Onderzoek, ontwikkeling en innovatie

Hoogleraar chipontwerp Bram Nauta wint Simon Stevinprijs

UT-hoogleraar Prof. dr. ir. Bram Nauta krijgt dit jaar de Stevinpremie uitgereikt, één van de hoogste onderscheidingen in de Nederlandse wetenschap. Nauta is daarmee de eerste UT’er die deze premie in de wacht sleept. Nauta ontvangt de premie van 1,5 miljoen euro van onderzoeksfinancier NWO, om te besteden aan wetenschappelijk onderzoek en activiteiten met betrekking tot kennisbenutting.

Hoogleraar chipdesign Bram Nauta. Foto Studio Oostrum.

Bram Nauta (1964), hoogleraar Integrated Circuit Design aan de Universiteit Twente, is een wereldwijd erkend expert in het ontwerpen van schakelingen op chips. Zijn innovaties hebben directe impact gehad op veelgebruikte elektronica. Smartphones werden compacter en micro-elektronica werd energiezuiniger dankzij innovaties zoals de ‘Nauta-schakeling’. Zijn baanbrekende werk lag tevens aan de basis van draadloze communicatietechnieken zoals 5G, wifi en bluetooth.

Nauta-schakeling
Nauta verwierf al in de jaren negentig faam met een opzienbarende vondst tijdens zijn promotieonderzoek. Deze werd later bekend als de ‘Nauta-schakeling’. Deze supersnelle elektronische schakeling (circuit) met verrassend eenvoudig ontwerp bevat geen snelheidsbeperkende interne knooppunten en is in theorie oneindig snel. Inverters – gebruikt als spanning-naar-stroomomzetters – stellen de schakeling in staat om uit een groot aantal signalen precies het juiste te filteren. Miniaturisering resulteerde in een compacte, betaalbare chip, die vele malen sneller was dan wat destijds op de markt was. Daardoor gingen mobieltjes zuiniger werken, verliep datatransport vlotter en werd het signaal fors beter.

Later bedacht hij met zijn Twentse onderzoeksgroep Integrated Circuit Design een thermische ruisonderdrukking. Deze biedt een oplossing voor de verschillende communicatiestandaarden in de wereld van de mobiele telefonie. De slimme elektronische schakeling kan frequenties van standaarden als gps, bluetooth, wifi en 4G herkennen en versterken en intrinsieke ruis laten uitdoven. Daarvoor konden hele compacte circuits op een chip worden gebruikt als ontvanger voor veel verschillende draadloze standaarden. Dit baande ook de weg voor ontwikkeling van ultralaagvermogen analoog-digitaalomzetters. Wetenschappelijke doorbraken van Nauta’s groep droegen ook bij aan de integratie van circuits op één chip voor draadloze communicatie in digitale CMOS-technologie.

Nauta’s innovaties zijn tegenwoordig te vinden in miljarden commercieel verkrijgbare chips. Deze worden verwerkt in smartphones, maar ook in medische implantaten, vliegtuigen en tal van andere apparaten. De ultra low power chips voor het ‘Internet of Things’ danken hun bestaan mede aan het werk van Nauta’s onderzoeksgroep. Deze microschakelingen ter grootte van enkele kubieke millimeters kunnen energie uit de omgeving oogsten. Talloze met het internet verbonden apparaten maken er gebruik van. De voortdurende stroom aan innovaties op het gebied van analoge elektronica is ook belangrijk voor de verdere ontwikkeling van 5G- en 6G-communicatie.

Over de toekenning zegt Nauta: “Dit is een heel mooie waardering voor mij als wetenschapper, maar ook een erkenning voor het belang van chiptechnologie. Het is een mooie eer om als ingenieur deze premie te ontvangen, een beetje in de geest van Simon Stevin; als ingenieur gebruikte hij wiskundige en natuurkundige principes om oplossingen te vinden voor uiteenlopende uitdagingen in de samenleving. Dat is in feite wat wij ook doen. Chiptechnologie is niet meer weg te denken uit onze samenleving en met verdergaande digitalisering wordt die rol alleen maar groter. Ik hoop dat we, als ingenieurs, ook de volgende generatie kunnen inspireren met onze passie voor technologie, wetende dat de behoefte aan technisch geschoold talent nog verder gaat toenemen.”


Meer nieuws over Onderzoek, ontwikkeling en innovatie