Zijn fotonische chips het nieuwe goud voor Nederland?

Smart Photonics heeft de wereldpers gehaald met het nieuws over de nieuwe funding van 100 miljoen euro. Als één van de voorlopers in fotonische chips wordt het bedrijf nauwlettend in de gaten gehouden. Hoogste tijd om er wat dieper in te duiken met vier vragen.

#1 Wat zijn fotonische chips?

Fotonica is al heel lang bekend in de telecomwereld. Daar wordt de technologie al meer dan veertig jaar gebruikt. Denk aan glasvezelkabels, waardoor lichtsignalen lange afstanden afleggen.

Op fotonische chips worden diezelfde lichtsignalen gebruikt om informatie door te geven, maar dan op nanoformaat. Fotonische chips zijn veel sneller – tussen 300 en 1000 keer – en veel energiezuiniger dan elektronische chips, die gebruikmaken van elektronen.

Nieuwe chips, nieuwe kansen. Voor telecom betekent dat meer data kunnen versturen, voor de medische zorg nauwkeuriger en sneller meten en analyseren. Voor de auto-industrie gaat het over veiliger autonoom rijden dankzij het herkennen van objecten voor en naast de auto (lidar).

Fotonische chips kunnen er bovendien voor zorgen dat het energieverbruik van datacenters gehalveerd kan worden. Voor de ontwikkeling van AI en quantum computing zijn deze chips bijna van levensbelang, want voor de ‘gewone’ chips zijn de limieten in zicht.

‘Als de doorontwikkeling van de huidige generatie chips stagneert, zullen lichtdeeltjes, fotonen dus, in plaats van elektronen de motor zijn worden van nieuwe technologische doorbraken’, gelooft Ewit Roos, directeur van PhotonDelta, het nationale samenwerkingsverband voor bedrijven die werken aan fotonicachips.

Smart Photonics werkt in Eindhoven aan chips die zelf licht kunnen creëren. Voor de kenners: halfgeleiders gemaakt van indiumfosfide. Daarmee kunnen ze complexere chips maken, waarin veel verschillende componenten op een paar vierkante millimeter zijn geïntegreerd.

Hierin onderscheidt het bedrijf zich wereldwijd van de andere fabrieken voor fotonicachips. 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.

Lees ook: Hoe quantum computing nu al het fundament van finance aantast

#2 Wat is de ambitie van Smart Photonics?

Oprichter Richard Visser van Smart Photonics is ervan overtuigd dat hij in 2012 aan de basis staat van een nieuwe generatie chipmakers. De nieuwe ASML’s, Intels en NXP’s komen eraan voor Nederland. ‘Fotonica staat aan de vooravond van iets groots’, vertelt de ex-Philipsman op Brabant Brand Box.

Een jaar na de oprichting heeft zijn bedrijf al de eerste wereldprimeur te pakken: een multi-project wafer met vijftien verschillende chips voor vijftien verschillende klanten. ‘We waren zo blij als een kind.’

Als wij als klein boompje willen groeien, zullen we het landschap moeten ontwikkelen

Visser noemt Smart Photonics dan nog ‘een boompje’. Maar hij ziet de potentie, ook voor Nederland. ‘Als wij als klein boompje willen groeien, dan zullen we het landschap moeten ontwikkelen.’

Om deze nieuwe chips echt door te laten breken, moet er gewerkt worden aan de versnippering van activiteiten, het gebrek aan investeringen en de onwetendheid bij het publiek. En dus helpt hij mee met het oprichten van PhotonDelta in 2016.

Dat begint als een project van TU Eindhoven, ondersteund door de provincie Brabant en Brainport Development. Het doel is het opbouwen van een Europees ecosysteem voor fotonische chips, maar dan wel met wereldwijde ambities.

Johan Feenstra neemt begin 2019 het stokje over van Visser. De ceo van Smart Photonics runt vandaag de grootste fabriek in Europa van fotonische chips op bestelling. Dat klinkt best indrukwekkend, maar van massaproductie is echt nog geen sprake.

Toch ziet ook hij het groot. Feenstra’s ambitie is een wereldspeler worden waar niemand omheen kan: zeg maar ‘de TSMC van de fotonische chipindustrie’ volgens het FD. Dat Taiwanese bedrijf, omzet zo’n 70 miljard, is vandaag de wereldleider in de productie van elektronische chips.

#3 Hoe zit het met de centen?

Geld ophalen is in de beginjaren nog een uitdaging voor Smart Photonics. ‘Helemaal als het gaat om het ontwikkelen van een technologie die nog niet door iedereen begrepen wordt’, zegt Visser. En dus bakt hij kleine oplages van chipsschijven met de oude machines van onder meer ASML.

Al begrijpen beleggers nog niet wat deze technologie kan betekenen, Visser blijft positief. ‘Gelukkig ontbreekt het ons niet aan interesse uit de markt. Er is aandacht van grote bedrijven voor wat we doen en vooral wat we kunnen.’

Begin 2020 probeert een Chinese investeerder een voet tussen de deur te krijgen. Smart Photonics is dan al een half jaar in Europa tevergeefs op zoek naar investeerders om de fabriek uit te breiden. De oplages moeten omhoog, alleen met die grotere volumes kunnen de chips goedkoper worden.

Niemand heeft interesse, maar vanuit Azië is er al wel belangstelling. Alleen zou een buitenlandse investeerder het einde kunnen betekenen van deze veelbelovende industrie voor Nederland. En dus investeert een consortium 35 miljoen euro in Smart Photonics, 20 miljoen daarvan komt van de overheid.

Bedrijven gaan samen opschalen naar een productie van meer dan 100.000 wafers per jaar

‘Fotonica is zo’n technologie, waarin we wereldwijd toonaangevend zijn en dat ook willen blijven’, verklaart de staatssecretaris van Economische Zaken. Vorig jaar kreeg de complete fotonica-halfgeleiderindustrie nog een boost met een investering van 1,1 miljard euro via PhotonDelta, waarvan 470 miljoen uit het Nationaal Groeifonds.

Waar gaan al die centen naartoe? Deels naar Smart Photonics – 75 miljoen – maar ook naar het creëren van een netwerk van bedrijven die samen opschalen naar een Nederlandse productie van meer dan 100.000 wafers per jaar voor 2030.

Niet alleen Nederland ziet brood in fotonische chips. Ook voor de Europese Commissie is fotonica een strategische kerntechnologie, essentieel voor de concurrentiepositie en een meer onafhankelijke toekomst van China en de VS.

Uit het Europese stimuleringsprogramma IPCEI kunnen er dus nog eens tientallen miljoenen aan staatssteun naar Smart Photonics vloeien.

Lees ook: ASML van spin-off van Philips naar speelbal in chipoorlog met China

#4 Ligt de rest van de wereld te slapen?

Zijn fotonische chips het nieuwe goud? Voorlopig kosten ze alleen maar goud, maar de toekomst is veelbelovend. Verwacht wordt dat de markt voor deze chips zal groeien van 13 miljard dollar dit jaar en naar 42 miljard dollar in 2028.

Nederland loopt voorop in onderzoek en ontwikkeling, ook voor de standaarden die nodig zijn voor massaproductie. Het ecosysteem tussen kennisinstituten en bedrijven is dan ook uniek in de wereld.

Ons land heeft alles in huis om te slagen. Alleen hijgt de rest van de wereld wel in onze nek.

Voor het ontwerpen, produceren, testen en verpakken van fotonische chips heeft ons land daardoor alles in huis om te slagen. Alleen hijgt de rest van de wereld wel in onze nek.

Silicon Valley in de VS, China en Taiwan, ontwikkelen en investeren namelijk volop in hun eigen productie van fotonische chips. Ze investeren daar ook veel meer geld in dan Nederland en Europa, opgeteld honderden miljarden.

Om die concurrentie op afstand te houden, zal er ook hier tussen 300 en 600 miljard euro geïnvesteerd moeten worden, zo berekende Ewit Roos directeur van PhotonDelta al eerder. ‘We moeten er alles aan doen om de kansen van deze sector optimaal te benutten.’

Lees ook: ASML: van spin-off van Philips naar speelbal in chipoorlog met China