Geïntegreerde fotonica, ook wel fotonische chips, is een sleuteltechnologie en een strategisch speerpunt in de digitale transitie van Europa. Nederland vormt hierin het epicentrum van onderzoek tot productie, met een uniek ecosysteem van startups tot multinationals. PhotonDelta brengt als groeiversneller kennis, onderzoek en innovatie, financiering en talent bij elkaar.
'Een bijzondere ontwikkeling is de komst van een fabriek voor fotonische chips naar Eindhoven'
‘Fotonische chips hebben tal van voordelen ten opzichte van elektronische chips,’ zegt Eelko Brinkhoff, CEO van PhotonDelta. ‘Ze transporteren meer data, op hogere snelheid en met een veel grotere bandbreedte. Bovendien zijn ze energiezuiniger en geven ze minder warmte af, doordat licht vrijwel geen weerstand ondervindt.’ Hij maakt het verschil met de huidige generatie chips duidelijk aan de hand van glasvezelinternet. ‘Traditioneel werd licht vooral gebruikt in de wereld van netwerken zoals glasvezelkabels die razendsnel data transporteren over grote afstanden. Maar de rol van fotonica (het gebruik van lichtdeeltjes, of fotonen) verschuift. Waar het eerst de snelweg was tussen computersystemen, wordt licht nu ook de binnen weg ín computersystemen zelf. ’Nederland neemt internationaal een unieke kennispositie in. Vanaf de jaren ’80 is er op de universiteiten van Eindhoven, Delft en Twente onderzoek gedaan naar geïntegreerde fotonica waardoor er al 40 jaar lang fundamenteel onderzoek plaatsvindt. Dat heeft weer geleid tot toegepast onderzoek en het ontstaan van bedrijven. Het resultaat is een ecosysteem waarbij in een volledige waardeketen fotonische chips kunnen worden ontworpen, geproduceerd, getest, verpakt en toegepast. Dat maakt onze positie behoorlijk uniek in de wereld.’ Nederland herbergt verschillende koplopers, zoals SMART Photonics (chipfabriek), EFFECT Photonics (oplossingen voor Telecom enDatacom), LioniX (oplossingen voor life-science, defensie, en communicatie), Phix (verpakken van chips), Mantispectra (meetoplossingen voor onder ander de voedselkwaliteit) en PITC (geavanceerde test- en meetfaciliteiten voor het opschalen van commerciële productie). Een bijzondere ontwikkeling is de komst van een fabriek voor fotonische chips naar Eindhoven, mede mogelijk gemaakt door financiering van PhotonDelta, vertelt Brinkhoff. ‘De investering van bijna €200 miljoen is de eerste in een geheel nieuwe halfgeleiderfabriek in Nederland in tientallen jaren.’ De fabriek zorgt voor een versnelling in de ontwikkeling van de chips. Daarnaast legt het de basis om te kunnen opschalen en in te spelen op de snelgroeiende, wereldwijde vraag naar fotonische chips.
Geweldige marktpotentie
De fotonische chiptechnologie staat wat betreft marktontwikkeling aan het begin van de groeicurve en de potentie is enorm, verklaart Brinkhoff. ‘Op dit moment bieden in Nederland meer dan 70 bedrijven werk aan zo’n 700 mensen. Ons doel is dat het in 2030 uitgroeit tot een miljardenindustrie waar 5000 mensen werken.’ Qua toepassingen noemt Eelko Brinkhoff, CEO PhotonDelta hij meetinstrumenten en sensoren, defensie en datacommunicatie. Ook voor autonome voertuigen of robots leent de technologie zich uitstekend. Het is bovendien onontbeerlijk voor quantum computing. ‘Van startups leren we dat de mogelijkheden bijna onuitputtelijk zijn. We zitten middenin de fase waarin de behoefte ontstaat aan de oplossingen die fotonische chips bieden.’ PhotonDelta verschaft leningen aan startups, om ze een goede start te bieden, en subsidies voor innovatieprojecten. Een talentenprogramma moet ervoor zorgen dat er voldoende aanwas is van talent voor de groei van de bedrijven. Met ‘roadmapping’ worden de ontwikkelingen wereldwijd – en de impact op het Nederlandse ecosysteem – in kaart gebracht. Europa wil minder afhankelijk zijn van de VS en Azië in cruciale technologieën. De voorsprong in fotonische chiptechnologie die Nederland heeft opgebouwd kan hierin een cruciale rol spelen. ‘Dat vraagt om gerichte investeringen in de eigen industrie om niet de productie en kennis te verliezen aan Azië, zoals met de halfgeleiderindustrie is gebeurd,’ stelt Brinkhoff. ‘Het is belangrijk dat Europa haar eigen hightechindustrie ondersteunt. De globale technologierace gaat hard en Europa verliest haar positie. Niet alleen wat betreft productie, maar uiteindelijk ook op het gebied van innovatie. Voor onze weerbaarheid en strategische autonomie is het belangrijk dat we onze eigen industrie koesteren voor ons toekomstig verdienvermogen. De fotonische chiptechnologie kan een toekomstige groeimotor zijn. Maar dan moeten we ervoor zorgen dat we de voorsprong en de jonge industrie behouden die we vanuit fundamenteel en toegepast onderzoek hebben opgebouwd, en een sleutelpositie verwerven net zoals ASML heeft voor de halfgeleiderindustrie.’
Europese industriepolitiek
De combinatie van geopolitieke spanningen en de opkomst van nieuwe technologieën – zoals ChatGPT – heeft de discussie over strategische autonomie en technologische weerbaarheid bovenaan de agenda geplaatst. Wereldwijd investeren overheden fors om grip te krijgen op deze sleuteltechnologieën en hun ontwikkeling. ‘In onze rol als groeiversneller moeten we alert zijn op ontwikkelingen die wereldwijd impact kunnen hebben op ons ecosysteem en het verzilveren van de kansen in de markt,’ zegt Brinkhoff. Hij bepleit een radicale omslag qua (industrie)beleid. ‘Als we binnen Europa eigen datacenters gaan bouwen, voor de bescherming van onze gegevens of defensie, dan is mijn pleidooi: maak dan ook gebruik van Europese technologie. Overheden kunnen en moeten actiever optreden als launching customer en internationale ambassadeur van nieuwe technologie. Europa is koploper in fundamenteel onderzoek, maar heeft een grote uitdaging in het omzetten van fundamenteel onderzoek naar commerciële superioriteit. Het feit dat in de top 50 van grootste bedrijven in de wereld er nog maar vier uit Europa komen, geeft aan dat we onze leidende positie verloren hebben.’ De centrale vraag vanuit PhotonDelta is wat hem betreft: Hoe kun je de adoptie van de technologie door de industrie in Europa versnellen? ‘Grote bedrijven kennen vaak nog niet de oplossingen die fotonische chips kunnen bieden en hoe ze in te passen in hun productontwikkeling. Het vraagt om industriepolitiek om Nederland en Europa toekomstbestendig te maken. We moeten weten waar onze kracht ligt, hoe we onze afhankelijkheden kunnen verminderen en de nieuwe technologie sneller naar de markt brengen. Dat lees je bijvoorbeeld terug in het toonaangevende rapport van Mario Draghi. Kijk op Europees niveau hoe je de ontwikkelingen kan ondersteunen en zorg dat er meer kapitaal beschikbaar komt voor het opschalen van kansrijke bedrijven. Amerikaanse startups halen gemiddeld vijf keer zoveel geld op.’ Hij wijst ook naar de vele obstakels qua wet- en regelgeving. ‘Uitbreiden naar een ander land binnen de EU is bijna net zo uitdagend als de stap naar Amerika.’
Sneller, energiezuinig, schaalbaar
Fotonische chiptechnologie is cruciaal voor de energievraagstukken van datacenters, de rekenkrachtbehoefte van AI en het versterken van de strategische autonomie en technologisch leiderschap van Nederland. ‘Net als bij de energietransitie, vereist de digitale transitie duurzame infrastructuur. Nu wordt veel energie gebruikt in het heen-en weer sturen van informatie en het verwerken van data. Dat is niet lang houdbaar en je wil de benodigde energie beter gebruiken. Fotonische chips zijn de sleutel tot het energie- efficiënter maken van transport van data, zodat je de energie kunt gebruiken voor de AI-modellen zelf. Dit laatste is waar hyperscalers en data center operators hun geld mee verdienen. Dit geeft logischerwijs een enorme tractie vanuit de markt.’ Zegt Jan-Laurens van der Steen, Innovation Manager bij EFFECT Photonics. ‘Van het energieverbruik in Ierland wordt op dit moment 7% door datacenters verbruikt. In de komende 10 jaar kan dat 70% zijn als we niet innoveren. Dat is niet houdbaar,’ vult PhotonDelta CEO Eelko Brinkhoff aan.
