NL wordt middelpunt Europese fotonica sector. 'Dit moment is vergelijkbaar met de begindagen van de halfgeleiderindustrie'

Onlangs werd bekend dat Nederland binnenkort een proefproductielijn krijgt voor de ontwikkeling van fotonische chips. Voor dit project hebben de EU en elf deelnemende landen €380 miljoen gereserveerd. Naar verwachting gaat er van dat bedrag €133 miljoen naar  Eindhoven en Enschede, de beoogde locaties van deze proefproductielijn. Het project, onderdeel van het PIXEurope-consortium en ondersteund door PhotonDelta en het Ministerie van Economische Zaken, zet Nederland op de kaart als leider in fotonica. Dit biedt kansen voor snellere AI, efficiëntere datacenters en innovatieve toepassingen zoals biosensoren.

Kennisinstituut TNO, de Technische Universiteit Eindhoven en de Universiteit Twente gaan de voorgestelde faciliteiten realiseren. IO+ sprak met Ton van Mol, naast managing director TNO bij Holst Centre ook verantwoordelijk voor het Photonic Integration Technology Centre (PITC), het samenwerkingsverband tussen TNO, TUe, UT en Photondelta.. "Fotonische chips staan op een kantelpunt, vergelijkbaar met waar de halfgeleiderindustrie decennia geleden was.”

Fotonische chips: energiezuinige, razendsnelle dataoverdracht

De urgentie voor fotonische chips wordt op dit moment vooral gedreven door energieverbruik in datacenters. “Sommige datacenters hebben nu kerncentrales nodig voor hun energievoorziening. De vraag naar een energiezuinige manier van dataoverdracht is enorm”, benadrukt Van Mol.

Fotonische chips gebruiken optische signalen in plaats van elektrische. “Momenteel moeten lichtpulsen worden omgezet naar elektrische signalen voor dataverwerking”, legt Van Mol uit, “om vervolgens weer terug te worden geconverteerd naar licht. Deze inefficiënte cyclus kan worden geëlimineerd met volledig optische systemen.”

Verschillende materiaalplatformen

Anders dan bij traditionele halfgeleiders, waar silicium het hoofdbestanddeel is, zijn er voor fotonische chipproductie verschillende materiaalplatformen in gebruik. “Een fotonische chip kun je maken op basis van verschillende materiaalplatformen die ieder hun eigen voordelen hebben. Afhankelijk van de toepassing gebruik je een of meerdere typen fotonische chips. Dat maakt het extra complex.”

SMART Photonics specialiseert zich bijvoorbeeld in chips van indiumfosfide, ideaal voor telecomtoepassingen. En New Origin en Lionix, beiden in Enschede op silicium nitride, meer geschikt voor quantum en sensor toepassingen. Deze diversiteit aan materialen voegt een extra complexiteitslaag toe, maar biedt ook meer mogelijkheden voor verschillende toepassingen. Denk aan toepassingen zoals biosensoren, waarmee je binnen enkele minuten medische analyses kunt uitvoeren, en lidar-technologie voor autonome voertuigen.

Hoe fotonica startups financiering binnenhalen? 'Zorg dat investeerders FOMO krijgen'

Welke uitdagingen zien investeerders bij fotonicabedrijven en welke strategieën leiden tot succes? Tijdens de PIC Summit bespraken vier toonaangevende investeerders deze vragen.

Read More

€380 miljoen – pas het begin

Hoewel de Europese investering van €380 miljoen significant lijkt, noemde NXP Semiconductors ceo Kurt Sievers dit slechts een begin. “Berekeningen wijzen uit dat we €500 miljard aan investeringen in Europa nodig hebben om de doelstelling van 20% marktaandeel te bereiken. Deze realiteit wordt nog schrijnender wanneer we kijken naar investeringen in Silicon Valley, China en Taiwan, die al jaren honderden miljarden euro's investeren in hun chipproductie”, zei hij tegen MT Sprout.

Het PIXEurope-consortium, bestaande uit achttien instituten uit 11 landen, moet deze achterstand inhalen. Het project past binnen de bredere EU Chips Act, die gericht is op het versterken van de technologische autonomie van Europa.

De wereldwijde markt voor fotonische chips, momenteel gewaardeerd op $12 miljard, zal naar verwachting groeien tot $65 miljard in 2032.

Eindhoven en Enschede als centrum van innovatie

Dat Nederland is gekozen als locatie voor deze proefproductielijn, is geen toeval. Eindhoven heeft een sterke reputatie als hightech hub, mede dankzij de aanwezigheid van kennisinstituten als TNO/Holst Centre en bedrijven als SMART Photonics en Effect Photonics. Ook in Enschede, met de Universiteit Twente en bedrijven zoals Lionix International, wordt volop gewerkt aan de fundamentele ontwikkeling van fotonische technologie.

De uitdaging van opschaling

Hoewel de eerste commerciële producten met fotonische chips al op de markt zijn, blijft opschaling een uitdaging. De nieuwe proeffabriek in Eindhoven zal de stap van 4- inch wafers naar 6-inch wafers mogelijk maken, een belangrijke vooruitgang in productiecapaciteit. Dit stelt de industrie in staat om grotere hoeveelheden chips te produceren tegen lagere kosten, wat essentieel is voor grootschalige adoptie.

Van Mol vergelijkt de huidige fase van fotonica met de begindagen van de halfgeleiderindustrie: "We willen dezelfde gestandaardiseerde en strak georganiseerde industrie opbouwen, met gespecialiseerde foundries en een gesegmenteerde supply chain. Maar dat vergt tijd, investeringen, en samenwerking."

Tijdlijn en toekomstperspectief

Als onderhandelingen en contracten rondkomen, kan de bouw van de proeffabriek naar verwachting medio 2025 van start gaan. Het project heeft een looptijd van vijf tot zes jaar en moet uiteindelijk worden overgedragen aan commerciële partijen.

Van Mol benadrukt dat het succes van deze fabriek niet alleen ligt in de technologie, maar ook in het creëren van een ecosysteem waarin bedrijven en onderzoekers samen kunnen innoveren. "In Nederland hebben we een unieke combinatie van expertise, infrastructuur en samenwerking. Dit project is niet alleen een technische uitdaging, maar ook een kans om onze positie als koploper in de hightech industrie te versterken. Fotonische chips kunnen de sleutel zijn tot een duurzamere, efficiëntere toekomst – en wij staan aan voorhoede van die revolutie.”