Fotonica, de wereld van superlatieven, is Made In Brabant

Het nieuwe goud, de volgende ASML, een van Europa’s vijf “sleuteltechnologieën”, een potentiële miljardenbusiness. Superlatieven vliegen je om de oren als je spreekt met een vertegenwoordiger uit de fotonica-sector. Maar zoals dat vaak gaat met nieuwe technologieën: wat voor de voorlopers een concreet toekomstbeeld is, is voor de rest van de wereld hoogstens een vage belofte. Komende week staat de regio in het teken van Photonics Application Week. Reden om eens heel goed te kijken naar wat die belofte nu werkelijk inhoudt. 

Fotonica drijft op de kracht van het licht. We kennen het vooral van de glasvezelkabels, waar de informatie met lichtsignalen van A naar B wordt vervoerd. Maar fotonica wordt ook meer en meer gebruikt voor de productie van supersnelle en superzuinige chips. Ook daar gaat het om lichtsignalen, alleen dan op nano-schaal. En juist op dat terrein maakt Brabant wereldwijd de dienst uit. Dat komt vooral door het jarenlange onderzoek aan de Technische Universiteit Eindhoven. Bedrijven die uit dat onderzoek ontstonden, zoals Smart Photonics en EFFECT Photonics, zetten nu mondiaal de toon in de ontwikkeling van fotonische chips.

“Al lang voordat er scheurtjes ontstaan in een vliegtuigvleugel, waarschuwt deze fotonische chip waar de zwakke plekken zitten.”

Made in Brabant

Zonder chips geen smartphones of computers, maar ook geen vliegtuigen of auto’s. De hele wereld draait op chips. Momenteel gaat het vooral om elektronische chips, maar die lopen tegen hun grenzen aan. De oplossing is made in Brabant: daar zijn de eerste stappen gezet om de chips met lichtbundels te laten werken in plaats van elektronische signalen. En dat werkt. Precies daarom is de fotonica zo’n kansrijke nieuwe sector.

In sectoren als automotive, luchtvaart, ruimtevaart en medische technologie kan fotonica de vooruitgang versnellen. En tegelijkertijd kunnen fotonische chips het vastlopende internetverkeer op gang houden. Dankzij glasvezel is er al grote vooruitgang geboekt in het vervoer van informatie, maar de datacenters vormen binnen nu en pakweg vijf jaar de bottleneck: de elektronische chips waar die centra op draaien kunnen het dan niet meer aan, zo groot zal de vraag naar bandbreedte worden.

“Je smartphone hoeft straks nog maar een of twee keer per maand opgeladen te worden.”

Smartphone en vliegtuig

Ewit Roos, directeur van het vanuit Eindhoven opererende PhotonDelta, schudt de voorbeelden die het nut van de fotonica bewijzen uit zijn mouw. “Neem de vliegtuigindustrie, een sector waar veiligheid voorop staat en je voor 100% aan moet kunnen op de werking van de onderdelen. Een fotonische chip in een vliegtuigvleugel kan nauwkeurig berekenen hoe groot de spanning is op elk punt van de vleugel. En al lang voordat er scheurtjes ontstaan waarschuwen waar de zwakke plekken zitten.” Maar er is ook alledaagser nut. “Doordat die chips zo energiezuinig zijn, zal je smartphone straks misschien nog maar een of twee keer per maand opgeladen hoeven worden.”

De wereld heeft inmiddels door dat het licht uit Brabant komt. Specialisten uit Azië en Amerika komen naar Nederland om het spel te leren. En mensen als Ewit Roos reizen de wereld af om ‘ons’ verhaal te verkondigen en te luisteren naar de ontwikkelingen elders. “We moeten er alles aan doen om de kansen van deze sector optimaal te benutten”, zegt Roos. “We zitten nog helemaal aan het begin van de ontwikkeling en dat betekent dat er nog heel veel te leren valt.”

China, Japan en de VS

En daarvoor is geld nodig. Roos: “We hebben een voorsprong op de rest van de wereld, maar de concurrentie hijgt ook in onze nek. In landen als China, Japan en de VS worden nu honderden miljoenen in de ontwikkeling van fotonica geïnvesteerd.” Binnen Europa is inmiddels onder leiding van PhotonDelta een brede photonics-samenwerking ontstaan die de concurrentie in west en oost op afstand moet houden.

Roos heeft berekend dat ook hier een investering nodig is van ergens tussen de 300 en 600 miljoen. “Dat geld hebben we nodig voor het industrieel ecosysteem, voor het ontwerpen en produceren van de chips, maar ook om ze te kunnen testen en ze zo te verpakken dat ze met elkaar kunnen communiceren.”

“De 25 Nederlandse fotonicabedrijven zijn nog niet volwassen en hebben een zetje nodig”

Nederlandse Fotonica Agenda

Zo’n 25 Nederlandse bedrijven leggen zich toe op de ontwikkeling en de productie van fotonisch geïntegreerde chips (PICs), de meeste daarvan bevinden zich in Noord-Brabant, Gelderland en Overijssel. “Deze 25 bedrijven zijn nog niet volwassen en hebben een zetje nodig”, zegt René Penning de Vries, voorzitter van de Nederlandse Fotonica Agenda, een publiek-privaat samenwerkingsverband om fotonica in Nederland op de kaart te zetten. “We willen ze helpen zodat ze zich tot wereldspelers kunnen ontwikkelen.” Hij verwacht dat deze 25 bedrijven rond 2025 samen goed zijn voor een jaaromzet van €1 miljard en vierduizend arbeidsplaatsen.

(tekst gaat verder onder de video)

242 miljoen

Mits er nu geïnvesteerd wordt dus. Vandaar dat er in juli 2018 een klein gejuich opsteeg toen Penning De Vries investeringen ter hoogte van € 242 miljoen bekend kon maken. Van dat kwart miljard ligt al € 160 miljoen daadwerkelijk op tafel. Daarvan komt € 35 miljoen van het kabinet. De resterende € 125 miljoen komt voor ongeveer de helft van de provincies Noord-Brabant, Gelderland en Overijssel, de andere helft komt uit het bedrijfsleven. Andere partijen die bijdragen zijn de universiteiten van Eindhoven, Twente en Nijmegen en bedrijven als EFFECT Photonics en Smart Photonics.

Het is nu aan de onderzoekers en het bedrijfsleven om de vervolgstappen concreet te maken. Zodat we over een paar jaar niet alleen heel veel nieuwe functies aan onze smartphone hebben kunnen toevoegen, maar dat ding ook nog maar een keer per maand hoeven op te laden.

Verschillende markttoepassingen voor fotonica. De verwachting is dat de fotonica-industrie tussen 2018 en 2023 wereldwijd met 40% zal groeien. Beeld uit Nationale Agenda Fotonica

Innovation Origins publiceert vaak over alle aspecten van fotonica. Hier een selectie van die artikelen.

Hoofdfoto: (c) Bart van Overbeeke