STW en NXP investeren in nieuwe generatie chips

Samen met chipfabrikant NXP organiseert STW een onderzoeksprogramma dat het fundament moet leggen voor een nieuwe generatie communicatiechips. De chips maken de weg vrij voor 5G-technologie: een telecomnetwerk van de vijfde generatie. De samenwerking is vormgegeven in een partnership-programma, dat is opgezet om innovatieknelpunten in het bedrijfsleven op te lossen.

Mobiele informatiestromen vormen een integraal onderdeel van onze levensstijl. Dat zou onmogelijk zijn zonder de fijnmazige telecomnetwerken waarin de afgelopen decennia enorm is geïnvesteerd. Tegenwoordig maken deze netwerken gebruik van technologie van de vierde generatie, oftewel 4G. Maar omdat de datahonger waarschijnlijk blijft toenemen, streeft de telecomsector ernaar om in het begin van het volgende decennium een 5G-netwerk in de lucht te brengen. In 2019 wordt op internationaal niveau besloten welke frequentieband daarvoor zal worden benut. Vervolgens is het aan de telecombedrijven om de bijbehorende technologie te ontwikkelen.

Een van die bedrijven is chipfabrikant NXP. Deze voormalige halfgeleiderdivisie van Philips start samen met STW een partnership-programma, met als doel de telecommunicatiechips te ontwikkelen die voor implementatie van 5G noodzakelijk zijn. Gezamenlijk investeren STW en NXP 3 miljoen euro in het programma.

Paraplu-begrip

"5G is in feite een paraplu-begrip", zegt systeemarchitect Marcel Geurts van NXP. "Het staat voor alle dingen die nog niet kunnen met 4G – zoals systemen die 10 jaar op een batterij kunnen lopen, goedkope machine-tot-machine-communicatie en datapieken van 10 gigabit per seconde. De daartoe benodigde draadloze chiptechnologie heet 5G millimeter wave en is het onderwerp van dit Partnership tussen STW en NXP.’

Volgens Geurts bestaan de benodigde technologieën al wel, maar worden ze tot nu toe alleen gebruikt in de defensie-industrie en de astronomie. Om betaalbare data-abonnementen te kunnen aanbieden, moet de kostprijs ervan de komende jaren sterk dalen.

Hoofdbrekens

In de kern van de zaak gaat 5G over een sterke vergroting van het dataverkeer – tot 100 megabit per seconde, aldus Geurts. "Wat we daaraan hebben? Denk bijvoorbeeld aan het razendsnel uitwisselen van steeds hoogwaardiger video’s met andere mobiele gebruikers." Verder moet de technologie goed overweg kunnen met piekbelasting, betrouwbaar zijn en korte vertragingstijden hebben. Daartoe dienen – anders dan nu – hoge radiofrequenties te worden ingezet van 28 tot 39 gigahertz. Dat zorgt voor de nodige hoofdbrekens: het vereist namelijk nieuwe antennetechnologie en het aantal ‘cellen’ in het netwerk moet drastisch omhoog. Dat een lager energieverbruik eveneens een van de doelstellingen is, maakt het onderzoek er niet gemakkelijker op.

Nederlandse expertise

Binnen het partnership richt NXP zich speciaal op het ontwikkelen van betaalbare 5G-chips die hoge frequenties en datasnelheden weten te hanteren. Geurts: "Wat ons zeker gaat helpen, is dat er in Nederland veel expertise op dit gebied beschikbaar is, vanwege de defensie-industrie en Astron (Netherlands Institute for Radio Astronomy). Daarom is dit partnership-programma voor ons zo nuttig. STW is in staat het aantal deelnemende aio’s te vergroten. We krijgen zo voor hetzelfde geld meer voor elkaar."

Program officer Wouter Segeth, die namens STW het de partnership met NXP begeleidt, onderstreept de kracht van dergelijke programma’s. "Partnerships zijn programma’s waarin het bedrijfsleven de helft van het geld bijdraagt’, aldus Segeth. "Dat is veel meer dan in andere programma’s. Het kost het bedrijf meer, maar ze krijgen ook meer: het bedrijf mag het thema van het programma bepalen." Het geld – in dit geval 3 miljoen euro – wordt vervolgens besteed binnen de deelnemende universiteiten. "Dat is in ons voordeel, want zo kunnen we meer onderzoeken gefinancierd, zegt Segeth.

Science for society

De onderzoeksvoorstellen die STW voor dit Partnership gaat ontvangen, worden inhoudelijk beoordeeld door onafhankelijke referenten. Met hun rapporten in de hand zal een beoordelingscommissie vervolgens de beste voorstellen honoreren. NXP levert drie van de commissieleden terwijl STW de andere drie selecteert. Als alles volgens plan verloopt, is de procedure in december 2016 afgerond.

Segeth benadrukt dat de onderzoeksprojecten die straks binnen het programma van start kunnen gaan, met elkaar verbonden zijn. "STW streeft altijd naar maximale synergie: onderzoek in samenwerking met de industrie", zegt hij. "Dit is een uitgelezen programma om dat uitgangspunt vorm te geven. Het draait om science for society, ofwel onderzoek met een maatschappelijk-economisch doel."