De wijze lessen en adviezen van Jan van Eijk

In Nederland kloppen we onszelf graag op de borst met hoe goed we zijn in mechatronica en precisietechnologie. Zijn we echt van wereldklasse of is het Nederlandse arrogantie?

“Ik denk niet dat we daar al te bescheiden over hoeven te zijn. Er is in ieder geval weinig arrogantie over, want er zijn genoeg punten waarmee je dat kunt illustreren. Niet alleen qua kennis, maar ook qua industriële toepassing hebben we een grote voorsprong opgebouwd op de rest van de wereld. De machines van ASML zijn daar een prachtig voorbeeld van, maar ook de transmissie-elektronenmicroscopen van Thermo Fisher zijn technische hoogstandjes die hun weerga in de wereld nauwelijks kennen. En het komt allemaal uit hetzelfde netwerk, dezelfde gemeenschap van mensen die technologie naar een hoger niveau hebben getild.”

Hoe hebben we dat niveau bereikt?

“De basis hiervoor ligt bij Philips en het Natlab. De optiekkennis die daar is opgebouwd vormt een belangrijke pijler. Ook de machinebouw en mechanica spelen een grote rol, net als alle kennis rondom de constructieprincipes waarvoor Wim van der Hoek de basis heeft gelegd. In de kern draait het om het Natlab, waar mensen op het hoogste niveau wetenschappelijk onderzoek konden doen en dat konden koppelen aan implementaties in een praktische toepassing. Vooral dat laatste is doorslaggevend geweest, plus het feit dat die kennis gedeeld is met anderen en dat we op deze manier een ecosysteem hebben opgebouwd.”

“Die bereidheid, of zelfs de verplichting, om kennis te delen is cruciaal. Een prachtig voorbeeld zijn de beroemde donderdagochtendlezingen in het Natlab. Daar legden onderzoekers aan de rest van het lab uit waar ze mee bezig waren en wat hun plannen en ambities waren. En het ging niet alleen over de grote successen die ze hadden behaald, maar ook over wat ze in de toekomst wilden doen. Medewerkers waren verplicht om aanwezig te zijn en dit zorgde voor kruisbestuiving in een samenwerkingsomgeving. Collega’s die vrijwel niets met een vakgebied te maken hadden, stelden desondanks vragen. Deze nieuwsgierigheid naar elkaars vak heeft ertoe geleid dat we niet alleen capaciteiten hebben opgebouwd, maar die kennis ook hebben gedeeld met een grotere groep en elkaars vakgebied hebben leren waarderen en respecteren.”

“Een ander voorbeeld is het BM Landjuweel, waar de 150 meest prominente mensen binnen Philips Bedrijfsmechanisatie elk jaar bij elkaar kwamen om elkaar te vertellen wat ze hadden geleerd en waar het mis was gegaan. Het was een eer om uitgenodigd te worden.”

“Toen BM halverwege de jaren tachtig in rep en roer raakte, zijn die Landjuwelen gestopt. Ze werden opgevolgd door jaarlijkse Philips conferenties die afwisselend over besturing en mechanische onderwerpen gingen. Met hetzelfde doel: contacten leggen en technische informatie uitwisselen. Die rol is inmiddels overgenomen door onder andere DSPE en de opleidingen van Mechatronica Academie en High Tech Institute.”

Prof. Jan van Eijk.

Is de regio zich voldoende bewust van het belang van kennisdeling?

“Vooral in economisch moeilijke tijden is het moeilijk om mensen ervan te overtuigen dat je zulke bijeenkomsten misschien wel twee keer per jaar moet organiseren, omdat het essentieel is om dat netwerk te onderhouden en te koesteren. Het is een van de kernwaarden die sinds de tijd van de beroemde directeur Hendrik Casimir een opdracht is voor alle leidinggevenden binnen Philips. Philips is niet meer zo’n centrale speler, maar het gedachtegoed zit diep verankerd in onze gemeenschap. De kunst is om continuïteit te garanderen in de ratrace om geld te verdienen. Dat vergt enige inspanning. Ik denk dat het voldoende ingebed is, maar ik heb vaak het verwijt gekregen dat ik te naïef ben.”

In de afgelopen jaren heeft ASML de dominantie van Philips overgenomen. Hoe verhouden deze bedrijven zich tot elkaar, het Philips van toen versus het ASML van nu?

“In tegenstelling tot Philips is ASML een monobedrijf, gericht op één toepassingsgebied. Dat is een groot verschil. Binnen het oude Philips kwamen vragen uit allerlei domeinen die vaak gebaseerd waren op dezelfde basisproblemen. Daardoor kon een gespecialiseerd kenniscentrum met uitstekende oplossingen komen voor zowel elektronenmicroscopen als plaatsingsmachines voor discrete componenten.”

“Toen ik bij Philips werkte, heb ik voorontwikkelingswerk gedaan voor ASML. Intiem verbonden, maar toch onafhankelijk. Dat werkte heel goed. We kregen een zak geld en konden doen wat we wilden. We hadden een slagvaardige organisatie die zich geen zorgen hoefde te maken over de dagelijkse problemen binnen ASML. Als er daar brand was, ging de sirene en moest al het ASML-personeel komen. Maar bij Philips was er geen sirene; wij konden rustig aan hun volgende probleem werken. Planar motoren zijn hier een goed voorbeeld van. Aanvankelijk zag ASML daar het nut niet van in, maar we gingen er toch mee aan de slag. Toen ze een jaar later zagen wat we ontwikkeld hadden, werd het meteen uit onze handen gegrist, want die motoren moesten snel in allerlei machines komen.”

“Het huidige ASML is enorm. Ik heb al eerder gezegd dat ze moeten oppassen dat ze niet een tweede Big Blue worden. Dat het, net als IBM, sommige domeinen zal verwaarlozen. ASML moet niet arrogant worden omdat het ergens de beste in is. In mijn ogen is de organisatie snel aan het sluiten en bureaucratiseren. Als ze niet oppassen, zal het snel dichtslibben met te veel mensen die er alleen maar zitten om hun eigen baan veilig te stellen. Als ASML in die val loopt, wordt het heel moeilijk om de technische drive vast te houden.”

“Als buitenstaander maak je absoluut geen kans als je een verbetervoorstel wilt doen. Intern zijn er zoveel experts op allerlei gebied dat er een heel leger opstaat om uit te leggen waarom jouw idee niet kan. Voor een innovator als ik is het geen fijne organisatie om voor te werken; ik krijg er geen energie van. Aan de andere kant zijn de successen van ASML onmiskenbaar.”

AI geen wondermiddel – Nederland loopt voorop in mechatronica en precisietechnologie, maar we zijn te klein om alles te doen. Op welke markten en sectoren moet Nederland zich richten?

“Er zijn zeer interessante mogelijkheden in machines voor fotonica. Een nieuw gebied dat zeer verwant is aan de productiemachineproblemen die we al hebben opgelost in bestaande systemen. Met veel van dezelfde bedrijven kunnen we een positieve bijdrage leveren en een deel van die industrie voor Nederland claimen. We moeten echter niet proberen het productiecentrum te worden. Probeer niet Samsung of TSMC te zijn in fotonica. De focus moet liggen op het ontwikkelen van apparatuur voor die sector.”

“Een ander gebied waarop we kunnen profiteren van de technologische basis die is opgebouwd, is robotica. De voetballende robots van de Technische Universiteit Eindhoven zijn daar een mooi voorbeeld van, maar we hebben echt een solide basis om hoog te scoren in robotica. Denk aan medische en chirurgische robots, want die bevatten ook die hightech precisiecomponent.”

En automotive, kan dat interessant zijn? Er zijn veel bedrijven rond Helmond, onder andere, die in die markt opereren.

“Ik weet niet zeker of Nederland groot genoeg is om een leidende rol te spelen in automotive. Grootmachten als Bosch en de autofabrikanten zelf zijn erg dominant. We kunnen zeker belangrijke bijdragen leveren met slimme innovaties, maar we zijn niet in een positie om een groot industrieel aandeel te hebben. Misschien hebben we daar de boot gemist. Maar zelfs als we twintig jaar geleden alles hadden gedaan wat we konden, vraag ik me af of we genoeg mankracht in de regio hadden kunnen verzamelen. We kunnen in Nederland niet nog een bedrijf ter grootte van ASML dragen.”

En kunstmatige intelligentie?

“Dat is voor mij vooral een modewoord, net zoals mechatronica dat 35 jaar geleden was. Je kunt er geld mee aantrekken, maar we moeten vooral met beide benen op de grond blijven staan en niet verwachten dat alle problemen worden opgelost als we AI gebruiken. Daar geloof ik niet in. AI is een interessant hulpmiddel waar je zeker waarde uit kunt halen, net als uit CAD en eindige-elementenmethoden. Ik denk dat AI waardevolle inzichten kan opleveren die je kunnen helpen beter te begrijpen wat er gebeurt. Hierdoor kun je apparaten effectief verbeteren. Als je alleen optimalisaties doet op basis van gegevens, zul je slechts beperkte winst boeken. Maar als je de kern van het probleem begrijpt, kun je met nieuwe concepten komen. AI is in ieder geval zeker geen wondermiddel.”

Van een afstand – De toekenning van de 2021 ASPE Lifetime Achievement Award afgelopen november markeert het einde van je actieve carrière. Wat wil je nog doen?

“Mechatronics Academy geeft regelmatig leuke trainingen in Azië of Amerika. Als er een leuke locatie voorbij komt, draag ik daar graag aan bij. Bedrijven kunnen altijd bij mij aankloppen als ze op zoek zijn naar innovatieve oplossingen. Dan wil ik graag meedenken in het voortraject. Na een half jaar ben ik waardeloos want dan ga ik alleen maar zeggen dat het beter had gekund. Ook als ingenieurs met hun handen in het haar zitten omdat hun machine niet goed werkt en ze geen idee hebben waarom, denk ik graag mee. Misschien kan ik helpen. Niet omdat ik het beter weet, maar omdat ik van een afstand de juiste vragen stel die helpen om inzicht te krijgen.”

“Verder is er niet echt veel veranderd. Net als de afgelopen tien jaar ga ik heel regelmatig op vakantie. Met de camper door Europa of naar de VS. Ik speel ook golf en bridge. Dat kan ik nog heel lang blijven doen.”

Belangrijkste patenten van Jan van Eijk

Jan van Eijk heeft ongeveer vijftig patenten op zijn naam staan. Wat zijn de twee belangrijkste?

“Een van mijn eerste patenten heb ik samen met Martin van den Brink bedacht. Als je hem deze vraag zou stellen, zou hij waarschijnlijk ook dit patent noemen. Het gaat over de uitlijning van het masker en de wafer in een lithografiemachine. In de eerste machines van ASML gebeurde dit met een optisch systeem dat één punt op het masker vergeleek met twee punten op de wafer. Dat betekent dat je nooit de rotatie kunt controleren of de vergroting van de lens kunt corrigeren. Onze uitvinding was om een tweede functie toe te voegen. Hoewel dat tweede optische meetsysteem het twee keer zo duur maakte, was het grote voordeel dat je de positie en de hoek perfect kon meten, zonder afhankelijk te zijn van de stabiliteit van het machineframe. Je kon ook de vergroting van de lens corrigeren op basis van de afstand tussen de twee maskerelementen op de wafer. Dat was een zeer waardevolle stap voor ASML, omdat het ervoor zorgde dat de eerste generatie werd bewaakt als een stabiele, goed producerende machine, met een opbrengst die een factor 2 tot 3 hoger lag.”

“Een ander belangrijk patent dateert uit 1990 en gaat over de compensatie van framebewegingen. Als je een wafertrap een stap laat maken, ontstaat er een reactiekracht op het machineframe. Dat frame gaat trillen en dat leidt tot beeldfouten. Je kunt dit met besturingstechnologie oplossen door extra sensoren toe te voegen en slimme feedforward trucs te gebruiken. Maar de mechanica zelf is niet oneindig stijf. Bij de tweede generatie lithografiemachines was de structuur zo groot en zwaar geworden dat ASML het risico liep op laagfrequente trillingen die nadelig waren voor de kwaliteit. Je kunt natuurlijk wachten tot de trillingen gedempt zijn, maar dat is dodelijk voor de productiviteit. We kwamen toen op het idee om drie gelijkstroommotoren te installeren tussen het machineframe en de vloer. Als het podium beweegt, genereren die motoren een kracht die de beweging compenseert, waardoor het frame stilstaat. Het lijkt eenvoudig, maar het heeft de tweede generatie ASML machines in staat gesteld om een hoge positioneernauwkeurigheid en doorloopsnelheid te bereiken. Dat is van doorslaggevend belang geweest, want vanaf die generatie begon ASML echt geld te verdienen en stonden ze in brand.”

Dit artikel is geschreven door Alexander Pil, technisch redacteur van High-Tech Systemen.