#1 Waarom is fotonica zo hot?
Fotonica is één van technologieën waarin Nederland wil blijven uitblinken. Ons land loopt wereldwijd voorop in het detecteren, opwekken, transporteren en bewerken van licht. Dat gaat dus niet over het transporteren van lichtdeeltjes (fotonen) in de bekende glasvezelkabels. Dat is al stokoude technologie.
Waar het wel over gaat: chips waarin fotonische functies zijn geïntegreerd (Pic’s, in vaktaal). Fotonische chips brengen informatie over met lichtdeeltjes in plaats van elektronische stroompjes.
Die optische signalen zorgen ervoor dat er meer informatie tegelijkertijd over een langere afstand kan worden verstuurd. Deze chips doen dat bovendien tussen de 300 tot 1000 keer sneller dan elektronische chips.
Energiezuiniger
Nog een groot voordeel: fotonen geven geen warmte af en ze wegen ook niks. Dat maakt deze chips energiezuiniger. Daarmee kan het energieverbruik van slurpende datacenters bijvoorbeeld gehalveerd worden.
Ook voor het ontwikkelen van AI en quantum computing zijn fotonische chips cruciaal. De grenzen van elektronische chips komen in zicht, fotonische chips worden de motor voor nieuwe technologische doorbraken.
Lees ook: Waar blijft de ASML van quantum computing
#2 Waar gaan de Europese centen naartoe?
De Europese Unie trekt 380 miljoen euro uit voor het opzetten van proeffabrieken voor fotonische chips. Daarvoor is een consortium geselecteerd, PIXEurope, waar Nederland deel van uitmaakt. Partijen uit elf landen doen mee aan deze samenwerking.
De Chips Joint Undertaking is de Europese publiek-private samenwerking die deze centen ophoest. Een flinke brok van dat budget, 133 miljoen, komt naar Nederland. De locaties die op het oog zijn voor de pilotproductielijnen zijn Eindhoven en Enschede.
Het ministerie van Economische Zaken betaalt zelf 66 miljoen euro mee. Bedoeling is dat de bouw halverwege volgend jaar van start gaat. TNO, de TU Eindhoven en de Universiteit Twente mogen de nieuwe faciliteiten gaan realiseren, aldus het persbericht van het ministerie.
Nederlandse bedrijven zoals Smart Photonics staan al te trappelen om de nieuwe proeffabriek te gaan gebruiken.
#3 Wie zijn de Nederlandse koplopers?
Het eerste cluster van fotonicabedrijven is geconcentreerd rond Eindhoven. Smart Photonics is op dit moment het grootste bedrijf in Europa dat fotonische chips op bestelling kan maken. Het is opgericht in 2012 door Richard Visser. Ceo Johan Feenstra wil niets minder dan ‘de TSMC van de fotonische chipindustrie’ worden.
Smart Photonics maakt chips die zelf licht kunnen creëren. Voor de kenners: halfgeleiders gemaakt van indiumfosfide. Daarmee kan het complexere chips maken, waarin veel verschillende componenten op een paar vierkante millimeter zijn geïntegreerd. Het zijn chips die bijvoorbeeld heel geschikt zijn voor datacenters.
Als chipfabriek wil het alleen ontwerpen van klanten produceren, een foundry zijn. Liefst goedkoper en beter dan de concurrentie, en door gangbare chipmachines te gebruiken ook gemakkelijk op te schalen.
1,1 miljard naar PhotonDelta
Visser staat ook mee aan de wieg van PhotonDelta in 2016. Dat begint als een project van TU Eindhoven, ondersteund door de provincie Brabant en Brainport Development. Dat project is inmiddels uitgegroeid tot een ecosysteem met 71 partners, mkb-bedrijven, innovatie- en technologieinstituten.
Fotonica is ook al een tijdje een speerpunt voor de Nederlandse overheid. Twee jaar geleden brachten overheid en bedrijfsleven 1,1 miljard euro bijeen om in deze techniek te investeren. Daarvan komt 471 miljoen euro uit het Nationaal Groeifonds. PhotonDelta verdeelt die centen.
Een tweede, iets kleiner cluster fotonicabedrijven, is uit de grond gestampt rond de Universiteit Twente. Hier zijn siliciumnitride chips de basis, die kunnen werken met zichtbaar licht. Daardoor zijn ze bijvoorbeeld heel bruikbaar voor virtualrealitybrillen of medische sensoren.
Foundry in Twente
Onthou deze naam: New Origins. Dat staat voor de eerste fabriek zal verrijzen op het Kennispark van de Universiteit Twente. Guus Rijnders is de drijvende kracht achter het initiatief. Die eerste productielijn moet binnen twee jaar gaan draaien. Ook deze krijgt de opzet van een foundry.
‘Als de foundry er staat, hebben we in Nederland de hele productieketen in huis, van chipdesign, fabricagefaciliteiten en een Nederlandse assemblagepartij voor de packaging. Deze kans mogen we niet laten glippen’, zei Arne Leinse, ceo van LioniX International daarover in Link Magazine.
Nederland heeft met die twee clusters al een stevige koppositie. Maar om die te behouden moet de productie flink worden opgeschaald. Smart Photonics wil dat doen met een netwerk van bedrijven. Nu zit het bedrijf op zo’n 5.000 wafers per jaar met daarop duizenden chips. Samen willen ze tegen 2030 uitkomen op een Nederlandse productie van meer dan 100.000 wafers per jaar.
Rest van de wereld
Veel minder vertegenwoordigd in ons land zijn de bedrijven die innoveren met silicium fotonica, oorspronkelijk ontwikkeld voor data- en telecom via glasvezels. Daar investeert de rest van de wereld wel stevig in.
Vooral omdat het productieproces aanleunt tegen de productie van de bekende chips. Die chips zijn goedkoper dan de Nederlandse varianten, bovendien kunnen ze al in hoge volumes worden geproduceerd. Nadeel is dat ze in gebruik veel licht verliezen en niet zelf licht kunnen maken.
Lees ook: Kernenergie maakt comeback met dank aan energieslurpende AI
#4 Waarom wil Europa hier fabrieken hebben?
De wereldwijde markt voor fotonische chips, meer bepaald de geïntegreerde exemplaren, wordt in 2023 gewaardeerd op ruim 12 miljard dollar. Tegen 2032 is dat opgelopen tot ruim 65 miljard. De Aziatische markt had vorig jaar het grootste aandeel. Maar van Europa wordt de snelste groei verwacht, gevolgd door de VS.
Fotonische chips zijn voor Europa een kans om minder afhankelijk te worden van de dominante spelers uit China, Zuid-Korea en de VS. De wereldwijde chiptekorten tijdens en na de coronapandemie hebben de ogen geopend.
Bovendien speelt de recente herverkiezing van Donald Trump mee. Wanneer hij opnieuw wordt geïnstalleerd als president van de VS krijgt het fenomeen handelsoorlog weer een flinke boost. Hij zal niet alleen de aanval inzetten op China, maar ook zijn vizier op Europa richten. America first.
Om deze geopolitieke krachtmeting te overleven, wil Europa de complete toeleveringsketen voor fotonische chips zelf in handen hebben: onderzoek, ontwerp, het bouwen van chipmachines en de productie van de chips.
Lees ook: President Trump is dé kans voor de Europese techsector om de achterstand op Amerika in te halen
#5 Is dat geld genoeg?
De Europese chipverordening (European Chips Act) is een pot van ruim 43 miljard euro. Die is gevuld met publieke en private investeringen en loopt tot 2030. Het doel is om de productie van chips in Europa te verdubbelen, van tien naar twintig procent van de wereldwijde industrie.
Dat lijkt best veel geld, maar dat is het eigenlijk niet. Voor Kurt Sievers, ceo van NXP Semiconductors, is dat bedrag veel te laag. ‘We hebben berekend dat we 500 miljard euro aan investeringen in Europa nodig hebben om de doelstelling van 20 procent te bereiken’, klonk het twee jaar geleden al in Techzine.
Silicon Valley in de VS, China en Taiwan ontwikkelen en investeren al jaren in hun eigen productie van fotonische chips. Ze investeren daar ook veel meer geld in dan Nederland en Europa, opgeteld honderden miljarden.
Mario Draghi, voormalige topman van de Europese Centrale Bank, heeft in september nog opgeroepen om honderden miljarden euro’s te besteden aan de chipindustrie in Europa. Natuurlijk is iedereen nu wel even blij met het groeigeld van Europa, maar eigenlijk is het peanuts.
