Toegankelijk en betaalbaar ontwerp van fotonische chips met nieuw gelanceerde industriële proefproductielijn
De TU/e is een van de oprichters van JePPIX en blijft een sleutelrol spelen.
Het lijkt erop dat geïntegreerde chips gebaseerd op fotonica (zogenaamde PIC's) een grote rol gaan spelen in de toekomstige technologieën op het gebied van communicatie, detectie en quantumcomputers. Om de kosten voor ontwikkeling en prototypes te beperken voor bedrijven die aan deze chips werken, is foundry-productie van PIC's van essentieel belang. Het JePPIX-consortium, dat in 2006 werd opgericht, heeft onlangs een nieuwe Pilot Manufacturing service gelanceerd om bedrijven een toegankelijke en betaalbare service te bieden voor het ontwerp en de pre-productie van PIC-apparaten. Deze service kan de ontwikkeling van dergelijke apparaten voor een breed scala aan maatschappelijke toepassingen helpen versnellen.
Fotonen kunnen grote afstanden afleggen in optische vezels, terwijl fotonische systemen informatiedichtheden bieden die stukken groter zijn dan elektronische systemen. Dit is veelbelovend voor fotonische geïntegreerde schakelingen (PIC's) en kan leiden tot snellere, nauwkeurigere en energiezuinigere apparaten voor detectie-, beeldvormings- en communicatietoepassingen.
De toeleveringsketens worden nu op elkaar afgestemd om de ontwikkeling van PIC-producten zoals JePPIX - het Joint European Platform for Photonic Integration of Components and Circuit - te ondersteunen. JePPIX is een levendige gemeenschap van foundries, softwareleveranciers, test- en verpakkingsbedrijven, technologische vernieuwers, leveranciers en facilitators die een sleutelrol spelen in het bepalen van de weg naar de commercialisering van geïntegreerde fotonische apparaten.
Motivatie voor open pilot-productie
JePPIX heeft de kosten voor het maken van de eerste prototypes al terug gebracht dankzij hun open access foundry-model, waardoor veel vernieuwers en onderzoekers met PIC-technologieën hebben kunnen experimenteren.
Met behulp van het Pilot Manufacturing product verwijdert dit industriële platform nu het volgende obstakel om het maken van producten te vergemakkelijken. Met behulp van dit product kunnen bedrijven die niet over de nodige faciliteiten beschikken, op systematische wijze fabricageklare ontwerpen creëeren en evalueren. De toeleveringsketen bestaat uit leveranciers van ontwerptools, professionele ontwerpers, foundries en deskundigen op het gebied van testautomatisering.
Gebaseerd op Eindhovens succes
Deze nieuwe ontwikkeling in de JePPIX aanpak maakt de belangrijkste technologische en operationele aspecten van PIC-fabricage openlijk toegankelijk voor zoveel mogelijk PIC-ontwikkelaars, op een manier die kan worden aangeduid als een horizontaal geïntegreerd fabricagemodel. Hierdoor zijn klanten in staat om de supply chain te configureren op basis van hun eigen expertise en eisen.
JePPIX omvat Eindhovense successen zoals SMART Photonics - de pure-play-foundry, BRIGHT Photonics - een professioneel designbureau, het Photonic Integration onderzoeksteam van de TU/e, en een aantal toonaangevende Europese instituten en bedrijven die actief zijn in de exploitatie van fotonische integratietechnologie.
Belang van een generiek platform
In termen van PIC's is indiumfosfide (InP) het materiaal bij uitstek als het gaat om prestaties. Integratie biedt de weg naar schaalvergroting en kosten. JePPIX's generieke fotonische integratieplatform maakt ook gebruik van een van de belangrijkste voordelen van het PIC-ontwikkelingsproces; namelijk de mogelijkheid om een grote verscheidenheid aan native circuitcomponenten zoals lasers, fotodetectoren en optische versterkers op te nemen op hetzelfde substraat.
Deze generieke integratiebenadering resulteert in stabielere en reproduceerbare prestaties in chips, een efficiënte ontwerpstroom en een snellere productie. Cruciaal is dat de pilotlijn van JePPIX een vermindering oplevert van de grootte, het gewicht, het stroomverbruik en de kosten. Dit voorspelt veel goeds voor bedrijven die PIC-apparaten in hun producten willen inbouwen, zonder gebruik te maken van een eigen dedicated fabricageplatform.
Toepassingen en toegang
JePPIX's pilotproductiediensten zullen relevant zijn voor een breed scala aan bedrijven die betrokken zijn bij communicatie, biomedische detectie en metrologie. JePPIX omvat drie PIC-foundries die toegang bieden tot verschillende technieken voor de productie van InP PIC-apparaten die uit verschillende optische subcomponenten bestaan.
De verwachting is dat de JePPIX-pilotlijn een aantal bedrijven zal helpen om pioniers te worden door de exploitatie van PIC's in nieuwe markten. JePPIX wordt deels ondersteund door het InPulse-project, gecoördineerd op de TU/e, dat financiering heeft ontvangen in het kader van het European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (subsidieovereenkomst nr. 871345).
De JePPIX-pilotlijn voor InP-gebaseerde PIC's is nu officieel klaar voor gebruikers. Meer informatie over JePPIX en de pilotline is hier te vinden.