Europa inves­teert miljarden in nieuwe AI-datacen­ters, super­com­pu­ters en cloud­in­fra­struc­tuur. Maar de proces­sors die in deze systemen worden gebruikt, zijn nog vrijwel volledig afkom­stig van niet-Europese chipont­wer­pers. Vijf Europese halfge­lei­der­be­drijven willen daar veran­de­ring in brengen. Met de oprich­ting van de European Fabless Semicon­ductor Associ­a­tion proberen zij niet alleen de Europese chipin­du­strie te versterken, maar ook een groter aandeel te verwerven in de snelgroei­ende markt voor datacen­ter­pro­ces­sors en AI-accelerators.

De nieuwe branche­or­ga­ni­satie werd op 4 november in Brussel gepre­sen­teerd tijdens een bijeen­komst van de European Alliance of Processor and Semicon­duc­tors Techno­logy (ALLPROs). De oprich­ters zijn Axelera AI, Quside, Semidy­na­mics, SiPearl en VSORA. De officiële aankon­di­ging vond plaats in aanwe­zig­heid van Henna Virkkunen, uitvoe­rend vicevoor­zitter van de Europese Commissie en verant­woor­de­lijk voor techno­lo­gi­sche soeve­rei­ni­teit, veilig­heid en democratie.

De organi­satie staat voorlopig onder leiding van Paul de Bot, die jaren­lang werkzaam was bij de Taiwa­nese chipfa­bri­kant TSMC en onder meer verant­woor­de­lijk was voor de Europese activi­teiten van het bedrijf. Philippe Notton, oprichter en CEO van SiPearl, is benoemd tot voorzitter van het bestuur.

Datacentermarkt wordt gedomineerd door fabless chipbedrijven

De oprich­ting komt op een moment waarop de markt voor datacen­ter­hard­ware ingrij­pend veran­dert. De opkomst van genera­tieve AI leidt tot een snelgroei­ende vraag naar gespe­ci­a­li­seerde proces­sors, AI-accele­ra­tors en complete reken­sys­temen. Tegelij­ker­tijd worden energie­ver­bruik, geheu­gen­band­breedte en de hoeveel­heid reken­kracht per rack steeds belang­rijker voor de exploi­tatie van datacenters.

Juist in dit markt­seg­ment spelen zogenoemde fabless chipbe­drijven een dominante rol. Dit zijn onder­ne­mingen die zelf proces­sors en andere halfge­lei­ders ontwerpen, maar de daadwer­ke­lijke productie uitbe­steden aan gespe­ci­a­li­seerde fabri­kanten, zoals TSMC.

Doordat deze bedrijven niet zelf hoeven te inves­teren in extreem kostbare chipfa­brieken, kunnen zij hun middelen concen­treren op het ontwik­kelen van nieuwe proces­so­rar­chi­tec­turen en gespe­ci­a­li­seerde oplos­singen. Dat maakt het mogelijk om relatief snel nieuwe chips op de markt te brengen.

Volgens de initi­a­tief­ne­mers verte­gen­woor­digen fabless onder­ne­mingen inmid­dels meer dan 60 procent van de wereld­wijde halfge­lei­der­markt, wanneer geheu­gen­chips buiten beschou­wing worden gelaten. Vooral het snelgroei­ende segment voor geavan­ceerde datacen­ter­pro­ces­sors wordt door derge­lijke onder­ne­mingen gedomineerd.

Europa speelt hierin echter nog nauwe­lijks een rol. Volgens de nieuwe branche­or­ga­ni­satie is het Europese aandeel in de wereld­wijde fabless markt kleiner dan één procent.

Europese datacenters gebruiken vooral niet-Europese processors

Die achter­stand is opmer­ke­lijk, omdat Europa tegelij­ker­tijd grote bedragen inves­teert in digitale infra­struc­tuur. Nieuwe AI-fabrieken, super­com­pu­ters en soeve­reine cloudom­ge­vingen moeten ervoor zorgen dat Europese bedrijven en overheden minder afhan­ke­lijk worden van buiten­landse technologie.

Maar de hardware waarop deze infra­struc­tuur draait, is nog groten­deels afkom­stig van leveran­ciers buiten Europa. Dat geldt vooral voor de geavan­ceerde proces­sors en accele­ra­tors die nodig zijn om grote AI-modellen te trainen en te gebruiken.

Volgens Fabrizio Del Maffeo, medeop­richter en CEO van het in Eindhoven geves­tigde Axelera AI, is dat een belang­rijk aandachts­punt. Hij stelt dat Europa inmid­dels over chipbe­drijven beschikt die techno­lo­gisch kunnen concur­reren met inter­na­ti­o­nale markt­lei­ders, maar dat deze onder­ne­mingen onvol­doende profi­teren van de inves­te­ringen in Europese digitale infrastructuur.

“Techno­lo­gi­sche soeve­rei­ni­teit is geen bedrijfs­model”, stelt Del Maffeo. Volgens hem zijn niet alleen onder​zoeks​pro​gram​ma’s en subsi­dies nodig, maar vooral klanten die bereid zijn Europese chiptech­no­logie daadwer­ke­lijk toe te passen.

Hij wijst erop dat de Verenigde Staten hun halfge­lei­der­in­du­strie mede hebben opgebouwd doordat Ameri­kaanse organi­sa­ties bereid waren nieuwe, nog niet volledig bewezen techno­logie af te nemen. Europa zou volgens hem een verge­lijk­bare aanpak moeten volgen.

Dat betekent bijvoor­beeld dat Europese AI-fabrieken, cloud­pro­vi­ders en exploi­tanten van datacen­ters nadruk­ke­lijker zouden kunnen onder­zoeken of Europese proces­sors en accele­ra­tors een alter­na­tief vormen voor de momen­teel dominante oplossingen.

Europese bedrijven ontwikkelen al chips voor datacenters

De vijf oprich­ters van de nieuwe vereni­ging laten zien dat er inmid­dels verschil­lende Europese initi­a­tieven bestaan die recht­streeks relevant zijn voor de datacentersector.

Het Neder­landse Axelera AI ontwik­kelt energie­zui­nige proces­sors voor AI-inferentie. Hierbij gaat het om het uitvoeren van AI-modellen nadat deze zijn getraind. Het bedrijf combi­neert onder meer digitale in-memory compu­ting met de open proces­so­rar­chi­tec­tuur RISC‑V. De techno­logie is bedoeld voor toepas­singen aan de rand van het netwerk, maar ook voor gebruik in datacenters.

Het Spaanse Semidy­na­mics werkt eveneens aan AI-infra­struc­tuur, maar richt zich vooral op een van de belang­rijkste techni­sche beper­kingen van moderne AI-systemen: het voort­du­rend verplaatsen van grote hoeveel­heden gegevens tussen proces­sors en geheugen.

Het bedrijf ontwik­kelt een eigen RISC-V-archi­tec­tuur en complete systemen op rackni­veau. Door meer geheu­gen­ca­pa­ci­teit beschik­baar te maken, wil Semidy­na­mics grotere AI-modellen en langere context­ven­sters onder­steunen, terwijl tegelij­ker­tijd de kosten per verwerkte AI-token worden verlaagd.

Het Franse VSORA richt zich met zijn Jotunn8-processor eveneens op AI-inferentie in datacen­ters. Het ontwerp is speci­fiek gericht op het vermin­deren van de beper­kingen die ontstaan door onvol­doende geheu­gen­band­breedte. Daarmee wil het bedrijf AI-toepas­singen mogelijk maken met een lager energie­ver­bruik en lagere infrastructuurkosten.

Een andere oprichter, SiPearl, ontwik­kelt krach­tige en energie­zui­nige CPU’s voor high-perfor­mance compu­ting, AI en datacen­ters. De eerste processor van het bedrijf, Rhea1, is bestemd voor de Europese exascale-super­com­puter JUPITER.

Het Spaanse Quside richt zich op een ander onder­deel van digitale infra­struc­tuur, namelijk crypto­gra­fi­sche bevei­li­ging. Het bedrijf ontwik­kelt onder meer techno­logie voor quantum­random­ness en verifi­catie van wille­keu­rige getallen. Deze techno­logie is relevant voor bevei­ligde cloudom­ge­vingen en andere kritieke digitale systemen.

Energieverbruik en rackdichtheid

Voor datacen­te­r­ex­ploi­tanten zijn deze ontwik­ke­lingen niet uitslui­tend interes­sant vanuit het perspec­tief van Europese techno­lo­gi­sche soeve­rei­ni­teit. De nieuwe generatie gespe­ci­a­li­seerde proces­sors kan ook invloed hebben op de manier waarop datacen­ters worden ingericht en geëxploiteerd.

AI-infra­struc­tuur stelt steeds hogere eisen aan het beschik­bare elektri­sche vermogen, de koeling en de fysieke inrich­ting van datacen­ter­ruimte. Vooral bij groot­scha­lige AI-inferentie wordt de verhou­ding tussen reken­pres­ta­ties en energie­ver­bruik een belang­rijke factor.

Verschil­lende Europese chipont­wer­pers richten zich daarom op het effici­ënter verwerken van AI-workloads. Daarbij gaat het bijvoor­beeld om het beperken van dataver­plaat­singen tussen geheugen en proces­sors, het vergroten van de beschik­bare geheu­gen­ca­pa­ci­teit en het vermin­deren van het energie­ver­bruik per uitge­voerde berekening.

Voor datacen­ter­ma­na­gers kan dit op termijn gevolgen hebben voor de vermo­gens­dicht­heid per rack, de benodigde koelca­pa­ci­teit en de hoeveel­heid AI-reken­kracht die binnen een bestaande elektri­sche infra­struc­tuur kan worden ondergebracht.

Of Europese oplos­singen daarin daadwer­ke­lijk concur­re­rend zijn met bestaande platforms, zal in de praktijk moeten blijken. Daarbij spelen niet alleen de presta­ties van de chips een rol, maar ook de beschik­baar­heid van complete server­sys­temen, softwa­re­on­der­steu­ning en de mogelijk­heid om deze techno­logie op grote schaal te implementeren.

Grotere toegang tot kapitaal en klanten

De European Fabless Semicon­ductor Associ­a­tion wil de groei van Europese chipont­wer­pers op verschil­lende manieren ondersteunen.

Een belang­rijke doelstel­ling is het verbe­teren van de toegang tot inves­teer­ders en klanten. Vooral kleinere chipbe­drijven hebben vaak moeite om voldoende groei­ka­pi­taal aan te trekken en toegang te krijgen tot grote afnemers van halfgeleidertechnologie.

Daarnaast wil de vereni­ging namens haar leden optreden tegen­over Europese instel­lingen en beleids­ma­kers. Ook wordt gewerkt aan een gezamen­lijk infor­ma­tie­plat­form voor Europese finan­cie­rings­pro­gram­ma’s, markt­ont­wik­ke­lingen en techno­lo­gi­sche ontwikkelingen.

Een vierde activi­teit betreft het organi­seren van gezamen­lijke diensten. Daarbij wordt onder meer gedacht aan collec­tieve licen­ties voor Electronic Design Automa­tion-software (EDA), waarmee chips worden ontworpen. Deze gespe­ci­a­li­seerde software vormt voor kleinere onder­ne­mingen vaak een aanzien­lijke kostenpost.

De vereni­ging wil binnen drie jaar meer dan vijftig Europese fabless bedrijven verenigen. De oprich­ting wordt onder­steund vanuit het Europese Horizon Europe-project VOICES.

Digitale soevereiniteit begint ook bij de hardware

Volgens Henna Virkkunen beschikt Europa over uitste­kende onder­zoeks­in­stel­lingen en veel kennis op het gebied van halfge­lei­ders, maar lukt het nog onvol­doende om deze kennis om te zetten in inter­na­ti­o­naal succes­volle onder­ne­mingen. Een sterker Europees ecosys­teem voor chipont­werp moet daar veran­de­ring in brengen.

Voor de Europese datacen­ter­sector is deze ontwik­ke­ling relevant omdat de discussie over digitale soeve­rei­ni­teit tot nu toe vooral draait om de locatie waar data worden opgeslagen, de juridi­sche zeggen­schap over cloudom­ge­vingen en de herkomst van software.

De oprich­ting van de nieuwe branche­or­ga­ni­satie onder­streept dat techno­lo­gi­sche afhan­ke­lijk­heid ook een hardwa­re­com­po­nent heeft. Een datacenter kan volledig op Europese bodem staan en door een Europese onder­ne­ming worden geëxploi­teerd, terwijl vrijwel alle kritieke proces­sors en accele­ra­tors afkom­stig zijn van Ameri­kaanse chipontwerpers.

Daar staat tegen­over dat ook Europese fabless bedrijven voor de daadwer­ke­lijke fabri­cage van hun chips vaak afhan­ke­lijk blijven van niet-Europese foundries. Een Europees chipont­werp betekent dus niet automa­tisch een volledig Europese productieketen.

Toch kan een sterker Europees aanbod van proces­sors en AI-accele­ra­tors de keuze­mo­ge­lijk­heden voor datacen­te­r­ex­ploi­tanten vergroten. Zeker nu de vraag naar AI-reken­kracht groeit en het energie­ver­bruik van de onder­lig­gende infra­struc­tuur een steeds belang­rijker aandachts­punt wordt, kan de ontwik­ke­ling van alter­na­tieve chipar­chi­tec­turen interes­sant zijn.

De nieuwe European Fabless Semicon­ductor Associ­a­tion wil ervoor zorgen dat Europese bedrijven een groter aandeel krijgen in deze markt. De belang­rijkste uitda­ging ligt daarbij niet alleen in het ontwerpen van concur­re­rende chips, maar vooral in het overtuigen van datacen­ter­o­pe­ra­tors, server­fa­bri­kanten, cloud­pro­vi­ders en andere grote afnemers om deze techno­logie daadwer­ke­lijk te gebruiken.

Meer infor­matie: https://​www.voices4semi.eu/