 200 km ongeveer 24kWh nodig. Dat is een zeer aantrekkelijke business voor nutsbedrijven want 24kWH is bij langzaam laden over 8 uur 3000W per uur. Bij 220 V is dat nog altijd 16A, continue 8 uur lang. Snelladen is ook mogelijk, maar het warmteverlies neemt kwadratisch toe met de laadsnelheid. Maar stel dat parallel laden mogelijk is, dan trekt het oplaadsnoer 8x16A=128A bij 220V.

 

Dit is de keerzijde van elektrische rijden die niemand vertelt. Maar dat is nog niet alles. 24kWh energie opgeslagen in losse elektronen is vergelijkbaar met de energie inhoud van 2.5lt benzine. Een elektromotor geen last heeft van het Carnot effect (delta temperatuur), dus moet je 24kWh in feite vergelijken met 5 liter benzine. Probeer maar eens de dag door te komen met 5 liter benzine. Bij wat stadsverkeer wordt dat misschien 50 km en dan staat je stil, terwijl de suggestie van elektrische rijden 100 km en straks 200 km is. Dus eerst staat je auto de hele nacht meer stroom te trekken dan een wasmachine op 90 graden Celsius en dan kom je de volgende dag na 50 km stil te staan. Oké, 100 km als je eigen iPod voor muziek mee neemt, geen airco aan zet (de eerste elektrische voertuigen waren open dak sport auto’s, ;-) en afziet van elektrisch bediende ramen, stoelen, etc. Maar net als thuis kan er een heleboel veranderen, maar dan moeten we wel willen en de techniek moet de juiste oplossingen bieden. Dat zal wel een jaar of tien duren.

 

Maar toch, alle verlichting moet LED en straks OLED worden, alle elektronica moet ultra-low power (en goed afgeschermd tegen EMC) worden, rijden moet veel rustiger, etc. Voor dit laatste zijn wij met een grand cooperative driving challenge (www.gcdc.nl) gestart met als einddoel dat in stads, woonwijk en file of drukke snelweg auto’s onderling communicerend alle met een zelfde, afgestemde optimale snelheid rijden. Dit vereist nog heel wat bits-en-chips (hard en software) ontwikkeling. Maar het doel is om eerst 50% minder energie, maar op termijn met 10 keer minder energie van A naar B te kunnen rijden. Green machines, CO2 footprint, allemaal kreten die de komende jaren onze beslissingen zullen gaan bepalen.

 

Het worden interessante tijden, zeker als bij een volgende generatie netbooks OLED schermen en deksel of kap met zonnecellen betaalbaar worden. Dan kan ik energie neutraal buiten in de zon een column schrijven. Maar om energie neutraal van A naar B te rijden hou ik het nog even op de fiets.

 

 

2009 nov  3 – Bits & Chips - Subsidiejunkies

Ik heb drie jaar in Zweden gewoond. Zweden is een welvarend land, maar net als iedere medaille heeft het een keerzijde. Je betaalt 70% van je loon aan directe en indirecte belastingen. Man en vrouw moeten praktisch tot hun 65ste doorwerken, bij een AOW leeftijd van 67. Omdat beiden moeten werken heeft men altijd een gebrek aan tijd. Maar over die schaduwzijde van de medaille praat men niet. Terug in Nederland realiseer je dat ons land een medaille verdient in hoe efficiënt wij allerlei zaken regelen. Maar deze medaille heeft ook een keerzijde. Neem onze subsidie verslaving. Zo is de hypotheekrenteaftrek een fraaie regeling. Maar wat men er niet bij verteld is dat je bij een hypotheek één keer de aflossing en één a twee keer de waarde van de hypotheek in rente afdraagt. Daarvoor is de hypotheekrenteaftrek. Je betaalt  maar de helft van de rente. Gevolg we kopen een duurder en groter huis.  Na 30 jaar heeft de markt deze subsidie allang in hogere huisprijzen verwerkt. Maar dat willen wij niet horen.  Als dat waar is, dan zouden wij namelijk slaafjes van de bank zijn geworden, zouden die bankiers slapend rijk worden en zouden zij, vervreemd van alle realiteit, piramidespelletjes kunnen gaan spelen.  Zo iets is slechts hypothetische en natuurlijk onbespreekbaar. Het gaat hier om de boodschap dat de negatieve effecten van een subsidie (een markt die zich heeft aangepast), bij een (te) langdurige subsidie aanleiding geven tot tweede orde effecten. Direct ingrijpen om de oorzaak weg te nemen, leidt tot negatieve opslinger effecten. Dus bedenken we indirecte oplossingen als het  niet mogen aftrekken van de huurforfait aan de onderkant en verhogen van het huurforfaitpercentage aan de boven kant. Die maatregelen zijn echter zo complex dat velen niet realiseren wat er gebeurt.  In feite zijn deze extra regels alweer een derde orde effect. Moraal van dit verhaal is dat je met langdurige subsidies uiteindelijk in de problemen belandt.  

 

Lezers zijn bekend zijn met de zonnige zijde van innovatiesubsidies. Bij de schaduw zijde is sprake van verslavingsrisico. Vroeger konden bedrijven technische ontwikkelkredieten aanvragen. Als ze echt een nieuw product wilden maken, dan namen ze een ontwikkelkrediet. Bij succes werd dat later terug betaald. Als ze geïnteresseerd waren in een optie om meer kennis te verkrijgen om later een product te ontwikkelen, dan namen ze deel aan een gesubsidieerd innovatieproject. Als je niet je personeel tijdelijk wilde uit­breiden, dan werd het innovatie geld gebruikt om het ontbrekende deel van de kosten van de universi­teiten en kennisinstellingen te financieren. Je deed het werk niet, maar je kreeg wel de rechten op de uitkomsten.  Stel dat je al 30 jaar mee doet in innovatie projecten. Er ontstaat een bijna constante stroom geld waarmee je geleidelijk een steeds groter deel van je eigen personeel financiert.  In feite is dit een vorm van verslaving. Bij drugverslaafden weten we dat men van softdrugs overgaat naar harddrugs. Het gedrag van een hard drugsverslaafde overschrijdt de geldende normen en waarden. En het weer corrigeren van dat ongewenste gedrag doet pijn. Als een van de mede bedenkers van het plan dat uiteindelijk de Kennis Werkers Regeling en de High-Tech Top Projecten werd, veroorloof ik mij als columnist de vrijheid om er ook kritiek op te hebben. De omvang en het subsidie percentage zijn zo groot dat het geen zachte subsidie, maar een harde subsidie mag heten. We krijgen een groot probleem na afloop van deze regeling. Als U een MKB-er bent, of nog niet zolang innovatie subsidies ontvangt, is het probleem minder groot dan wanneer U een groot bedrijf bent en al jaren precies de weg weet in subsidie land.

 

We moeten terug naar de oorsprong. Bedrijven moeten zelf innoveren en nieuwe producten, diensten en processen realiseren. Zij ontvangen later ook de rendementen. Er zijn vernieuwingen met een hoog risico, soms omdat ze nog ver van de markt af staan, maar als gemeenschap wel wenselijk achten. Daar kan de overheid een rol in spelen.  Er zijn ook situaties waar de gemeenschap Europa ervaart dat andere continenten een doelgericht industrie beleid voeren. Dan is het zinvol om op Europese schaal een industrie beleid, en daarmee verbonden innovatie beleid te voeren.  Daar mag en moet de overheid leiderschap tonen.  Ervaring heeft geleerd dat de overheid de randvoorwaarden en spelregels vast moet leggen en de private markt de inhoud. Een voorbeeld is de keuze om juist innovatie te stimuleren bij sterke bedrijfstakken, in Nederland de agro/food, de proces industrie en de high-tech maakindustrie, bedrijfstakken die in Nederland innoveren en produceren. De essentie is dat over doelen wordt gesproken, niet over subsidies. Een bedrijf dat haar innovaties baseert op innovatie subsidies is verkeerd bezig. Subsidies zijn geen doel maar een middel; een middel dat niet te lang moet worden gebruikt want bij langdurig gebruikt ontstaan mistoestanden.

2010 mrt 26 – Bits & Chips - Perfect Storm

Dit is een weeralarm. Hopelijk neemt iedereen op tijd maatregelen en waait de storm over. Er komen drie depressies op ons af die tegelijk kunnen aankomen. De olie is over zijn piek heen. Nieuwe bronnen exploiteren wordt steeds duurder en ook de literprijs stijgt fors. De productie van de bestaande mijnen voor zeldzame aardmetalen nadert voor steeds meer soorten de piekproductie. Wat we daarna kunnen delven, zijn zeer lage concentraties waarvan het zuiveren veel energie kost. Net op het moment dat olie duur wordt.

 

De tweede depressie is de opkomst van China en India. Die landen blijven fors groeien. Hierdoor groeit ook het verbruik van olie en grondstoffen voor drie miljard mensen. Deze groei is veel harder dan die voor miljard wereldbewoners in de VS, Europa en Japan.

 

De derde depressie kan als donderslag eroverheen komen. Binnen afzienbare tijd geven onafhankelijke rekenmodellen meer consistente antwoorden over de mate en snelheid van het aangroeien en smelten van het landijs op Antarctica en Groenland. Volledig smelten bij een te hoge temperatuur impliceert 65 meter zeespiegel stijging. In zo’n scenario raakt iedereen in paniek. CO2 moet dan maximaal worden vermeden. De dure fossiele brandstoffen worden extra zwaar belast om CO2-afvang te dwingen.

Iedereen wil acuut overschakelen naar duurzame energie. Echter voor zonnepanelen heb je indium nodig. Als een provincie als Brabant voor 50 procent van het energieverbruik zonnevelden wil neerzetten, dan is 10 procent van het oppervlakte nodig. Dat is 500 vierkante kilometers zonnepanelen. Je hebt dan veel, heel veel indium nodig. Als de hele wereld dat op hetzelfde moment wil overstappen, rijst de indiumprijs de pan uit of is het zelfs helemaal niet meer leverbaar.

Oké, dan gaan we in Nederland windmolens neerzetten, vooral in de Noordzee. Om roest in en onderhoud van tandwielkasten te vermijden wil je direct drive-generatoren toepassen. Daar heb je hele sterke magneten met neodymium voor nodig. Een zeldzaam aardmetaal dat je in het heetst van de storm onbetaalbaar zal zijn.

 

Gandhi zei over voedsel dat er genoeg is voor iedereen, maar niet genoeg voor de hebzucht van iedereen. Voor energie en materialen geldt hetzelfde. Er zijn oplossingen realiseerbaar maar dat vergt inzet van verstand, innovatie, ondernemerschap, en vooral tijd. Nieuwe mijnen kunnen worden ontwikkeld. Dat kost vijf tot tien jaar. Het probleem is de prijselasticiteit. Als er plotseling veel wordt gevraagd en nieuwe aanvoer duurt lang, dan explodeert de prijs. De beste oplossing is om nu het nog niet regent mijnen en alternatieven te ontwikkelen.

Ook energie is oplosbaar. Op langere termijn zijn nucleaire (fusie) en zonne-energie de oplossing en voor kortere termijn biomassa en wind. Die oplossingen kosten meer dan politici zich realiseren. Hun doelstelling is om 20 procent duurzame energie in 2020 en 50 procent in 2040 te realiseren. Daarvoor is een grootschalige hightechenergie-industrie nodig, een herinrichting van het platteland waarbij boeren naast voedsel ook energie leveren, versnelde bouw en herbouw naar energie opwekkende woningen en de inzet van embedded of ambient intelligentie om energieverbruik te optimaliseren en vooral decentraal te balanceren.

 

Voor de hightechindustrie wordt dat een uitdagende wereld. Er ontstaat een nieuwe behoefte aan allerlei slimme, heel zuinige apparaatjes. Dat moeten apparaatjes zijn die hun energie uit de omgeving schrapen. Maar het moeten ook apparaatjes zijn die heel klein of dun zijn zodat ze zo weinig mogelijke materialen kosten. Juist in micro-elektronica zitten veel van de snel schaars wordende materialen.

Een groene techniekbenadering in de hightechwereld is nu nog een bijzaak voor de één of een leuke uitdaging voor de ander. Het zou wel eens een bitter noodzaak kunnen worden. Voor een klein land zonder eigen grondstoffen met al zijn economische activiteiten geconcentreerd in de delta van een grote rivier zou een perfect storm desastreus zijn. Groene oplossingen krijgen van mij daarom consequent aandacht en voorrang. Liever een loos weeralarm dan een perfect storm.

 

2010 nov 12 – Bits & Chips - Optische bits en chips

Als jonge tiener hoorde ik het verhaal over grenzen aan de groei van de Club van Rome. Tien jaar later op de universiteit spraak niemand er meer over. Nog veel later las ik dat grootschalige inzet van kunstmest de oplossing was geweest. Die technologische ontwikkeling zat niet in het model van de Club van Rome. Nu worden we geconfronteerd met een welvaartsgroei bij 5 miljard mensen. De voorspelling is dat wij een tekort krijgen aan zeldzame aardmetalen en fossiele brandstoffen. De doemscenario’s van de Club van Rome dreigen alsnog serieus te worden. Studies leren ons dat een transitie naar duurzaam gebruik van grondstoffen nodig is. Hoe sneller die overgang verloopt, hoe makkelijker we scenario’s vermijden als perfect storm of oorlog.

 

In dezelfde tijd van de opkomst van de Club van Rome startte de micro-elektronicarevolutie. Het begon met de transistor, daarna geïntegreerde circuits met de eerste digitale bouwstenen als And- en Or-functies en vanaf 1970 de microprocessor. Hierbij was microprecisie nodig. Vanaf 1980 werd dat submicro en anno 2010 werken wij op nanoschaal. Manipuleerden we elektronen in 1980 op micro­schaal, voor het manipuleren van fotonen moet je op nanoschaal uit de voeten kunnen. Dat laatste lukt steeds beter en we zien nu fotonische bouwstenen als waveguides, nanolasers en ring­resonators beschikbaar komen. Binnenkort maken wij complete optische sensoren op nanoniveau met micro-omvang. In analogie met de micro-elektronicaontwikkeling zullen we over enige tijd nog een optische computer meemaken. Denk wel in termen van decennia. We moeten nog een hoop leren. De ontwikkelingen van kwantumdots, plasmonen, koolstofnanobuisjes en grafeen staan nog in de kinderschoenen.

 

De transitie van grote elektronica-apparatuur via de micro-elektronica naar de intelligente pleister en punaise impliceert dat je minder materiaal verbruikt. We gingen van de kubieke meter via de kubieke decimeter naar de kubieke centimeter. Als bovenstaande ontwikkelingen in de fotonica verder gaan, dan krijgen wij straks complete elektronica in kubieke millimeters. Dat wordt elektronica die bijna geen materialen en energie nodig heeft. Enerzijds worden wij geconfronteerd met uitdagingen om van schaarste naar duurzaam te gaan. Anderzijds zien we dat de micro-nanotechnologie in gewone producten toepasbaar wordt die daardoor veel minder energie en materiaal nodig hebben. In mijn eigen omgeving hebben wij uitgebreid gesproken over de uitdagingen voor onze maatschappij met betrekking tot energie- en materiaalverbruik. Het resultaat is dat wij geen onderzoek meer doen naar het weghalen van materiaal op macrogrootte (zoals draaien en frezen) maar al het onderzoek concentreren op het aanbrengen van materiaal op micro-nanoniveau. Dat deden we al in de halfgeleiderwereld met support voor EUV en het stapelen van chips. We gaan dat nu ook doen voor verlichting en zonnepanelen. Voorbeelden zijn het printen van micro/picodruppels en supersnelle atomic layer deposition (ALD).

 

In een kennisintensief land dat over weinig grondstoffen beschikt moeten we vooroplopen in het superprecies aanbrengen van alleen het nodige materiaal op de plaats waar het waarde oplevert. Om daarin marktleider te zijn, moeten we als klein land een niche daarbinnen kiezen waarin we sterk zijn. Onze keuze is de hightech apparatenbouw voor het aanbrengen van materiaal op nano- en microniveau. Nu besnuffelen we een atoom met elektronenoptiek, belichten/bestralen we een nanostructuur via een maskers en dampen we atoomlagen één voor één op. Over een aantal jaren willen we op industriële schaal structuren aanbrengen van rond de vijf nanometer, willen we kwantumdots in atoomroosters plaatsen en willen we nanolasers op microchips plaatsen en millimeter radio-antennes roll-to-roll printen. Daarmee maken we de intelligente zandkorrels en de superefficiënte leds en zonnecellen van straks. De micro-nanotechnologie voor de fotonische bits en chips zullen niet zomaar de kunstmest van deze tijd worden maar misschien lukt het om in plaats van de huidige paniek over de komende schaarste de discussie om te buigen naar het versneld realiseren van oplossingen. Ingenieurs zijn geen praters, maar probleemoplossers. Er liggen een paar forse problemen op het bord van onze maatschappij maar er liggen ook een aantal potentiële oplossingen binnen hand bereik. Aan fotonen is in elk geval geen gebrek.