GEÏNTEGREERDE FOTONICA-CHIPTECHNOLOGIE VOOR EEN DRAADLOZE EN TELECOMMUNICATIEREVOLUTIE

Draadloze communicatie is de afgelopen decennia gemeengoed geworden. Elke nieuwe generatie draadloze technologie brengt echter zijn eigen uitdagingen met zich mee. Hoe kunnen we meer apparaten verbinden op een netwerk dat tien keer sneller is, zonder onze fysieke infrastructuur om de zoveel jaar te hoeven vernieuwen? Met hun thin-film lithiumniobaat (TFLN) fotonische chip heeft het team van UT-spin-off Sabratha het antwoord. CEO Kees Franken en CTO Steven Ye vertellen over hun technologie en hun spin-offtraject.

Elke dag genereren we meer en meer data. In 2015 werd geschat dat we wereldwijd 15,5 zettabytes (15,5 miljard terabytes) aan data genereerden. Tien jaar later, in 2025, zitten we op maar liefst 181 zettabytes - meer dan elf keer zoveel. “Onze technologie moet die groei bij kunnen houden,” legt Kees uit. “Een goed voorbeeld hiervan is draadloze communicatie, waar de traditionele technologie die gebruikt wordt voor 4G en 5G waarschijnlijk niet volstaat voor 6G. Het Internet of Things (IoT) komt er ook aan, en daarvoor hebben we een betrouwbaar netwerk nodig. We zien met name kansen in de structuur die alle draadloze basisstations verbindt: het glasvezelnetwerk. De afgelopen jaren is gebleken dat het aanleggen van glasvezelnetwerken een enorme uitdaging is, en het is niet haalbaar om steeds meer glasvezelkabels aan te leggen, vooral niet in stedelijke gebieden of onder de Atlantische Oceaan. Daarom willen we met onze chip zoveel mogelijk data in één glasvezeldraad stoppen, terwijl we tegelijkertijd meer data in het optische domein verwerken. We willen de next-gen 6G draadloze communicatiemarkt revolutioneren met onze chips.”

Interactie tussen licht en geluid

Daar werkt het Sabratha-team al tientallen jaren aan. Het team ontwikkelde een fotonische chip met een nieuw materiaal: thin-film lithiumniobaat. Steven: “Het stelt je in staat om data met zeer hoge snelheden over te dragen – veel sneller en energiezuiniger dan met de huidige fotonische technologieën. Belangrijker nog, wat ons bedrijf uniek maakt is dat we het gestimuleerde Brillouin-verstrooiingseffect benutten, waarbij licht interactie heeft met akoestische golven.” Hiermee kan hun chip data optisch verwerken met behulp van cruciale filterfunctionaliteiten. “De onderzoeksgroep waaruit we zijn voortgekomen, was de eerste die dit Brillouin-effect in dit chipplatform heeft gemeten. Dat was de belangrijkste ontdekking van mijn promotieonderzoek en het werd gepubliceerd in een toonaangevend tijdschrift (Science Advances). Deze unieke filter- en verwerkingsmogelijkheid maakt ons de enigen die dit commercieel doen, wat ons een onderscheidende positie in de markt geeft.”

Van onderzoek naar synergetische samenwerking

De innovatie vergde jarenlang onderzoek, onder leiding van de gerenommeerde professor David Marpaung. Terwijl Steven zijn promotieonderzoek in deze onderzoeksgroep aan de UT deed, werkte Kees twee jaar aan zijn promotieonderzoek aan Harvard University in de onderzoeksgroep die het TFLN-materiaal ontwikkelde. “Daar heb ik geleerd hoe je die chips maakt”, zegt Kees. “Tegelijkertijd was de groep in Twente bezig met het ontwikkelen van de chiptechnologie. Daarom zagen we potentie in een samenwerking: Steven is de expert in gestimuleerde Brillouin-verstrooiing en mijn expertise ligt in het maken van deze chips.” Steven voegt eraan toe: “En dan hebben we nog Akshay Keloth, die het cleanroomproces hier van de grond af aan heeft ontwikkeld. Hij heeft bijna een heel jaar besteed om het materiaal naar Nederland, naar de cleanroom, te krijgen. Al die expertise samen zorgt voor een zeer synergetische samenwerking waarmee we de prestaties van onze chip verder kunnen verbeteren.”

Ondernemende universiteit

Om te komen waar ze nu zijn, hebben ze onderweg wat hulp gekregen. Steven: “Het cleanroompersoneel van MESA+ heeft enorm geholpen om dit allemaal mogelijk te maken. Het is nogal een uitdaging voor een cleanroom om een ​​nieuw materiaal te introduceren, omdat er allerlei eisen zijn voor het voorkomen van contaminatie. Daar dachten ze goed in mee.” Kees voegt eraan toe: “Dat is precies wat de UT tot een ondernemende universiteit maakt. Er is ook enorm veel ondersteuning vanuit Novel-T voor onderzoekers die een spin-off willen starten. Het oprichtingsproces verliep erg snel en de afspraken met de universiteit werden op een zeer respectvolle manier tussen beide partijen gemaakt. De infrastructuur voor kennisoverdracht is zeer volwassen en compleet. Bovendien is er hier in Twente een hele community van ChipTech-startups waarmee we samenwerken en van leren, zoals Quix Quantum en QSA Technology. Iedereen wil elkaar gewoon graag helpen. Het is ‘noaberschap’ in een hightech jasje.”

De geschiedenis ingaan

Het bedrijf heeft goede redenen om voorlopig in Twente te blijven. Steven: “Momenteel delen we nog een kantoor met promovendi, dus een eigen kantoor zou een goede eerste stap zijn. Maar we hebben hoge ambities en willen doorgroeien naar de wereldmarkt. We willen niet alleen Europa bedienen, maar ook Azië en misschien zelfs de rest van de wereld. De chipfabriek van New Origin zou daar perfect voor zijn, vooral als we onze droom willen verwezenlijken: de volgende Nvidia worden. Het begon als een grap van David, maar nu is dat echt waar we naartoe werken.” Hun ambities klinken door in hun naam: Sabratha is afgeleid van de oude stad in Libië. Om precies te zijn van het amfitheater daar, waar The Beatles hun laatste concert zouden geven (David is een grote fan). Dat concert heeft nooit plaatsgevonden, maar dat maakt Sabratha niet minder onsterfelijk. Kees: “We willen iets bouwen dat lang meegaat.”