Shared innovation is een noodzakelijke voorwaarde in de wereld van de fotonica

By Adrie Boxmeer

Sneller, lichter, duurzamer en onder aan de streep uiteindelijk ook goedkoper: de voordelen van fotonische circuits zijn aanzienlijk, voor een breed scala aan toepassingen. En Nederland speelt mondiaal een belangrijke rol in de ontwikkeling en toepassing van deze sleuteltechnologie. De afgelopen jaren is onder aanvoering van PhotonDelta een stevig fundament gelegd onder het Nederlandse geïntegreerde fotonica ecosysteem. In dit artikel gaan we in op het belang van samenwerking in innovatie. Lees hier de andere delen van de serie.

Shared innovation is het toverwoord in de wereld van technologie en innovatie. Voor fotonische chips is dat niet anders. Die ‘gezamenlijkheid in innovatie’ kent verschillende vormen: tussen de overheid en het bedrijfsleven en tussen bedrijven onderling: groot en klein, gevestigde ondernemingen en start-ups. Dat heeft een reden, zo zegt Ton van Mol, die namens TNO samen met imec leiding geeft aan het Holst Centre in Eindhoven: “Ontwikkeling van nieuwe technologieën is zo complex en kostbaar dat bedrijven het niet alleen kunnen. Daar komt bij dat de benodigde kennis vaak verspreid is over onderzoeksinstituten en bedrijven. Het is de kracht van Nederland om in gezamenlijkheid dingen te realiseren die we individueel niet voor elkaar zouden krijgen.”

In de samenwerking tussen publieke en private spelers bij de ontwikkeling van geïntegreerde fotonica neemt TNO namens de overheid een belangrijke rol in. Ton van Mol somt de voordelen van samenwerking op: “Een disruptieve technologische innovatie betekent zeker in het begin het nemen van veel risico’s met daaraan verbonden hoge kosten. Door die samenwerking verdeel je die risico’s. Shared innovation werkt met name goed bij complexe innovaties die nog ver verwijderd zijn van een marktintroductie.” En dat is precies waar Holst Centre, gelegen op de High Tech Campus in Eindhoven, zich op richt.

Volgens Van Mol is publieke-private samenwerking voor dit doel ideaal: “Voor het bedrijfsleven wekt het vertrouwen als de overheid ook deelneemt. Dan zijn ondernemingen bereid om er fors geld in te steken. Omgekeerd werkt het precies hetzelfde. Als het bedrijfsleven meefinanciert in de verwachting er uiteindelijk geld mee te verdienen, dan durft de overheid er wel belastinggeld in te stoppen.”

Ontwikkeling versnellen

Van Mol was ook betrokken bij de oprichting vorig jaar van het Photonic Integration Technology Center (PITC), een samenwerking van TNO, TU Eindhoven, Universiteit Twente en PhotonDelta. PITC wil de ontwikkeling van geïntegreerde fotonica versnellen, voor toepassingen in datacommunicatie, automotive, agrifood en gezondheid. Van Mol: “Ze ontwikkelen nu meettechnologie, zodat al tijdens het maakproces kan worden gecontroleerd of fotonische chips datgene doen waarvoor ze gemaakt zijn.” Testen gebeurde voorheen veelal handmatig en laat in het maakproces. Die methode is kostbaar, onder meer vanwege het verlies van de niet-functionele chips aan het eind van het maakproces. PITC ontwikkelt efficiënte meetmethodes die al vroeg in het maakproces kunnen worden ingezet, en op te schalen zijn naar grote volumes. Van Mol: “Ik vind de oprichting van PITC een mooi voorbeeld van de stappen die Nederland heeft gezet. Het is ook slim. Je kunt als klein land niet overal goed in zijn. Nederland heeft de juiste keuzes gemaakt: in geïntegreerde fotonica en quantum willen we uitblinken.”

Grote uitdaging

Ook Barry Peet gelooft heilig in samenwerking. Hij is directeur van het Chip Integration Technology Center (CITC) in Nijmegen. Opgericht door TNO en de TU Delft richt deze non-profit organisatie zich op de packaging van onder andere fotonische chips. Hierbij is ook het bedrijfsleven in de vorm van NXP, Ampleon en Nexperia aan boord. Peet: “Bij fotonische chips vormt packaging soms wel 80 procent van de kosten. Het is dus de grote uitdaging om dat deel omlaag te brengen, zodat de producten goedkoper worden en fotonica een vlucht neemt. Bij de traditionele halfgeleiders heeft het zo’n 30 jaar geduurd voordat dit gebeurde. Deze kennis moeten we inzetten om dit bij geïntegreerde fotonica te versnellen.”

Daarom is shared innovation volgens Peet essentieel. “De ontwikkeling van fotonische chips is heel complex en kostbaar. Bedrijven kunnen het niet alleen. Het is de kracht van Nederland om met verschillende bedrijven dingen tot stand te brengen die we individueel niet zouden kunnen realiseren. Wij brengen kennis uit de traditionele chipsindustrie in met het doel die zo snel mogelijk in te zetten voor fotonica. Want ik ben ervan overtuigd dat de toekomst ligt in chips die een laag energieverbruik hebben door de voordelen van elektronica en fotonica te combineren. Door deze combinatie kun je veel data versturen zonder dat het veel energie kost.”

Start-ups

Nieuwe technologische ontwikkelingen komen vaak van de grond door start-ups waarin mensen uit verschillende disciplines samenwerken. Zo ook in de geïntegreerde fotonica. HighTechXL – net als Holst Centre gevestigd op de High Tech Campus in Eindhoven – ‘bouwt’ start-ups. CEO John Bell: “Wij zoeken bij een bepaalde technologie mensen met wetenschappelijke kennis, maar ook met zakelijke ervaring. We zijn ontstaan omdat er een gat zit tussen een ontwikkelde technologie en het product dat klanten uiteindelijk gaan kopen. Dat moet eerst gemaakt worden. Dat kunnen grote bedrijven doen, maar die bestaan in Nederland nog niet op het gebied van fotonica.”

Volgens Bell zijn start-ups een slimme en snelle manier om tot nieuwe toepassingen te komen. “Je spreidt hiermee het risico. In de negen maanden dat we start-ups een venture building aanbieden houden we drie keer een evaluatie. Blijkt dan iets niet te werken, trekken we er de stekker uit. De realiteit is dat er veel start-ups mislukken. In de hele wereld is maar 1 tot 2 procent succesvol, onder meer omdat het moeilijk is om de juiste mensen te vinden. Tweede uitdaging in onze ervaring: het gaat om nieuwe technologieën, waar nog veel onbekend over is. Omdat we een gigantisch netwerk hebben opgebouwd, ligt ons succespercentage veel hoger dan de gemiddelden die ik net noemde.”

Bell is optimistisch over de potentie van geïntegreerde fotonica, mits er aan één belangrijke voorwaarde wordt voldaan. “We moeten snel toepassingen vinden. De uitdaging is hoe je klanten zover krijgt dat ze deze nieuwe technologie omarmen. Dat kan zeker een probleem worden als de nieuwe toepassingen er nog onvoldoende zijn en hun nut nog onvoldoende is bewezen. Als we de komende jaren te weinig toepassingen vinden, richten bedrijven zich of op iets anders of halen ze de kennis over fotonica uit het buitenland. Daarom moet Nederland oplossingen zo snel mogelijk naar de markt brengen en gaan wij dit jaar weer aan de slag met twee of drie start-ups op het gebied van fotonica.”