ASML, als enige fabrikant van geavanceerde lithografiemachines, nadert de natuurkundige grenzen van chipverkleining: optisch (fijnere patronen onmogelijk), elektronisch (kwantumtunneling bij ~3 nm) en statistisch (atoomschaal variaties).

Deze drie muren ontspringen uit één principe: onder atomaire schaal bepalen vaste natuurconstanten de afmetingen, niet regelbare balansen – dus geen materiaal of budget kan de grens verleggen.

Vooruitgang stopt niet, maar verschuift van verkleinen naar slimmer organiseren (3D-stapelen, chiplets), terwijl ASML’s machines decennialang standaard blijven.

Kernboodschap: Moore’s Wet eindigt als afmetingsregel, maar leeft voort als organisatieprincipe.

J.Konstapel,Leiden,29-7-2026.

Waar ASML’s machines ophouden.

Al zestig jaar worden chips elke paar jaar kleiner, sneller en zuiniger. De hele digitale wereld — van smartphone tot AI-datacenter — is op die belofte gebouwd. En één Nederlands bedrijf staat aan het begin van die keten: ASML in Veldhoven, de enige fabrikant ter wereld van de lithografiemachines die de allernieuwste chips belichten.

Dit jaar leverde Intel de eerste chips die met ASML’s nieuwste generatie, High-NA EUV, zijn gemaakt. De opvolger, Hyper-NA, staat aangekondigd voor de jaren dertig. Daarna houdt de roadmap op. Niet omdat het geld op is, of de ideeën. Maar omdat de natuurkunde ophoudt mee te werken.

In het essay dat bij dit blog hoort reken ik na waar de grens precies ligt, en — belangrijker — wat die grens eigenlijk is. De uitkomst is verrassend eenvoudig samen te vatten.

Drie muren, één plek

Wie de vakliteratuur naloopt, vindt niet één grens maar drie. En ze staan allemaal op dezelfde plek.

De optische muur. Een lithografiemachine is in essentie een projector. Hoe fijn hij kan tekenen wordt bepaald door een formule uit de negentiende eeuw (het Rayleigh-criterium): golflengte gedeeld door de lichtsterkte van de lens. ASML’s nieuwste machines tekenen lijnen van zo’n 6 nanometer; de aangekondigde Hyper-NA komt tot ongeveer 4,5. Fijner kan met dit licht niet. (Terzijde: een “2 nanometer-chip” bevat geen enkele structuur van 2 nanometer — dat is een marketingnaam. De echte afmetingen zijn vijf tot tien keer groter.)

De elektronische muur. Een transistor is een schakelaar: een poortje dat stroom doorlaat of tegenhoudt. Maar elektronen gedragen zich op kleine schaal niet als brave deeltjes — ze kunnen dwars door een barrière heen “tunnelen”. Uit kwantumsimulaties blijkt precies waar dat misgaat: bij een kanaallengte van 6 nanometer werkt de schakelaar nog uitstekend, bij 3 nanometer lekt de stroom er dwars doorheen en is het geen schakelaar meer. Ook het isolatielaagje van de poort is op: dat is nu nog maar twee à drie atoomlagen dik, en elke atoomlaag die je weghaalt maakt de lekstroom ruwweg vijftien tot twintig keer zo groot.

De statistische muur. Op deze schaal kun je atomen tellen. Een transistorkanaal bevat gemiddeld nog maar één doteringsatoom — het atoom dat zijn elektrische gedrag bepaalt. Het ene exemplaar heeft er nul, het andere drie. Geen twee “identieke” transistors zijn dan nog identiek.

Drie totaal verschillende soorten natuurkunde — optica, kwantummechanica, statistiek — en ze wijzen allemaal naar dezelfde paar nanometer. Dat is geen toeval. Dat vraagt om een verklaring.

De naad in de werkelijkheid

De verklaring die ik in het essay uitwerk komt uit mijn bredere onderzoek (The Vacuum as Weather, 2026) en luidt zo: de natuur maakt haar afmetingen op twee manieren, en de grens tussen die twee manieren ligt bij het atoom.

Boven het atoom ontstaan afmetingen uit balansen: warmte tegen oppervlaktespanning, stroming tegen wrijving. Balansen kun je verschuiven — en dat is precies wat techniek ís. Zestig jaar Wet van Moore is zestig jaar balansen bijstellen: andere materialen, andere geometrie, slimmere trucs.

Onder het atoom bestaan geen balansen. Daar liggen de afmetingen vast in verhoudingen van natuurconstanten — getallen als de fijnstructuurconstante (1/137) en de massaverhouding tussen proton en elektron. Aan die getallen valt niets bij te stellen. Geen materiaal, geen proces, geen miljardeninvestering verandert er iets aan. Daarom is elk atoom in het periodiek systeem ongeveer even groot, en daarom levert overstappen op een wondermateriaal hooguit een factor twee op — nooit een factor tien.

De chipindustrie loopt niet tegen die naad zelf aan — die ligt nog een stuk dieper, op de schaal van het atoom — maar strandt bij de nadering ervan: op ongeveer tien atoomafstanden. Dat is het punt waar alles wat een ingenieur als vloeiend regelbaar behandelt (stroom, dosis, dotering) uiteenvalt in telbare, losse brokjes. Je kunt geen halve foton belichten en geen half doteringsatoom plaatsen.

Wat dit betekent — en wat niet

Dit is géén doemverhaal over het einde van de vooruitgang. Het essay doet vier concrete, toetsbare voorspellingen, en de derde is de belangrijkste: de vooruitgang stopt niet, hij verandert van richting. Boven het atoom is structuur vrij en kneedbaar — en dat is precies wat de industrie nu al doet: chips stapelen in 3D, opdelen in chiplets, slimmer verpakken en verbinden. De Wet van Moore eindigt als uitspraak over afmeting en gaat verder als uitspraak over organisatie.

De andere voorspellingen zijn net zo controleerbaar: geen enkel nieuw materiaal zal de tunnelinggrens wezenlijk verschuiven; Hyper-NA wordt de laatste generatie waarbij scherper tekenen nog zin heeft; en de ondergrens is universeel — ook een staatsprogramma met onbeperkt budget komt er niet onder, want de grens is geen technologie maar een eigenschap van materie.

Voor Nederland is er nog een nuchtere conclusie. ASML’s positie hangt niet af van eeuwig kleiner tekenen. De machines die de laatste bruikbare schaal beheersen, blijven decennialang de standaard — juist ómdat er niets onder komt.

Voor de redactie

• Het onderliggende Engelstalige essay (“The Limits of ASML”) bevat alle berekeningen, de bronvermeldingen (IEEE, npj Computational Materials 2026, SPIE 2026) en de vier voorspellingen in toetsbare vorm.
• Kernclaim in één zin: de chipverkleining eindigt begin jaren dertig niet door geldgebrek maar doordat de natuur op atomaire schaal overschakelt van regelbare balansen op vaste natuurconstanten — en met constanten valt niet te onderhandelen.