Het einde van schaarste

Omdat het vorige week Thanksgiving was in de VS, wilde ik even stilstaan bij het begrip schaarste en overvloed. Velen in het bedrijfsleven werken met een schaarste-mentaliteit, in de overtuiging dat eigenlijk alles wat ons bezighoudt slechts in beperkte hoeveelheden beschikbaar is. Of het nu gaat om het ‘binnenhalen’ van een klant, promotie of het krijgen van een project waar je om hebt gevraagd, de basisaanname is dat of iemand anders het krijgt of jij het krijgt. Het is een win-verlies situatie.

De reden hiervoor is natuurlijk te vinden in de evolutie van de mens. Gedurende de honderdduizenden jaren dat de voorgangers van de moderne mens op aarde rondzwierven, werd alles gedreven door schaarste. Voedsel was schaars, veilige plekken om te wonen waren schaars, mensen om veilig mee samen te werken waren schaars, enzovoort. En dit vertaalt zich in veel van onze huidige gedragingen in de maatschappij. Bij voetbalwedstrijden wint het ene team en verliest het andere. In televisieshows is er één winnaar. In computerspellen doorlopen de battle royale-spellen opeenvolgende gevechtsronden tot er nog maar één speler over is.

Voor vrijwel iedereen in de westerse wereld is schaarste grotendeels een illusie. We hebben allemaal toegang tot voedsel, een veilige plek om te wonen, toegang tot gezondheidszorg, bescherming tegen bedreigingen, enzovoort. Met de theorie van Maslov als basis, wordt er grotendeels voorzien in onze fysiologische en veiligheidsbehoeften en deze basisbehoeften waren historisch gezien waar schaarste bestond. Onze psychologische behoeften en behoeften aan zelfvervulling zijn meestal niet waar schaarste een probleem is. Als iemand anders een relatie aangaat, vermindert dat niet jouw kansen om een relatie aan te gaan. Als een collega van mij een artikel publiceert, heeft dat geen invloed op mijn mogelijkheden om een artikel te publiceren.

In onze economie en ons bedrijfsleven hebben we dezelfde misvatting van schaarste. De meeste mensen lijken te missen dat de economie voortdurend groeit. Groei van het BBP betekent dat er meer waarde, met geld als proxy, wordt gecreëerd door een economie. Die waarde en dat geld betekenen niet dat een land moest verliezen om een ander land te laten winnen. Op een bepaalde manier creëren we waarde en geld ‘uit het niets’ (zie Wikipedia voor een langere verkenning van dit onderwerp). Dankzij de digitalisering van de samenleving is steeds meer van die waarde digitaal, zoals blijkt uit de waarderingen van technologiegiganten als Microsoft, Facebook en Google. En daardoor zijn de fysieke hulpbronnen van onze planeet steeds minder de bron van waardecreatie, wat een goede zaak is vanuit milieuperspectief.

Het punt dat ik probeer te maken is dat we in een tijdperk van overvloed leven. Voor de meesten van ons geldt dat we vrijwel al onze levensenergie kunnen steken in zelfverwerkelijking en het creëren van een positieve impact op de wereld waarin we leven. We kunnen dit doen door middel van werk, vrijwilligerswerk, relaties, gemeenschapswerk, politiek of wat dan ook. Maar we moeten de wereld om ons heen bekijken door de lens van overvloed, in plaats van de lens van schaarste.

In het bedrijfsleven betekent dit dat een concurrent of partner die het goed doet, niet betekent dat je kansen mist om het goed te doen. Sterker nog, verschillende startups waar ik bij betrokken ben vieren het wanneer bedrijven in dezelfde sector het goed doen, omdat het betekent dat de taart groter wordt. Vooral voor nieuwe bedrijven is het niet de concurrentie waar het om gaat, maar het overwinnen van niet-consumptie, bijvoorbeeld bedrijven die pen en papier blijven gebruiken in plaats van de handige tool die jij hebt gemaakt. Dus, in plaats van te concurreren op het scherpst van de snede met een schaarste-mentaliteit, zoek naar manieren om win-winsituaties te creëren en neem een overvloed-mentaliteit aan. Er is meer dan genoeg voor ons allemaal. Jouw groei helpt mijn groei alleen maar!

Velen die dit lezen zullen ongetwijfeld wijzen op alle pijn en lijden die nog steeds in de wereld bestaan en ik wil dat niet negeren of onder het tapijt vegen. Maar het is een feit dat vrijwel elke metriek met betrekking tot de kwaliteit van leven in de wereld, variërend van oorlogsdoden en mensen die in armoede leven tot kindersterfte en levensverwachting, verbetert en de mensheid heeft nog nooit in een betere tijd geleefd. We leven in het tijdperk van overvloed en ondanks alle problemen in de wereld van vandaag, denk ik dat het goed is om dat te onthouden en er dankbaar voor te zijn.

Naar autonoom verbeterende systemen

Deze week was ik aanwezig bij de International Conference on Software Business(ICSOB 2020) en gaf ik een presentatie over autonoom verbeterende systemen. De kerngedachte is dat software-intensieve systemen hun prestaties kunnen meten, weten waarvoor ze moeten optimaliseren en autonoom kunnen experimenteren met hun eigen gedrag.

De geschiedenis van software-intensieve systemen kan worden verdeeld in drie hoofdfasen. In de eerste fase bouwden we systemen volgens een specificatie. Deze specificatie kon afkomstig zijn van de klant of van productmanagers, maar het doel van het R&D team was om een systeem te bouwen dat voldeed aan de eisen in de specificatie.

Evolutie van software-intensieve systemen

Veel online bedrijven, maar ook de eerste embedded-systems bedrijven, bevinden zich in de volgende fase. Hier krijgen teams geen specificatie, maar eerder een set van één of meer geprioriteerde KPI’s om te verbeteren. In e-commerce is conversie vaak de belangrijkste KPI; in embedded systemen wordt vaak een gewogen mix van prestatie, betrouwbaarheid en andere kwaliteitsattributen gebruikt. Teams krijgen als doel een of meer van deze KPI’s te verbeteren zonder de andere (significant) te verslechteren. Ze moeten hypotheses hierover ontwikkelen en deze in het veld testen met behulp van bijvoorbeeld A/B-experimenten.

Hoewel de tweede fase voor veel bedrijven een grote stap voorwaarts is, is het probleem dat het nog steeds het team is dat al het zware werk doet. Vooral het uitvoeren van veel A/B-experimenten kan veel moeite kosten. De volgende stap die sommige bedrijven beginnen te verkennen is om het systeem zijn eigen experimenten te laten genereren met de bedoeling te leren over manieren om zijn eigen prestaties te verbeteren. Theoretisch valt dit in de categorie van reinforcement learning, maar het blijkt een hele uitdaging om dit in een empirische, industriële context te realiseren.

De evolutie die bedrijven doormaken om dit derde stadium te bereiken, kan in een model worden gezet, dat de activiteiten en technologieën toont die op elk niveau kunnen worden gebruikt. Vanaf niveau 2 zien we een aantal autonoom verbeterende systeemgedragingen, zoals het toevoegen van intelligente, online selectie van experimenten en het automatisch genereren van experimenten. Dit resulteert in allerlei uitdagingen, waaronder het voorspellen van de slechtste prestaties van de gegenereerde alternatieven. Als een systeem autonoom experimenten genereert en inzet, kunnen sommige van deze experimenten zeer slechte prestaties laten zien, wat betekent dat het systeem modellen nodig heeft om de slechtste uitkomst voor elk experiment te voorspellen, evenals oplossingen om lopende experimenten te annuleren als de prestaties negatief worden beïnvloed.

Evolutiemodel

'We need to start looking into online reinforcement learning'

Met de toenemende prevalentie van AI moeten we beginnen te kijken naar online reinforcement learning in software-intensieve systemen, omdat dit het autonoom verbeteren van systemen zou vergemakkelijken. Deze ambitie gaat gepaard met grote uitdagingen die we nu aan het onderzoeken zijn. Ik moedig je echter aan om te onderzoeken waar de systemen die je bouwt autonoom hun eigen gedrag zouden kunnen verbeteren. Zelfs beginnen in een klein, risicovrij hoekje van het systeem kan heel nuttig zijn om dit paradigma te leren kennen. Het algemene doel is dat elke dag dat ik je product gebruik, ik wil dat het beter wordt!

TUE PDEng beantwoordt de oproep om de toekomst van de industrie te sturen

De link tussen de industrie en de academische wereld is cruciaal voor de voorbereiding van de beroepsbevolking van morgen. Nu industriële leiders naar TU’s kijken voor geavanceerde ingenieurs om leidinggevende functies zoals die van systeemarchitect te vervullen, beantwoordt het PDEng-programma van de TUE aan de oproep door studenten persoonlijke en professionele ontwikkeling te bieden met een opleiding.

De Professional Doctorate in Engineering (PDEng) is geen typische vervolgopleiding. In feite is het programma relatief uniek voor Nederland, met slechts een paar andere landen die soortgelijke programma’s aanbieden. De Nederlandse wortels van PDEng gaan enkele decennia terug, maar in 2003 kreeg het Professional Doctorate zijn nieuwe naam en werd het door de Bologna Verklaring erkend als een derde cyclus (doctoraatsniveau) programma. Anders dan bij een PhD vereist het curriculum geen jaren van onderzoek en een lang proefschrift, maar is het een tweejarig post-masterprogramma gericht op het vergroten van systeemkennis en het in staat stellen van de volgende generatie ontwikkelaars door waardevolle praktijkervaring op te doen en uit de eerste hand toegang te krijgen tot de industrie om systeemarchitect te worden.

Elk jaar accepteert de Technische Universiteit Eindhoven (TUE) 100-120 PDEng-stagiairs in haar verschillende programma’s op het gebied van chemische, mechanische, elektrische, software- en medische engineering. “We hebben een zeer streng selectieproces om ervoor te zorgen dat onze programma’s een ongelooflijk hoog niveau handhaven,” beschrijft Peter Heuberger, de onlangs gepensioneerde programmamanager voor de PDEng-groepen Mechatronica en Automotive aan de TUE. “Om je een idee te geven, elk van mijn groepen heeft maar acht mensen. Die 16 plekken werden ingevuld uit een pool van meer dan 200 sollicitaties die we van over de hele wereld ontvingen.”

Peter Heuberger: “We zijn op zoek naar geavanceerde ingenieurs die een paar stappen terug doen en een helikopterview van het probleem aannemen.”

'Not only are they located in the neighborhood, but their extensive pool of industry-experienced engineers and experts greatly complimented our goal of getting our trainees as close to industry as possible'

Helikopter

Nu technologie exponentieel complexer wordt, is succes in technische ontwikkeling sterk afhankelijk van teams van multidisciplinaire ingenieurs die samenwerken en elk hun steentje bijdragen. Een uitdaging is echter dat ingenieurs van nature de neiging hebben om zich op één gebied te concentreren en niet het grote geheel van het hele systeem zien. “Normaal gesproken, als je een ingenieur een probleem geeft, springen ze er meteen in en beginnen ze bouten los te draaien en dingen uit elkaar te halen, gefocust op het vinden van hun eigen oplossing voor het probleem,” illustreert Heuberger. “Maar we zijn op zoek naar geavanceerde ingenieurs die een paar stappen terug doen en een helikopterview van het probleem aannemen. Niet alleen waar het probleem ligt, maar voor wie is het een probleem? Zal het volgend jaar nog steeds een probleem zijn? Wat zijn de kosten die ermee gemoeid zijn? Wat is de levensduur van het product?”

Dus hoe moedigen de programma’s Mechatronica en Automotive PDEng van de TUE hun ingenieurs aan om deze systeembenadering met een grote visie toe te passen? Ze doen een beroep op training – vooral in het eerste jaar. “Een paar jaar geleden, toen we bezig waren met het organiseren van systeemtechnische cursussen aan de universiteit, werd het duidelijk dat we niet de middelen of mankracht hadden om alle benodigde training in huis te halen,” legt Heuberger uit. “Toen hebben we High Tech Institute om hulp gevraagd bij het geven van trainingen. Ze zijn niet alleen in de buurt gevestigd, maar hun uitgebreide pool van in de industrie ervaren ingenieurs en experts was een grote aanvulling op ons doel om onze cursisten zo dicht mogelijk bij de industrie te brengen.”

“Na de eerste introductieweek laten we de cursisten meteen beginnen met de cursus Systeemdenken. Dit is waar veel van de cursisten hun eerste kennismaking met en blootstelling aan de industrie krijgen, de eisen van de industriële situatie en specifieke methodologieën om system engineering te benaderen,” zegt Heuberger. Na de eerste training besteden de cursisten de volgende perioden aan het aanscherpen van de methoden en vaardigheden die ze hebben geleerd bij het trainen van hun eigen system-engineering aanpak. “Hiervoor nemen we verschillende voorbeeldprojecten aan, die ons worden gegeven door industriële partners zoals ASML, DAF, Philips en Punch Powertrain, waarbij de stagiairs verschillende rollen op zich nemen, variërend van projectmanager en teamleider tot communicatie-, configuratie- of testmanagers. Deze oefeningen voegen meer praktische hulpmiddelen toe aan de training en geven de cursisten een beter begrip van het grotere geheel doordat ze een nieuw perspectief krijgen op de essentie van hun werk.”

'This is precisely one of the most important aspects of training, the gained awareness and perspective'

Bewustzijn

Nu de stagiairs van Mechatronica en Automotive PDEng de laatste module van het eerste jaar ingaan, doet TUE opnieuw een beroep op High Tech Institute om een training te geven over Mechatronica Systeemontwerp. “Dit is echt een hoogtepunt voor onze stagiairs die het einde van hun eerste jaar naderen, vooral voor degenen die geïnteresseerd zijn in mechatronica. In dit stadium leren ze over geavanceerde besturingstheorie van Mechatronica Academy-experts zoals Adrian Rankers,” vertelt Heuberger. “Iets wat hen echt bijblijft, is dat je niet altijd een heel geavanceerde besturingstheorie nodig hebt. Je moet de klus kunnen klaren. Als je een probleem vanuit een slim perspectief bekijkt, is soms de meest basale controletheorie de beste oplossing. Maar het kan natuurlijk ook liggen aan de besturingstoepassing of aan bijvoorbeeld de hardwareopstelling. Dit is het punt waarop het allemaal lijkt te klikken en ze echt het grote geheel zien.”

“Dit is juist een van de belangrijkste aspecten van de opleiding, het opgedane bewustzijn en perspectief,” voegt Riske Meijer, inkomend directeur van de opleidingen Mechatronica en Automotive PDEng toe. “Het besef dat als je aan een klus begint, je verder moet kijken dan één taak en één oplossing, naar de klus als geheel. Dat is wat er nodig is om een succesvolle systeemarchitect in de industrie te zijn.”

Riske Meijer: “Je moet verder kijken dan één taak en één oplossing, naar het werk als geheel. Dat is wat er nodig is om een succesvolle systeemarchitect in de industrie te zijn.”

De oproep beantwoorden

Heuberger en Meijer zullen de eersten zijn om je te vertellen dat het TUE PDEng programma geen systeemarchitecten voortbrengt, maar meer een systeemingenieur. Er is immers een groot verschil tussen het leiden van groepen van 3-5 mensen op de universiteit en het leiden van groepen van 30-50 mensen op de werkvloer. Om op het niveau van een echte systeemarchitect te komen, is ongeveer 20 jaar ervaring en ontwikkeling in de industrie nodig. Maar door jonge ingenieurs verbeterde hulpmiddelen en echte, praktische industriële ervaring te geven, geeft TUE ze een voorsprong. Natuurlijk worden niet alle stagiairs systeemarchitect, want niet iedereen is hetzelfde gebouwd. Velen van hen vinden hun plaats in andere leiderschapsrollen zoals projectmanagement, people management of technische leiding.

“Industriële partners hebben een beroep op ons gedaan om te helpen geavanceerde ingenieurs voort te brengen die verder gaan dan het masterniveau. Ze zijn op zoek naar jong talent dat als teamleider en in andere leidinggevende functies de industrie vooruit kan helpen,” stelt Heuberger. “Dus dat is wat we willen doen, we beantwoorden aan de vraag van de industrie en bereiden toekomstige ingenieurs, teamleiders, projectmanagers en systeemarchitecten voor om in die behoeften te voorzien.”

Dit artikel is geschreven door Collin Arocho, tech redacteur van Bits&Chips.

Recommendation by former participants

By the end of the training participants are asked to fill out an evaluation form. To the question: 'Would you recommend this training to others?' they responded with a 8.9 out of 10.

“Testen staat op mijn voorhoofd getatoeëerd”

Toen hij nog studeerde, had hij niet de minste interesse in chips, laat staan in het testen ervan. Nu is Erik Jan Marinissen een autoriteit op het gebied van IC-tests en design-for-test en geeft hij zelfs les over dit onderwerp.

Toen Erik Jan Marinissen vorig jaar hoorde dat zijn papers over Design for Test op de IEEE International Test Conference (ITC) hem tot de meest geciteerde ITC-auteur van de afgelopen 25 jaar hadden gemaakt, geloofde hij het niet. “Ik had een plenaire lunchsessie overgeslagen om een presentatie voor te bereiden die ik later die dag zou geven, toen voorbijgangers me begonnen te feliciteren. Waarvoor, vroeg ik hen. Ze legden uit dat net bekend was gemaakt dat ik de meest geciteerde ITC-auteur van de afgelopen 25 jaar ben. Nou, dacht ik, dat kan niet kloppen. Natuurlijk had ik in de loop der jaren een paar succesvolle papers gepresenteerd, maar de halfgoden van de testdiscipline – de mensen tegen wie ik opkijk – zouden mij toch mijlenver voor zijn,” vertelt Marinissen.

Thuis ging Marinissen aan de slag. Hij schreef een stukje software dat door de congresgegevens zeefde om een ‘hitparade’ van auteurs en papers te maken. De uitkomst was duidelijk: hij was niet alleen de meest geciteerde auteur, maar zijn voorsprong op zijn idolen was ook nog eens behoorlijk groot. Dat ITC het meest prominente wetenschappelijke forum in zijn vakgebied is, stond buiten kijf: Marinissen is een autoriteit op het gebied van testen en design-for-test (DfT) (zie inzet “Wat is design-for-test?”).

Krediet: Imec

Toen hij er zeker van was dat er geen vergissing was gemaakt, voelde Marinissen zich “ontzettend trots”. Ik heb in de loop der jaren een aantal best-paper awards gewonnen, maar die weerspiegelen meestal de mode van het moment. Wat het ene jaar populair is, is dat het volgende jaar misschien niet meer. Mijn analyse bevestigt dit eigenlijk: niet alle bekroonde papers eindigen met een hoge citatiescore. De meest geciteerde auteur zijn laat zien dat mijn werk de tand des tijds heeft doorstaan; het is als een lifetime achievement award.”

Wat is ontwerp-voor-test?
Een moderne chip bestaat uit miljoenen of zelfs miljarden onderdelen, en zelfs een enkel onderdeel dat niet goed werkt kan de hele chip ruïneren. Daarom moet elk onderdeel getest worden voordat de chip verkocht kan worden. Het wordt aan- en uitgezet en er moet worden gecontroleerd of het van status is veranderd.

Het lastige is: je kunt niet precies elke transistor multimeteren zoals je zou doen met bijvoorbeeld een printplaat. In feite is de enige manier om ze te ‘bereiken’ de I/O, en een chip heeft veel minder I/O-pinnen dan interne componenten. Sterker nog, de grootste uitdaging bij het testen is om een pad te vinden naar elke component, met dat beperkte aantal pinnen.
Deze taak is onmogelijk zonder functies aan de chip toe te voegen die het testen vergemakkelijken. Gewoonlijk is 5-10 procent van het siliciumoppervlak van een chip nodig om testen mogelijk te maken: het toevoegen van shift-register toegang tot alle functionele flip-flops, decompressie van teststimuli en compressie van testresponsen, on-chip generatie van teststimuli en overeenkomstige verwachte testresponsen voor ingebedde geheugens. Design-for-test (DfT), in zijn enge definitie, verwijst naar de ontwerpkenmerken op de chip die geïntegreerd zijn in het IC-ontwerp om de toegang tot testen te vergemakkelijken.
In de omgangstaal wordt de term DfT echter ook gebruikt om alle testontwikkelingsactiviteiten aan te duiden. Dit omvat het genereren van de teststimulatievectoren die in opeenvolgende klokcycli worden toegepast op de ingangspennen van de chip en de verwachte testresponsvectoren waarmee de testapparatuur de werkelijke testresponses vergelijkt die uit de uitgangspennen van de chip komen. Chipfabrikanten draaien deze programma’s op automatische testapparatuur in of nabij hun fabrieken.

'I soon realized how wrong I was about testing. It’s actually a diverse and interesting field! '

Divers en interessant

Het verifiëren van de berekeningen die hem een prestigieuze prijs opleverden, kan worden beschouwd als een instinct voor iemand die zijn leven heeft gewijd aan het controleren of dingen correct werken, maar Marinissen en testen waren niet bepaald liefde op het eerste gezicht. “Als student informatica aan de Technische Universiteit Eindhoven had ik niet veel affiniteit met chips of elektrotechniek. Wij CS-studenten keken eigenlijk neer op elektrotechnici. Elektrotechnici zijn alleen nuttig voor het repareren van fietslampjes, grapten we altijd. Ik weet zeker dat ze hetzelfde over ons dachten,” lacht Marinissen.

Testen leek nog minder aantrekkelijk voor Marinissen, om redenen die volgens hem vandaag de dag nog steeds gelden. “Als je niet veel van het vakgebied weet, lijkt het misschien alsof testers de rotzooi van anderen opruimen. Dat is gewoon niet erg sexy. Voor IC-ontwerp of de ontwikkeling van procestechnologie is het veel gemakkelijker om de creatieve en innovatieve aspecten te begrijpen. Zelfs vandaag de dag kom ik nog maar zelden studenten tegen die de ambitie hebben om carrière te maken in testen vanaf het moment dat ze voet aan wal zetten op de universiteit.”

Voor Marinissen was er een bijzondere wending nodig om bij testen terecht te komen. “Ik wilde mijn afstudeerwerk bij professor Martin Rem doen omdat ik hem in het algemeen aardig vond en omdat hij parttime op het Philips Natuurkundig Laboratorium werkte, waardoor hij daar afstudeerprojecten kon regelen. Zoals de meeste wetenschappers in die tijd, wilde ik graag werken op het beroemde onderzoekslab van Philips. Maar tot mijn teleurstelling had professor Rem alleen een testproject beschikbaar. Ik accepteerde met tegenzin, maar alleen omdat ik graag met de professor op het Natlab wilde werken.”

“Ik realiseerde me al snel hoe verkeerd ik het had met testen. Het is eigenlijk een divers en interessant vakgebied! Je moet iets weten over ontwerpaspecten om DfT-hardware te kunnen implementeren, over fabricage om te weten wat voor defecten je tegenkomt en over algoritmen om effectieve testpatronen te genereren. Het is eigenlijk grappig. Aanvankelijk kon ik niet minder enthousiast zijn over testen, maar inmiddels staat het op mijn voorhoofd getatoeëerd.”

Stapelmatrijzen

Nadat hij in 1990 zijn stage bij het Natlab had afgerond, overwoog Marinissen even om bij Shell Research te gaan werken, maar hij besloot dat het zinvoller was om bij een bedrijf te gaan werken dat elektronica als core business heeft. Hij solliciteerde bij het Natlab, werd aangenomen maar volgde eerst een tweejarige postacademische ontwerpcursus. Na afronding hiervan begon Marinissens carrière in 1992.

“Bij Philips hield ik me vooral bezig met het testen van systemen-op-chip die embedded cores bevatten. Een SoC combineert meerdere kernen, zoals Arm- en DSP-microprocessorkernen, en dat maakt het testen complexer. Ik hielp bij de ontwikkeling van de DfT daarvoor, die nu is opgenomen in de IEEE 1500 standaard voor embedded core test. Toen de standaard in 2005 werd goedgekeurd, zeiden veel mensen dat het te laat was. Ze dachten dat bedrijven al vastgeroest zouden zijn. Dat was niet het geval. Langzaam maar zeker is IEEE 1500 de standaard geworden voor de industrie.”

Marinissen heeft er alle vertrouwen in dat hetzelfde uiteindelijk zal gebeuren met een andere standaard die hij heeft helpen opzetten. Hij werkte hieraan nadat hij in 2008 van Philips, wiens halfgeleiderdivisie inmiddels was afgestoten als NXP, overstapte naar Imec in Leuven. Hij nam eigenlijk zelf het initiatief voor de IEEE 1838 standaard voor testtoegangsarchitectuur voor driedimensionale gestapelde geïntegreerde schakelingen. Hij was jarenlang voorzitter van de werkgroep die de standaard ontwikkelde, totdat hij zijn maximale termijn bereikte en iemand anders het roer overnam. De standaard werd vorig jaar goedgekeurd.

“Het stapelen van chips was een veelbesproken onderwerp toen ik bij Imec kwam werken. Conceptueel verschillen 3D-chips niet van SoC’s: meerdere componenten worden gecombineerd en moeten samenwerken. In 2010 had ik bedacht hoe de standaard eruit moest zien, ik had er een artikel over gepubliceerd en ik dacht: laten we die standaard snel in elkaar zetten. Deze dingen duren altijd veel langer dan je zou willen,” verzucht Marinissen.

Zijn harde werk wierp echter zijn vruchten af. Nog voordat de standaard zijn definitieve goedkeuring kreeg, ontving de wetenschappelijk directeur bij Imec de IEEE Standards Association Emerging Technology Award 2017 “voor zijn passie en initiatief ter ondersteuning van de creatie van een 3D-teststandaard.”

Krediet: Imec

Bladeren door de dia’s

Zoals veel onderzoekers geeft Marinissen ook graag les. Hij aanvaardde een positie als gastonderzoeker aan de TUE om studenten te begeleiden die – anders dan hijzelf toen hij zo oud was – geïnteresseerd zijn in DfT. In een vroeg stadium raakte hij ook betrokken bij de test- en DfT-cursus van het interne trainingscentrum van Philips, het Centre for Technical Training (CTT). “Aanvankelijk werd het grootste deel van de cursus gegeven door Ben Bennetts, een externe docent, maar ik nam het over toen hij in 2006 met pensioen ging. Ik herinner me dat ik één cursus heb gegeven toen ik nog bij NXP werkte, maar daarna jaren geen enkele – ook al mocht dat van Imec. Er was gewoon geen vraag naar.”

“Toen, in 2015, werd ik plotseling gevraagd om het twee keer in één jaar te geven. Sindsdien is er ongeveer één keer per jaar een cursus.” Tegen die tijd was de training “Test and design-for-test for digital integrated circuits” onderdeel geworden van het aanbod van het onafhankelijke High Tech Institute, hoewel, niet verrassend, veel van de cursisten werken bij bedrijven die voortkomen uit Philips Semiconductors. “Veel deelnemers hebben een achtergrond in analoog ontwerpen of testen en krijgen steeds meer te maken met digitale componenten. Ik denk dat dat begrijpelijk is, gezien de uitgebreide mixed-signal expertise in de Brainport regio.”

“Ik ben dan wel de leraar, maar het is geweldig om in een ruimte te zijn met zoveel cumulatieve halfgeleiderervaring. Er komen voortdurend interessante en intelligente vragen naar boven – vaak vragen waar ik een nachtje over moet slapen voordat ik een goed antwoord heb. Het is een hele uitdaging, maar ik geniet er enorm van. Net als, denk ik, de studenten. Ik weet zeker dat ze liever uitdagende interacties hebben dan dat ik door mijn Powerpoint-presentjes blader.”

Van het met tegenzin accepteren van een afstudeeropdracht tot het delen van zijn gezaghebbende DfT-expertise in de klas – de jonge Erik Jan Marinissen zou het nooit hebben geloofd.

Recommendation by former participants

By the end of the training participants are asked to fill out an evaluation form. To the question: 'Would you recommend this training to others?' they responded with a 8.6 out of 10.

Zoveel gegevens, zo weinig waarde

Onlangs, in een gesprek met een bedrijf over datagedreven worden, liep ik tegen dezelfde uitdaging aan als zo vaak: het bedrijf beweert zoveel gegevens te verzamelen, maar de hoeveelheid waarde die uit die gegevens wordt gegenereerd is erg klein. Je vraagt je af wat er ten grondslag ligt aan deze patronen van, ogenschijnlijk, enorme hoeveelheden gegevens die worden verzameld, maar heel weinig van die gegevens die worden gebruikt om iets van waarde te creëren. Mijn ervaring is dat er ten minste drie factoren een rol spelen: gevoel van eigenaarschap, lokale optimalisatie en de kosten van het ‘produceren’ van gegevens.

Een typisch patroon in veel organisaties is dat teams die gegevens genereren en verzamelen voor hun doeleinden, zich sterk eigenaar voelen van die gegevens en niet willen dat anderen met hun grote, dikke vingers aan “hun gegevens” komen peuteren. Het is van hen en als iemand anders soortgelijke gegevens nodig heeft, kunnen ze die zelf gaan verzamelen in plaats van ze gratis van het team te krijgen.

Dit leidt tot veel kleine eilandjes van gegevens die volledig losgekoppeld zijn en niet samenkomen in iets dat waardevoller is dan de som der delen. Teams kunnen opscheppen over al hun gegevens, maar niemand anders kan ze gebruiken.

Elk team dat besluit dat ze gegevens nodig hebben om de kwaliteit van hun beslissingen te verbeteren, zal zich richten op hun eigen uitdaging en alleen verzamelen wat ze nodig hebben op het niveau van detail, frequentie en aggregatie dat ze nodig hebben. Bovendien kunnen ze op elk moment beslissen om de manier waarop gegevens worden verzameld en welke gegevens worden verzameld fundamenteel te veranderen.

Het gevolg is dat de gegevens meestal moeilijk te gebruiken zijn buiten de onmiddellijke context waarvoor ze gegenereerd werden. Dit leidt ertoe dat verschillende teams zeer gelijkaardige gegevens verzamelen door een gebrek aan coördinatie. Ook kunnen teams die zich realiseren dat ze gegevens nodig hebben, omdat weinig teams nadenken over het bredere gebruik, de bestaande gegevens niet hergebruiken omdat ze zo specifiek zijn voor de use case waarvoor ze zijn verzameld.

Als een team besluit om zijn gegevens beschikbaar te stellen voor anderen, moet het documentatie over de semantiek van de gegevens verstrekken, een systeem opzetten voor het vinden en downloaden van gegevenssets, ervoor zorgen dat wijzigingen in de manier waarop gegevens worden verzameld, de semantiek, enzovoort, zorgvuldig worden gecommuniceerd met belanghebbenden en natuurlijk reageren op verzoeken van deze belanghebbenden en wijzigingen aanbrengen in de gegevensverzamelingsprocessen, niet om er zelf beter van te worden, maar om anderen in de organisatie te helpen. En, last but not least, kan het team gemakkelijk verantwoordelijk worden gehouden voor privacy, GDPR, beveiliging en andere zorgen die bedrijven hebben rond de opgeslagen gegevens.

'Teams will actively try to not share data'

Het gevolg is dat, tenzij er een tegenkracht aanwezig is, teams actief zullen proberen om gegevens niet te delen vanwege de moeite en de kosten van het delen met anderen in de organisatie. Dit leidt weer tot veel gegevens die worden vastgelegd, opgeslagen en gebruikt voor specifieke, smalle use cases, maar geen synergie, geen end-to-end begrip van systemen in het veld en de manier waarop klanten ze gebruiken, enzovoort.

De oplossing voor deze uitdagingen is een hiërarchische benadering van waardemodellering waarbij je top-down bedrijfs-KPI’s verbindt met meetgegevens op een lager niveau die direct uit het veld kunnen worden verzameld. Door deze hiërarchische, acyclische, gerichte grafiek op te bouwen en de relatie tussen factoren op hoger en lager niveau kwantitatief vast te stellen, kunnen we eindelijk beginnen met het genereren van bedrijfswaarde uit alle gegevens die we verzamelen.

Het is niet eenvoudig om van de huidige staat naar dit hiërarchische waardemodel te gaan, al was het maar omdat de meeste mensen in de bedrijven waar ik mee werk het extreem moeilijk vinden om te bepalen voor welke kwantitatieve factoren we optimaliseren, en als we het al weten, is de relatieve prioriteit van deze factoren een bron van aanzienlijke discussie. Het biedt echter enorme voordelen, omdat je het verzamelen van gegevens kunt richten op de dingen die er toe doen, de gegevens kunt gebruiken om beslissingen van hogere kwaliteit te nemen en op gegevens gebaseerde aanbiedingen aan klanten kunt doen die je anders niet had kunnen doen. Zoals het gezegde luidt: het gaat er niet om wat je hebt, maar hoe je het gebruikt!

Wat is de basis van goede communicatie?

Trainer Communicatie en leiderschap

Een ingenieur vraagt:

Ik werk al vele jaren als chief design engineer. Toch krijg ik regelmatig te horen dat ik beter moet communiceren. Inmiddels ben ik op het punt gekomen dat ik wat verbeteringen wil aanbrengen, maar wat bedoelen ze precies met “beter communiceren” en hoe doe ik dat?

De communicatietrainer antwoordt:

Goede communicatievaardigheden zijn nodig om goed samen te werken in complexe projecten. Het komt erop neer dat je weet hoe je een boodschap geeft en hoe je de informatie die iemand anders je geeft op de juiste manier ontvangt. De noodzakelijke voorwaarde om dit te laten slagen is contact tussen zender en ontvanger.

Contact maak je door aandacht te besteden aan de persoon met wie je praat. Je moet dus interesse tonen in de ander. Als de ander ook aandacht voor jou heeft, is het contact gelegd. Vergelijk het met het bellen van een collega. Op het moment dat de verbinding er is en de lijn geruisloos is, kun je dingen gaan bespreken.

Door actief te luisteren, zorg je ervoor dat je de boodschap van de ander begrijpt. Dit doe je door toe te passen: luisteren, samenvatten en vervolgvragen stellen. Luisteren betekent aandacht hebben voor de ander. Je vat samen door bijvoorbeeld te zeggen: “Oké, ik begrijp dat …” of “Oké, ik hoor je dit en dat zeggen, klopt dat?”. De andere persoon hoort wat je hebt geleerd en krijgt de bevestiging dat je het goed hebt begrepen, of hij heeft de gelegenheid om wat correcties aan te brengen of het niveau van zijn uitleg aan te passen aan het niveau van jouw begrip. In beide gevallen is dit prettig voor degene die vertelt en schept het duidelijkheid.

Wanneer je je boodschap verstuurt, is het belangrijk om zo concreet mogelijk te zijn. Kwantificeer waar je kunt. Dit maakt je verhaal altijd beter. Stem je verhaal af op het begripsniveau en de focus van de ander. Wat wil de ander weten? Waarschijnlijk is je projectmanager vooral geïnteresseerd in de planning, risico’s of kosten en minder in technische details. De salesmanager is waarschijnlijk meer geïnteresseerd in de gevolgen voor zijn klant dan in het probleem zelf. Je kunt dit van tevoren inschatten en er rekening mee houden in je verhaal.

'The game of sending and receiving rarely runs smoothly'

Maar nu het belangrijkste. Het spel van zenden en ontvangen verloopt zelden soepel. Simpelweg omdat we allemaal ons eigen referentiekader hebben en elkaar dus niet meteen begrijpen. Het is daarom uiterst belangrijk dat je altijd oplet of je boodschap overkomt en dat je reageert als dat niet zo is.

Je merkt dat je boodschap overkomt als de ander aandachtig naar je verhaal luistert en misschien af en toe instemmend knikt. Als de ander echter plotseling van houding verandert, fronst of iets begint te zeggen, kan dit een teken zijn dat je boodschap niet goed overkomt. Het kan zijn dat de ander iets niet begrijpt, een interessante associatie heeft of het er niet mee eens is. Je weet het pas als je het controleert.

En dat laatste is dus wat je moet doen. Doorgaan met je eigen verhaal terwijl de ander afdwaalt in zijn eigen gedachten bereikt weinig. Op het moment dat je merkt dat er iets gebeurt met de aandacht van de ander, draait de communicatie honderdtachtig graden en schakel je over van zenden naar ontvangen. Je vraagt: ”Ik zie je fronsen, vertel …” of ”Wil je iets zeggen, vertel …”. Op deze manier schommelt de communicatie heen en weer en kom je snel tot helderheid.

Moet je onmiddellijk stoppen met je verhaal bij elke spier die de ander vertrekt? Nee, maar het is wel aan te raden om je altijd bewust te blijven van de reactie van de ander op je verhaal terwijl je het vertelt. Check het in ieder geval om de zoveel tijd door te vragen: “Hoe klinkt het tot nu toe? Op die manier nodig je de ontvanger van je boodschap uit om te reageren en krijg je feedback over hoe je verhaal is aangekomen.

 

Val niet voor symptomen

De afgelopen weken ben ik met verschillende bedrijven in gesprek geweest en hetzelfde probleem deed zich voor: mijn contactpersonen stelden een verandering aan de orde die ze in hun organisatie wilden realiseren en vroegen me om hulp bij het realiseren ervan. Toen ik vroeg hoe ze in de situatie terecht waren gekomen die deze verandering noodzakelijk maakte, waren de meesten stomverbaasd – het was duidelijk dat ze hier niet aan hadden gedacht.

Natuurlijk zijn we als ingenieurs getraind om in oplossingen te denken en velen van ons volgen die training op de voet. Het ontwikkelen van een oplossing voor een probleem dat eigenlijk een symptoom en het gevolg van iets anders is, is echter volkomen nutteloos omdat de kans dat de oplossing iets oplost net zo groot is als de overlevingskans van een sneeuwvlok in de hel.

Verschillende R&D-afdelingen willen bijvoorbeeld continuous deployment of DevOps introduceren in hun bedrijf, maar stuiten op sterke weerstand van sales en customer support. Velen klagen dat de mensen aan de andere kant van het hek het gewoon niet snappen. Als je de situatie echter analyseert, is het duidelijk dat de introductie aanzienlijke kosten met zich meebrengt en een fundamenteel andere relatie met klanten. En zonder een businessmodel om de continue levering van waarde te gelde te maken, heeft het geen zin om DevOps in te voeren. Dus, in plaats van te benadrukken dat de mensen aan de zakelijke kant idioten zijn, werk samen met hen om uit te zoeken hoe je bedrijfsmodellen en klantbetrokkenheidsmodellen kunt creëren die zinvol zijn en werk vervolgens samen met leidende klanten om te experimenteren met dit nieuwe model.

Velen kennen de “regel van 5 waarom’s”: het idee om na het observeren van een probleem vijf keer “waarom” te vragen om van de waargenomen symptomen naar de werkelijke hoofdoorzaken te gaan. De uitdaging is dat deze regel in de praktijk lang niet zo vaak wordt gevolgd als zou moeten.

Een verwante en volgende uitdaging is dat zelfs als we de hoofdoorzaak hebben geïdentificeerd en een idee hebben om het op te lossen, er een enorme weerstand in de organisatie is om alles te implementeren wat nodig is om daadwerkelijk vooruitgang te boeken. In plaats daarvan is er de neiging om de implementatie van iets kleins te ondersteunen, zodat het voor iedereen in het bedrijf aanvaardbaar is. Het resultaat is vaak een verwaterd en verkleind voorstel dat brede steun krijgt, maar dat weinig meer biedt dan een symbolische inspanning met weinig echte impact op het bedrijf. In het algemeen is mijn ervaring dat hoe meer een organisatie gepolitiseerd is, hoe meer ze geneigd is zich te richten op symptomen in plaats van op de hoofdoorzaken en hoe meer ze geneigd is zich te richten op verwaterde veranderingsinitiatieven die de illusie van actie wekken maar niet leiden tot echte verandering.

'Build a common platform of a root cause focused understanding'

Mijn advies ligt voor de hand. Gebruik eerst je intelligentie en ervaring om een goed begrip te ontwikkelen van de onderliggende oorzaken van waargenomen verschijnselen. Trap niet in de val om te geloven wat iedereen gelooft. Ten tweede, gebruik je sociale en interactievaardigheden om je begrip met anderen te bevestigen en een gemeenschappelijk platform op te bouwen van een op de onderliggende oorzaken gericht begrip. Ten derde, als je eenmaal een gemeenschappelijk begrip hebt vastgesteld, onderzoek dan meerdere (in plaats van slechts één) wegen om de geïdentificeerde hoofdoorzaak aan te pakken en bouw een platform op voor de weg die de vereiste impact heeft terwijl de bijkomende schade tot een minimum wordt beperkt. Ten vierde, als er voldoende overeenstemming is, ga dan verder met de uitvoering op een iteratieve, experimentele manier waarbij je één end-to-end deel van de organisatie door de verandering haalt, de impact observeert en meet, dienovereenkomstig aanpast en verder gaat met het volgende deel. Vind gedurende dit alles de juiste balans tussen het aansturen en toegewijd zijn aan het realiseren van de verandering en een objectieve, reflectieve houding waarbij je in staat bent om de nadelen van de verandering en de noodzaak voor aanpassing waar nodig te identificeren.

Zoals de boeddhisten zeggen, ligt het verschil in het kleine venster tussen trigger en reactie. In plaats van instinctief te reageren op wat het leven je voor de voeten werpt, sta je even stil, denk je na en neem je een beslissing over een actie die daadwerkelijk resulteert in wat je wilt bereiken. Met andere woorden, denk in plaats van te reageren.

Gegevensgestuurd werken echt maken

Onlangs heb ik als expert een workshop verzorgd bij een bedrijf dat datagedreven wilde worden. Anders dan de productbedrijven waar ik normaal gesproken mee werk, is dit bedrijf een dienstverlener met een groot aantal medewerkers die diensten aanbieden aan klanten. Tot de deelnemers aan de workshop behoorden de CEO en het hoofd bedrijfsontwikkeling, evenals verschillende anderen die deel uitmaken van het managementteam van het bedrijf of daar dicht bij staan.

In veel opzichten lijkt dit de ideale opstelling te zijn, omdat je ervan uitgaat dat we alle managementondersteuning hebben die we nodig hebben en een aantal van de slimste mensen in het bedrijf bij ons hebben. Dit werd zelfs versterkt doordat verschillende mensen in het bedrijf vertelden dat ze al heel lang met gegevens werken. Desondanks liepen we tegen een aantal aanzienlijke uitdagingen aan en kwamen we lang niet zo ver als we hadden gehoopt.

De eerste uitdaging was om concreet te worden over specifieke hypotheses om te testen. Hoewel we concrete voorbeelden van hypotheses en bijbehorende experimenten deelden toen we begonnen met brainstormen en teamwerk, had iedereen het ongelooflijk moeilijk om van een doel op hoog niveau, het verhogen van een specifieke bedrijfs-KPI, bijvoorbeeld klanttevredenheid, naar een specifieke hypothese en een bijbehorend concreet experiment te gaan. Daar zijn veel redenen voor. Een voor de hand liggende is dat veel mensen vinden dat ‘iemand’ ‘iets moet doen’ aan datgene waarover ze zich zorgen maken, maar nooit veel hersencycli besteden aan het nadenken over hoe dat eruit zou zien.

De tweede uitdaging was dat voor alle gegevens die het bedrijf tot zijn beschikking had, de gegevens die relevant waren in de betreffende situatie vaak niet beschikbaar waren. Veel bedrijven waar ik mee werk beweren dat ze heel veel gegevens hebben en velen in de organisatie zijn dan echt verbaasd dat ‘gewoon’ de gegevens die ze nodig hebben niet zijn vastgelegd. Als je erover nadenkt, ligt het voor de hand dat dit het geval zou zijn, aangezien het aantal hypotheses dat je kunt formuleren vrijwel oneindig is en de kans dat gegevens niet beschikbaar zijn dus vrij groot is.

De derde uitdaging waar we tegenaan liepen was dat zelfs in de gevallen waarin de gegevens beschikbaar waren, deze geaggregeerd bleken te zijn en/of een te lage registratiefrequentie hadden om relevant te zijn voor het doel dat we voor ogen hadden. Dus, we hebben de gegevens, maar ze zijn in een vorm die niet de analyse mogelijk maakt die we willen doen.

De reactie op deze uitdagingen is, zoals je zou verwachten, erop uit gaan en verzamelen wat we nodig hebben om het experiment voort te zetten om tot een bevestiging of verwerping van de hypothese te komen. Het grappige besef dat ik had, is dat hoe relevanter en belangrijker de hypothese is vanuit een zakelijk perspectief, hoe waarschijnlijker het is dat het te maken heeft met regelgevende beperkingen die beperken wat kan worden verzameld zonder door een heleboel disclaimers en toestemmingen te gaan. We kwamen dus in de situatie terecht dat verschillende veelbelovende hypotheses niet testbaar waren vanwege juridische beperkingen.

Tot slot, zelfs als we een specifieke hypothese en bijbehorend experiment hadden en we in staat waren om de gegevens te verzamelen die we nodig hadden, bleek het ontzettend moeilijk om op te schalen naar het punt van statistische significantie. Het uitvoeren van een grootschalig experiment dat een behoorlijke kans op mislukking heeft, maar dat erg duur en riskant is om uit te voeren, doet het doel van experimenteren een beetje teniet.

Een datagestuurde organisatie worden is een van de belangrijkste doelen die elk bedrijf zou moeten hebben. Het zorgt voor een veel hogere kwaliteit van besluitvorming en activiteiten en bereidt je voor op het gebruik van AI als een belangrijke differentiator en enabler. De stap van woord naar daad is echter een uitdagende reis waarbij je idealiter leert van de fouten van anderen voordat je zelf nieuwe fouten maakt. We hebben de gegevens nodig, maar we moeten het slim uitvoeren.

Training is de sleutel tot superieure chipkennis bij NXP

Omdat de complexiteit van elektronica en halfgeleiders blijft toenemen, moeten ingenieurs buiten hun comfortzone treden en nieuwe taken op zich nemen om te kunnen blijven voldoen aan de toenemende eisen op het gebied van chipprestaties. Voor de afdeling storingsanalyse van halfgeleidergigant NXP is het trainen van werknemers en het verbreden van de kennisbasis essentieel om de leiding te behouden.

Al bijna 25 jaar weet Johan Knol precies waar hij heen wil. In 1996, net klaar met zijn master elektronica met een focus op analoog ontwerp en halfgeleiderverwerking aan de Universiteit Twente, had hij zijn zinnen gezet op een baan bij de halfgeleidertak van Philips – dat later werd omgedoopt tot NXP. “Ik zag wat Philips op dat moment bereikte in de halfgeleiderindustrie en dat was indrukwekkend. Maar toen al was het voor mij overduidelijk dat de industrie een grote inhaalslag nodig had, vooral in de analoge chipwereld,” herinnert Knol zich, Manager Failure Analysis for Security and Connectivity bij NXP. “Ik kwam naar Nijmegen voor een rondleiding door hun geavanceerde MOS-4-fabriek en dat wekte echt mijn interesse. Ik wist dat dit een plek was waar echte innovatie kon worden gerealiseerd en ik wilde daar deel van uitmaken.”

In zijn 25 jaar bij het bedrijf heeft Knol verschillende functies bekleed. Eerst als apparaatfysicus, daarna als procesintegratie-ingenieur – werken aan het verbeteren van het totale proces van ontwikkeling tot productie – voordat hij koos voor een overstap naar de afdeling faalanalyse (FA) van NXP. “Ik heb gekozen voor faalanalyse omdat het alle hoeken van NXP combineert. In wezen werken we in een ultramodern silicium debug-lab, waar mijn groep verantwoordelijk is voor het identificeren van elektrische storingen in alle nieuwe producten die NXP lanceert en ervoor moet zorgen dat al onze producten aan de hoogste kwaliteitsnormen voldoen”, beschrijft Knol. “We helpen de ontwerpteams bij het identificeren van problemen in de ontwerp- en productieketen. Om dat te kunnen doen, voorziet NXP ons van de beste apparatuur om alle analyseverzoeken te kunnen verwerken, van mixed-signal verwerkingstechnologieën tot 16 nm, en met behulp van technieken als laserspanning probing, laser frequency mapping en nanoprobing – we doen het allemaal.”

Evoluerende

Een aspect van het siliciumdomein dat Knol in zijn 2,5 decennia in dienst is tegengekomen, is hoe snel de industrie lijkt te evolueren. Volgens hem moeten ingenieurs, althans in zijn afdeling, veel verder gaan dan hun aandachtsgebied en hun begrip van de hele productieketen van NXP verbreden, vooral omdat de complexiteit van chips blijft exploderen. Een essentieel hulpmiddel waarop hij vertrouwt om zijn team scherp te houden: training en persoonlijke ontwikkeling.

“Bijna niemand komt van de universiteit, of zelfs van een andere afdeling, met een solide beheersing van het hele veld bij NXP. Als iemand bij ons team komt, moet hij minstens 4 tot 5 verschillende gebieden van de productieketen leren,” vertelt Knol. “Alleen met die kennis kun je het soort problemen oplossen die we krijgen toegestuurd – dat wil zeggen dat een chip niet werkt, maar je geen idee hebt waarom. Gewoonlijk hebben nieuwe mensen een achtergrond in natuurkunde of scheikunde of elektronica, en misschien hebben ze zelfs ervaring in analoog of digitaal ontwerp, maar iemand aannemen met kennis van mixed-signal design en deze andere disciplines gebeurt niet echt.”

Voor Knol is het echter juist dit begrip van meerdere aspecten en disciplines dat zo cruciaal is voor het succes van NXP’s FA-lab, en waarom hij zo gelooft in technische training. Knol: “Ons competentieprogramma is vooral gericht op het verbreden van de kennis van onze engineers. Ze moeten een brede kijk hebben op alles wat komt kijken bij het maken van een chip.”

'At NXP, we’ve had a shift from truly analog design to embedding digital more and more – so mixed-signal designs – and it’s happening ridiculously fast'

Digitale overgang

Een drijvende kracht die Knol en NXP hebben ervaren in de halfgeleidersfeer is de overgang van analoge naar digitale chips, of op zijn minst een combinatie van die twee. “Bij NXP hebben we een verschuiving gehad van echt analoge ontwerpen naar het meer en meer inbouwen van digitaal – dus mixed-signal ontwerpen – en dat gaat belachelijk snel,” zegt Knol. “Maar zelfs producten die in het verleden 100 procent analoog waren, worden nu om goede redenen meer digitale kernen ingebed.”

Knol gebruikt het voorbeeld van NXP’s productlijn voor slimme antenneoplossingen voor 5G-toepassingen, waar ze vroeger alleen RF-transistors of RF-versterkers met lage ruis leverden, maar nu zijn begonnen met het inbouwen van digitale inhoud in die lijn chips. “Deze chips zijn nu veel complexer en de ingenieurs die jaren hebben besteed aan het perfectioneren van het analoge ontwerp worden nu plotseling geconfronteerd met producten met digitale inhoud. In het begin wisten ze niet hoe ze daarmee om moesten gaan, hoe ze dat moesten interpreteren of zelfs hoe ze moesten testen.”

Toen nam de FA-afdeling van NXP contact op met High Tech Institute en regelde een in-company sessie van de technische training “Test and design-for-test for digital integrated circuits”. “Deze verschuiving naar digitaal gaat niet weg, het wordt alleen maar meer. Als eenheid besloten we dat we nieuwe competenties op dit gebied moesten ontwikkelen en deze training was een perfecte gelegenheid,” benadrukt Knol. “We kozen voor High Tech Institute vanwege de onmiskenbare link met de hightechindustrie. Ze hebben een sterk begrip van het domein omdat de trainers daadwerkelijk uit de industrie komen. Nog belangrijker is dat we rechtstreeks met hen konden samenwerken om de inhoud van de technische training af te stemmen op onze specifieke behoeften. Dat was de echte kracht die we zagen in High Tech Institute.”

 

Tijdmanagement

Natuurlijk is het succes van elk technologiebedrijf afhankelijk van hoogopgeleide en zeer technische mensen. Soms kan succes echter ook voortkomen uit de zachte vaardigheden van werknemers – zoals goede communicatie, stakeholdermanagement en tijd zo efficiënt mogelijk gebruiken. Maar nu de complexiteit blijft toenemen en ingenieurs meer verantwoordelijkheid krijgen, kunnen de zachte vaardigheden soms een uitdaging vormen. “We hebben bij NXP een aantal echt uitmuntende geesten. Onze ingenieurs behoren tot de beste ter wereld. Maar we hebben gemerkt dat de meest gespecialiseerde technische mensen vaak tekortschieten op het gebied van soft skills”, beschrijft Knol. “Efficiëntie is de sleutel in een omgeving als deze, wat betekent dat je elke dag wordt uitgedaagd om meer te doen in je dagelijkse inspanningen.”

Dit kan een beetje lastig zijn wanneer je probeert een balans te vinden tussen werk, vergaderingen, planning en de vele persoonlijkheden die je op de werkplek tegenkomt. Daarom heeft NXP een andere technische training van High Tech Institute overgenomen: “Time management bij innovatie“. “We zagen dat mensen worstelden met timemanagement. Om eerlijk te zijn was ik er zelf ook een van. Dus hebben we deze training overgenomen en er een standaardcursus van gemaakt voor onze mensen – wat betekent dat iedereen hem op een bepaald moment zou moeten volgen. En uit eigen ervaring kan ik zeggen dat deze technische training zeer nuttig is,” zegt Knol. “Mensen kwamen terug van deze cursus omdat ze nieuwe tools hadden geleerd om een betere planning in hun werk te verankeren, ze hadden geleerd hoe ze het beste grenzen konden stellen en hoe ze de problemen die ze tegenkwamen in de communicatie met anderen konden aanpakken. Dus ja, dat is een andere standaardmodule geworden die we onze mensen aanbieden. Timemanagement, opleiding, zelfreflectie, leiderschap en wereldwijd werken in projectteams. Dit soort cursussen zijn heel belangrijk voor ons geworden. We geloven dat door te investeren in deze trainingen om onze werknemers te helpen hun persoonlijke ontwikkeling te verbeteren, het ons een sterkere afdeling binnen NXP maakt.”

Dit artikel is geschreven door Collin Arocho, tech editor van Bits&Chips.

Klaus Werner kookt een nieuwe RF-training in vaste fase

RF-energiesystemen hebben een enorme transformatie ondergaan sinds de begindagen van de buismagnetrons. Maar volgens Klaus Werner, trainer aan het High Tech Institute, is het ruwe vermogen van de buis moeilijk te evenaren, maar biedt de nieuwe generatie RF geïntegreerde schakelingen in vaste vorm ongekende controle, efficiëntie en reproduceerbaarheid.

Klaus Werner kende geen gewone start op het gebied van RF-energieoplossingen. Na zijn studie natuurkunde aan de universiteit van Aken kwam hij naar de Technische Universiteit Delft om CVD-systemen voor halfgeleidertechnologie verder te ontwikkelen. “Destijds was het de bedoeling dat ik daar maar zes maanden zou blijven,” herinnert Werner zich. Maar acht jaar en een doctoraat in de groei van siliciumgermanium in CVD-systemen later, bevond Werner zich nog steeds in Delft. “Het was absoluut tijd voor een nieuwe uitdaging,” herinnert hij zich. In 1995 ging Werner voor 10 jaar aan de slag bij de MOS-3 fab in Nijmegen voordat hij naar Eindhoven ging bij het Philips-team dat verantwoordelijk is voor laser-verplaatsingssensoren – de sensoren die vandaag de dag nog steeds worden gebruikt in computermuizen.

Het paste niet helemaal bij Werner en de meer dan 3 uur die hij elke dag voor zijn werk moest reizen, werkte gewoon niet. Dus ging hij terug naar Nijmegen, waar hij deel ging uitmaken van de RF power groep bij NXP. “De groep hield zich vooral bezig met de ontwikkeling van halfgeleidertechnologie en apparaten voor hoogvermogen, hoogfrequente RF-toepassingen. Met name op het gebied van basisstations voor het cellulaire netwerk, telefoon, radarsystemen en voor een groot deel radio-TV transmissie,” beschrijft Werner. Maar het was toen hij bij NXP was dat hij zag dat mensen de elektromagnetische golven niet toepasten voor communicatie en data, maar hun pure energie gebruikten om plasma’s aan te drijven voor lasers, lampen en zelfs medische toepassingen, bijvoorbeeld bij hypothermie.

Witgoed

Plotseling begon de activiteit op het gebied van solid-state RF-energie echt op te lopen, met name door witgoedbedrijven, die hun naam ontleenden aan de standaard wit gecoate buitenkant van huishoudelijke apparaten. “Whirlpool en een aantal anderen zagen een zakelijke kans om magnetrons te verbeteren in de manier waarop ze voedsel opwarmen,” legt Werner uit. “Toen hebben we de RF Energy Alliance opgericht, een industrieel consortium dat zich richtte op het vaststellen van standaarden, het creëren van routekaarten en het ontwikkelen van nieuwe generaties van de technologie om consensus te bereiken en de kosten te verlagen.” Maar een paar jaar later trokken de witgoedbedrijven zich terug, omdat het gewoon te lang duurde voordat ze de kosten omlaag hadden gebracht om een concurrerend aanbod te hebben ten opzichte van de magnetrons.

“NXP, als halfgeleiderbedrijf, wilde zich concentreren op componenten en de technologie achter de componenten. Tegelijkertijd was ik gefocust op het openlijk verspreiden van kennis en interesse in de technologie en haar toepassingen, en uiteindelijk besloten we uit elkaar te gaan,” zegt Werner. “Toen besloot ik in de leemte te springen die ik zag op het gebied van RF-energie, en creëerde Pink RF – met de naam ‘pink’ als knipoog naar de borstkanker ondersteuningsorganisatie Pink Ribbon – met een algemeen verlangen om de technologie te ontwikkelen voor breed gebruik op gebieden die het leven van mensen echt kunnen helpen, bijvoorbeeld in de geneeskunde.”

'One of the major hurdles in getting this technology known and used by broader audiences is sharing the knowledge about it'

Kennis delen

Ondanks het uiteenvallen van de RF Energy Alliance, geloofde Werner heilig in de belofte van de technologie en wist hij dat de inspanningen van het mislukte consortium echt waardevol waren. “Een van de grootste obstakels om deze technologie bekend te maken en te laten gebruiken door een breder publiek is het delen van de kennis erover,” beweert Werner. “Ik schreef artikelen, bereidde workshops en trainingen voor, alles om de kennis te vergroten. Ik merkte dat veel mensen gewoon geen goed idee hadden hoe ze deze ongebruikelijke warmtebron moesten benaderen.” Weigerend om op te geven, kwam Werner in contact met het International Microwave Power Institute (IMPI), dat veel van hetzelfde outreach- en promotiewerk op het gebied van microgolfvermogen deed als waar hij naar op zoek was in de oude RF Energy Alliance. Vandaag de dag is hij voorzitter van IMPI’s RF-energiesectie en is hij verantwoordelijk voor het verspreiden van informatie over de unieke technologie en het creëren van trainingsmogelijkheden om zijn kennis te delen.

“Dat is een van de redenen waarom ik me wilde aansluiten bij High Tech Institute. Het is een echt instituut dat verder gaat dan alleen het geven van workshops. Het stelt ons in staat om technische mensen beter te bereiken en contact te maken met een specifiek publiek en in te spelen op hun specifieke behoeften,” zegt Werner enthousiast. “Een van de beste dingen is dat veel deelnemers al een goed begrip hebben van wat de technologie inhoudt. Alles wat ze al op school hebben geleerd, over het gedrag van golven en diffractie en breking, is nog steeds absoluut waar. Dat idee alleen al heeft grote gevolgen, vanuit een fundamenteel aspect. Het helpt de geesten los te maken en begint perspectief op te bouwen rond deze technologie.”

Nieuwe training

Werner’s eerste editie van de nieuwe “Solid-state generated RF and applications” training is bedoeld om precies dat te doen. De driedaagse cursus geeft deelnemers een kijkje in de ontwikkelingen van de technologie, van de vorige generatie hoogfrequente buismagnetrons tot de hedendaagse, op solid-state elektronica gebaseerde energiebron. “In termen van ruw vermogen zijn de magnetrons moeilijk te verslaan. Het probleem komt echter voort uit het gebrek aan optimalisatie en controle van de buis en de degradatie van het signaal na verloop van tijd,” illustreert Werner. “De nieuwe generatie solid-state RF wordt echt gedreven door cellulaire communicatie, waar behoefte is aan een hoge vermogenslineariteit die wordt gecreëerd door transistors en halfgeleiders. Deze methode creëert een stabiel, efficiënt en, nog belangrijker, controleerbaar en reproduceerbaar signaal dat nooit gerealiseerd zou kunnen worden door de magnetron.”

“Er zijn veel factoren die meespelen bij het bepalen hoe RF-energie het beste kan worden gebruikt en we zullen er veel van behandelen in de nieuwe training. We gebruiken een mix van theorie en praktijk om dieper op de technologie in te gaan. Van veiligheidsaspecten zoals stralingsblootstelling – wat niets is – tot frequenties, gedrag en interactie met materie,” beschrijft Werner. “De realiteit is dat deze technologie extreem bruikbaar en volledig schaalbaar is. Van het verwarmen van minieme hoeveelheden vloeistoffen onder zeer goed gecontroleerde omstandigheden voor Covid-tests, tot het koken van 1000 liter soep per uur. Deze modulaire technologie is toepasbaar van microjoules tot megajoules, met bijna oneindige mogelijkheden.”

Dit artikel is geschreven door Collin Arocho, tech redacteur van Bits&Chips.