Bright Photonics: Licht als innovatiemotor

Ronald Broeke startte zijn bedrijf Bright Photonics in 2009 na het bijwonen van de promotie van een onderzoeker uit zijn oude onderzoeksgroep in fotonica bij de TU Delft (die tegenwoordig bij de TU Eindhoven zit). Zelf was Broeke toen al zo’n zes jaar daarvoor gepromoveerd in fotonica. ,,De professor die ik toen weer tegenkwam, Meint Smit, vroeg of ik interesse had in een Europees project om fotonica te commercialiseren. De dag daarna zijn we naar Cambridge gevlogen naar een bijeenkomst over het projectvoorstel met alle toekomstige partners.”

Fotonische chips voor datacenters, 5G en zelfrijdende auto’s

Kort daarna richtte Broeke Bright Photonics BV op. In de eerste jaren was er geen markt voor het product van Bright Photonics. Dat deed toen alleen nog maar onderzoek naar de toepassing van fotonica in chips. ,,Samen met onze projectpartners wilden we aantonen dat fotonica hetzelfde open access business model kon hanteren als het open access model dat de elektronica groot gemaakt heeft.” Dat open access model gaat uit van een opdrachtgever die het design van de elektronica uitbesteedt aan een gespecialiseerd designbureau. De productie van de elektronica wordt gedaan door daarin gespecialiseerde fabrieken die de opdrachtgever daarvoor inhuurt.

,,Dat model blijkt ook voor fotonica te werken”, zegt Broeke. ,,Door de jaren heen komen er steeds meer commerciële klanten voor de prototypes van fotonische chips die wij als Bright Phonotics voor ze ontwerpen.”

Klanten van Bright Photonics zijn voornamelijk nog hightechbedrijven zoals in de telecom, datacom en sensing. Die bedrijven willen fotonica toepassen in chips zoals voor datacenters, lasers, ontvangers in statellietsystemen, LIDARs voor zelfrijdende auto’s, 5G, enzovoorts. Reden is onder meer dat fotonische circuits en glas vezels data duizenden keren sneller communiceren en minder energie per bit verbruiken dan mogelijk is met alleen elektronische circuits. Bij gebruik voor sensing kan fotonica zeer nauwkeurig afstanden meten zoals in de compositie van weefsel of veranderingen in de omgeving.

Chip zo groot als suikerkorreltje

De professionele naam voor fotonische chips is photonic integrated circuits, afgekort ‘PICs’. Die fotonische circuits hebben doorgaans afmetingen van een suikerkorreltje tot enkele millimeters, afhankelijk van de toepassing ervan.

Voor het testen van nieuwe chips gebruikt Bright Photonics gespecialiseerde labs zoals het lab van de TU/e dat vlakbij zit. ,,Een eigen lab en productiefaciliteit is inefficiënt”, zegt Broeke. ,,Door onze specialisatie kan de kwaliteit van fotonische chips omhoog en kunnen de kosten ervan omlaag.” 

Het prototype van een voor de klanten ontworpen chip laat Bright Photonics maken bij een foundry. (Een foundry is een fabriek die de fotonische chips maakt volgens het ontwerp dat aangeleverd wordt door de ontwerper.) Bright Photonics test vervolgens of de chip goed functioneert.

Gratis software tool om chip te ontwerpen

De mate waarin een bedrijf de expertise op het gebied van fotonische chipdesign van Bright Photonics inhuurt, verschilt per klant. De ene klant heeft zelf productontwikkelingskennis in huis en weet wat voor ontwerp nodig is. Andere klanten weten alleen dat fotonische chips ze kunnen helpen en vragen om hulp voor het gehele productie-, ontwikkel- en ontwerpproces. 

,,We doen altijd eerst een feasabilityonderzoek”, zegt Katarzyna Lawniczuk. Zij werkte als fotonica-expert bij de TU/e en stapte over naar Bright Photonics omdat ze directer wilde samenwerken met gebruikers van nieuwe uitvindingen op het gebied van fotonica. Dat zijn doorgaans bedrijven die een product ontwikkelen waarbij ze fotonische chips willen gebruiken. Uit het feasabilityonderzoek dat Bright Photonics voor ze doet, moet blijken hoe de chip eruit komt te zien en of deze wel echt met fotonica uitgerust moet worden. ,,Het gaat erom om zo vroeg mogelijk de juiste technologiekeuzes te maken. Soms is een elektronische oplossing beter of is fotonica nog een stap te ver om in korte tijd een oplossing te genereren.”

Bright Photonics biedt ook een gratis softwaretool aan dat klanten helpt om zelf een photonic integrated circuit te ontwerpen. Dat heet Nazca Design. ,,We hebben er natuurlijk over nagedacht of dat onze business zou kunnen schaden omdat klanten dan zelf met het ontwerp van een fotonische chip aan de slag gaan en ons misschien niet meer nodig hebben”, zegt Lawniczuk.

Foute ontwerpkeuze kost al snel 50.000 euro

,,Maar uiteindelijk blijkt dat niet zo te werken. Klanten raadplegen ons met name voor onze kennis van fotonicatechnologie als ze Nazca gebruiken en voor het maken van de juiste keuzes. Een foute keuze kost al snel 50.000 euro en levert bijna een jaar achterstand in de ontwikkeling van een product op.”

Wereldwijd gebruiken inmiddels meer dan duizend chipdesigners Nazca Design. ,,Ze geven ons feed back waarmee we de tool weer kunnen verbeteren. Daar worden we zelf ook beter van. Het geeft ons een centrale positie op het gebied van open innovatie van fotonica in chips.”

Bright Photonics ziet de toekomst positief tegemoet. Broeke: ,,De stappen die de afgelopen tien jaar gezet zijn, maken dat de toepassing van fotonica in chips toegankelijk geworden is voor MKB en start-ups. Lawniczuk: ,,Het kan natuurlijk zo zijn dat bestaande grote industriële bedrijven zelf een team opzetten voor het ontwerp van PICs. Die hebben ons dan in eerste instantie niet meer nodig voor het design. Dan nog zien we dat ze bij nieuwe projecten externe fotonicaspecialisten inhuren.”

Zoveel specialisten in fotonische chips zijn er immers niet te vinden.