Photonik ist mehr als nur ein Versprechen, sagt Richard Visser von Smart Photonics. "Wir stehen am Anfang von etwas ganz Großem. Etwas Vergleichbares geschah mit den Elektronikchips." - Bild: www.brandbrandbox.de

Photonik ist mehr als nur ein Versprechen, sagt Richard Visser von Smart Photonics. "Wir stehen am Anfang von etwas ganz Großem. Etwas Vergleichbares geschah mit den Elektronikchips." - Bild: www.brandbrandbox.de

| von Noord-Brabant
Aktualisiert am: 25. Okt. 2019

Die Kraft des Lichts ist die Grundlage der Photonik. Bekannt ist die Photonik hauptsächlich von den Glasfaserkabeln, wo die Daten mit Lichtsignalen von A nach B transportiert werden. Aber Photonik wird auch mehr und mehr für die Herstellung superschneller und supersparsamer Chips angewendet. Auch dabei geht es um Lichtsignale, aber dann im Nanobereich. Und gerade dabei ist Region Brabant im Süden der Niederlande weltweit führend.

Dies ist im Bereich der integrierten Photonik auf die langjährige Forschung an der Technischen Universität Eindhoven zurückzuführen, zusätzlich zu den Erkenntnissen der Universität Twente über diese Technik. Viele Mikrochips werden aus dem Material Silizium hergestellt; unsere Partner verwenden andere Materialien, nämlich Indiumphosphid und Siliziumnitrid, die einzigartige Vorteile bieten.

Ohne Chips gibt es keine Smartphones oder Computer, aber auch keine Flugzeuge oder Autos. Die Technik der ganzen Welt basiert auf Chips. Derzeit geht es vor allem um elektronische Chips, welche aber fast an ihre Grenzen stoßen. Die Lösung ist made in Brabant: Dort hat man die ersten Schritte zur Verwendung von Lichtbündeln anstatt elektronischen Signalen für Chips gesetzt. Und das funktioniert. Genau deshalb ist die (integrierte) Photonik ein so erfolgversprechender neuer Sektor.

In Sektoren wie der Autoindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik kann Photonik den Fortschritt beschleunigen. Ewit Roos, CEO des von Eindhoven aus operierenden PhotonDelta, kennt viele solcher Beispiele für den Nutzen der Photonik „Zum Beispiel in der Flugzeugindustrie, einem Sektor, in dem Sicherheit das Allerwichtigste ist und wo auf die Funktion der Teile hundertprozentig Verlass sein muss. Ein Photonikchip in einem Flugzeugflügel kann die Spannung überall im Flügel ganz präzise berechnen. Und kann bereits lange bevor kleine Risse entstehen die Schwachstellen anzeigen.“

PhotonDelta: Europäische Photonik-Zusammenarbeit

Dass die integrierte Photonik eine vielversprechende Technologie ist, eine Lösung für bestehende Probleme bietet und verschiedene neue Anwendungen ermöglicht, da sind sich alle einig. Fehlende (risikovolle) Investitionen, Zersplitterung der Aktivitäten und ein unzureichendes Wissen über integrierte Photonik potenzieller Anwender könnten einem echten Durchbruch jedoch im Weg stehen.

Ewit Roos CEO von PhotonDelta aus Eindhoven in Brabant
Ewit Roos, CEO der von Eindhoven aus operierenden PhotonDelta. - Bild: www.brandbrandbox.de

Diese Herausforderung ist der Grund, weswegen PhotonDelta gegründet wurde: eine öffentlich-private Partnerschaft, die aus einem Netzwerk von Unternehmen, Regierungen und Wissensinstitutionen in den Niederlanden besteht. Seit Juli 2018 entwickelt sich PhotonDelta als öffentlich-private Organisation zu einem der tonangebenden digitalen Innovationshubs Europas, wobei „man Forschung und Entwicklung aktiv mit konkreter Marktnachfrage und Unternehmen verknüpft.“

PhotonDelta forscht in Sektoren wie Agrarwirtschaft, Gesundheitswesen, Datenkommunikation und Luftfahrt; Teilbereiche, wo die Anwendung der Photonik Produkte viel leichter, billiger, schneller, nachhaltiger und kleiner machen kann. Dazu entwickelt die Organisation in Teams sogenannte Product Roadmaps, um Kenntnisse und relevante Technologien aufeinander abzustimmen und so die Time-to-Market zu beschleunigen. Wichtig zu wissen ist, Photonik arbeitet häufig in Kombination mit Elektronik. Sie ist also kein Ersatz.

Wie zerstörende Innovationen entstehen

Die Anerkennung, die PhotonDelta als einer der tonangebenden Innovationshubs Europas erlangt hat, wurde dem Unternehmen unter anderem dadurch zuteil, weil es an Branchen mit langjähriger Erfahrung, wie beispielsweise der Hightech-Fertigungsindustrie und der Halbleiterindustrie anschloss. Das alles aufgrund des Bewusstseins, dass eine zersplitterte Vorgehensweise in Europa nie zu einer Expansion, geschweige denn zu einer guten Position gegenüber Mitbewerbern aus Asien und Amerika führen würde.

„Zerstörende Innovationen entstehen, wenn junge Unternehmen in diesem Sektor Zugang zu Kenntnissen erlangen, die bereits bei Hightech-Unternehmen und Organisationen für angewandte Forschung vorhanden sind“, meint CEO Ewit Roos. PhotonDelta ist dabei Vorreiter.

Ein Beispiel für Photonik-Anwendung in Chips sind Smartphones: „Da die Chips so sparsam sind, wird man sein Smartphone in Zukunft vielleicht nur noch ein- oder zweimal monatlich aufladen müssen", sagt Ewit Ross von PhotonDelta. -  Bild: www.brandbrandbox.de
Ein Beispiel für Photonik-Anwendung in Chips sind Smartphones: „Da die Chips so sparsam sind, wird man sein Smartphone in Zukunft vielleicht nur noch ein- oder zweimal monatlich aufladen müssen", sagt Ewit Roos von PhotonDelta. - Bild: www.brandbrandbox.de

Lichtteilchen als Elektronik-Ersatz

Fest steht für Ewit Roos die Bedeutung der integrierten Photonik, sowohl technologisch als auch gesellschaftlich. „Wenn die Weiterentwicklung der heutigen Generation Chips ins Stocken gerät, werden Lichtteilchen - also Photonen - anstatt Elektronen der Motor sein, der neue technologische Errungenschaften ermöglicht.“

Zahlreiche Photonikunternehmen stießen jedoch, laut Roos, bei der Produktion der erforderlichen photonischen integrierten Schaltkreise, der so genannten PICs, heute an ihre Grenzen. „Die Produktionserträge müssen wachsen, genau wie die Zuverlässigkeit solcher Chips. Und wir brauchen Normen für deren Verpackung: die Verbindung von Photonikchips mit der Außenwelt. PhotonDelta will sich diesen Herausforderungen stellen und so weltweit bei integrierten Photoniksystemen eine führende Rolle spielen.“

Geschätzte 80 Prozent des Photoniksektors der EU besteht aus innovativen kleineren und mittleren Unternehmen. PhotonDelta unterstützt sie bei der Erweiterung.

Ewit Roos: „Wir beschäftigen uns derzeit mit der Verbindung und der Koordination von Initiativen, sodass wir sie dabei unterstützen können, alle anfallenden Aufgaben schneller zu bewerkstelligen. Unsere Anstrengungen gelten dem Anbohren neuer Quellen für Finanzierungs- und Forschungsmittel, die bisher außer Betracht geblieben sind.“

Die führende Position von Eindhoven

Es ist kein Zufall, dass sich der Hauptsitz von PhotonDelta und seinem Team auf dem High Tech Campus in Eindhoven befindet. Hier nämlich befinden sich bereits verschiedene Unternehmen und Forschungszentren der Weltklasse rund um die Photonik, genauso wie es in den Regionen um Nimwegen und Twente der Fall ist. „Im Bereich der Optik, der photonischen Integration sowie der Nanotechnologie haben wir eine führende Position erlangt. Aber um unsere weltweiten Bedeutung nichts zu verlieren, müssen wir so viel Zusammenarbeit wie möglich anregen, um so der jetzt drohenden Zersplitterung Einhalt zu gebieten.“

„Ziel ist es, den Kaufmannsgeist junger Unternehmen mit den Kenntnissen von Großunternehmen zu verbinden.“

Ewit Roos, CEO von PhotonDelta 

Den nächsten Schritt sieht Ewit in der Einbeziehung von Unternehmen, die derzeit den Nutzen der Photonik noch nicht in seinem gesamten Ausmaß kennen. „Es ist jetzt an der Zeit, nicht-photonische Unternehmen anzusprechen, die, denken wir, in der ein oder anderen Form von der integrierten Photonik profitieren können oder die uns bereits um Unterstützung bei der Ausweitung ihres Unternehmens gebeten haben. Ziel ist es, den Kaufmannsgeist junger Unternehmen mit den Kenntnissen von Großunternehmen zu verbinden.“

Intelligente und saubere Industrie

„Die vierte industrielle Revolution Europas beginnt in den Regionen, wo Forscher und Unternehmer produktiv an Innovationen zusammenarbeiten. Photonik ist eine intelligente und saubere Industrie. Dort herrscht ein Bewusstsein für die Dringlichkeit, den nächsten Schritt zu tun. Dort gibt es zwar einen Vorsprung, aber es darf nicht vergessen werden, dass andere Länder nicht weit hinterher sind - und dass die Mitbewerber aus anderen Teilen der Welt mit hunderten Millionen unterstützt werden.“

Wenn die Vorteile der Photonik gegenüber der herkömmlichen Elektronik irgendwo deutlich werden, dann ist das in den Industriezweigen, wo Gewicht, Platz, Geschwindigkeit oder Energieverbrauch eine bedeutende Rolle spielen. In der Flugzeugindustrie beispielsweise kommen all diese Aspekte zusammen. Es ist nicht verwunderlich, dass sich Akteure aus dieser Industrie für die Technologie interessieren, bei der Sensoren in einem Flugzeug verarbeitet werden, die Messergebnisse zu den unterschiedlichsten Funktionsbereichen liefern können. Normalerweise benötigt man dazu pro Sensor drei Kupferdrähte, was aber ein unakzeptables Ausmaß an Gewicht und Platz erfordern würde. Mit Photonikchips ließe sich das - Glasfaserleitungen bereits eingerechnet - mit nur ein paar hundert Gramm zusätzlichem Gewicht realisieren.

Weitere Informationen:

  • Firma PhotonDelta aus Einhoven: www.photondelta.eu

  • Photonik in der Region Noord-Brabant in den Niederlanden: 

           www.brabantbrandbox.com/de/photonik/