Photondelta

Het doel van PhotonDelta is een nieuwe generatie halfgeleidertechnologie. Fotonische chips maken de productie van apparaten mogelijk die aanzienlijk sneller en goedkoper te produceren zijn en aanzienlijk minder elektriciteit verbruiken. Dit is belangrijk omdat het data- en internetgebruik in 2027 naar verwachting ongeveer 10% van het wereldwijde elektriciteitsverbruik zal bedragen. De ontwikkeling van fotonische technologie kan zo maatschappelijke uitdagingen zoals duurzaamheid aanpakken, maar ook de deur openen voor een nieuwe Europese industrie en een enorm scala aan nieuwe toepassingen waaronder quantum computing.

Publiek private investeringen

PhotonDelta, een internationaal ecosysteem van organisaties in fotonische chiptechnologie, heeft een publieke en private investering van in totaal €1.1 miljard gemobiliseerd om Nederland tot de koploper in de volgende generatie halfgeleiders te transformeren.

De investering van het Nederlandse Ministerie van Economische Zaken en Klimaat en andere organisaties van €1.1 miljard is bestemd om 200 startups en hun productie op te schalen, en om nieuwe toepassingen voor fotonische chips, infrastructuur en talent te ontwikkelen.

De investering omvat een voorwaardelijke toekenning* van €470 miljoen aan financiering via het Nationaal Groeifonds, terwijl de rest mede wordt geïnvesteerd door verschillende partners en belanghebbenden. Het maakt deel uit van het nationale plan van de Nederlandse regering om de positie van het land als wereldleider op het gebied van geïntegreerde fotonica te verstevigen en uit te bouwen.

Het programma heeft een looptijd van zes jaar en stelt PhotonDelta en haar partners in staat om verder te investeren in fotonische startups en scale-ups, productie uit te breiden, talent aan te trekken en op te leiden, de adoptie te stimuleren en een design-bibliotheek van wereldklasse te ontwikkelen. Tegen 2030 wil PhotonDelta een ecosysteem zijn uitgegroeid met honderden bedrijven, klanten over de hele wereld en een productiecapaciteit van meer dan 100.000 wafers per jaar. 

Photonic Integrated Circuits

Fotonica is het gebruik van fotonen (licht) om informatie over te dragen. Fotonische chips, ook wel photonic integrated circuits (PIC's) genaamd, integreren fotonische functies in microchips om kleinere, snellere en energiezuinige apparaten te maken. PIC's kunnen gegevens veel effectiever verwerken en verzenden dan hun elektronische tegenhangers. Net als bij deze traditionele chips wordt het productieproces uitgevoerd met behulp van automatische wafer-scale technologie. Hierdoor kunnen de chips in massa worden geproduceerd waardoor de kosten lager worden.

Een belangrijke stap is dat PIC's de verwachte limiet van de wet van Moore kunnen doorbreken en ook een bijdrage leveren bij de aanpak van problemen op het gebied van energiebesparing en duurzaamheid. PIC's worden met name gebruikt in de data- en telecomindustrie om het energieverbruik per bit te verminderen en de snelheden te verhogen. Aangezien het data- en internetgebruik in 2027 naar verwachting ongeveer 10% van het wereldwijde elektriciteitsverbruik zal bedragen, bieden PIC's een efficiënte manier om de impact op het klimaat te beperken. Fotonische circuits spelen binnenkort ook een belangrijke rol bij in massa geproduceerde, innovatieve sensoren. Dat leidt tot eerdere diagnostiek van ziekten, veilige zelfrijdende voertuigen en infrastructuur en een efficiëntere voedselproductie.

Voorbeelden van toepassingen 

Data & Telecom

Het wereldwijde dataverkeer verdubbelt elke twee jaar. Aangezien het groeitempo in de toekomst waarschijnlijk nog verder zal toenemen, worden optische communicatie- en netwerktechnologieën essentieel om deze groei op een energie-efficiënte en duurzame manier op te vangen. De grootste uitdaging binnen dit domein is het hoge energieverbruik van de data-infrastructuur. Zonder besparingen zal het aandeel van data- en internetgebruik naar verwachting tegen 2027 ongeveer 10% van het wereldwijde elektriciteitsverbruik bedragen. Het gaat hier enerzijds om energieverbruik door eindgebruikers, anderzijds ook om datacenters. 5G, Internet of Things en kunstmatige intelligentie geven daar nog een verdere versnelling aan. Fotonica levert winst op in snelheid, gewicht en energieverbruik.

Healthcare

Belangrijke uitdagingen voor Europa op het gebied van biowetenschappen en gezondheid zijn een vergrijzende samenleving, de toename van ouderdomsziekten en stijgende kosten van het gezondheidszorgstelsel. De ontwikkeling van mobiele, draagbare fotonische apparaten (in combinatie met geavanceerde biosensoren voor directe point-of-care-diagnostiek en behandeling die de medische toestand en het welzijn van de drager meten) kan bijdragen aan vroege detectie en diagnose van ziekten, evenals aan eerdere en meer gerichte behandeling. Fotonica zorgt ervoor dat een bezoek aan het ziekenhuis niet meer nodig is voor veel behandelingen of consulten.

Mobility

De grootste uitdaging in automotive ligt de komende tijd in de beschikbaarheid van betaalbare sensoren om autonoom rijden in verschillende fasen mogelijk te maken. Door de voordelen van fotonische chips (gewicht, snelheid, kostprijs) nemen de mogelijkheden voor zelfrijdend vervoer toe. Dat heeft positieve gevolgen voor de verkeersveiligheid en wordt verloren reistijd weer beschikbaar gemaakt. Ook voor batterijbeheer in elektrische voertuigen en de aansturing van traditionele auto’s kan fotonica veel betekenen. Voor de vliegtuigindustrie ligt de nadruk op sensorsystemen.

AgriFood

Om een wereldbevolking te voeden die naar verwachting 10 miljard mensen zal bereiken in 2050, is een drastische toename van de voedselproductie nodig. Maar dat moet dan wel op een duurzame manier gebeuren: zonder stikstofoverschot of overtollige CO2-uitstoot en liefst ook op een manier waarbij dierlijke eiwitten hebben plaatsgemaakt voor plantaardige. Daarnaast is voedselveiligheid een belangrijke randvoorwaarde. De oplossing ligt in de precisielandbouw, iets waar fotonica een grote rol kan spelen. Sensorsystemen die draaien op fotonica zorgen ervoor dat aan alle eisen rond veiligheid, gezondheid en duurzaamheid kan worden voldaan.