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Push für Silicon Photonics in Europa

7. September 2023, 7:17 Uhr | Heinz Arnold

Mit dem EU-Projekt »PhotonixFAB« soll ein Ökosystem für Silizium-Photonik aufgebaut werden, um Europa in diesem neu entstehenden Markt wettbewerbsfähig zu machen.

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Das Projekt »PhotonixFAB«, an dessen Spitze die Analog/Mixed-Signal- und Spezial-Foundry xFAB steht, ist eine strategische Initiative, die darauf abzielt, der europäischen Halbleiter- und Photonikindustrie eine größere Souveränität zu verschaffen.

Im Rahmen von »PhotonixFAB« sollen Photonik-Innovationen von kleinen und mittleren sowie großen Unternehmen gefördert werden. Dazu erhalten sie einen niederschwelligen Zugang zu verlustarmen Siliziumnitrid- (SiN) und Silizium-auf-Isolator- (SOI) Photonik-Plattformen sowie Technologien, die es erlauben, über heterogene Integration Komponenten auf Basis von Indiumphosphid (InP) und Lithiumniobat (LNO) auf einen Chip zu setzen. Damit sollen die Fertigungskapazitäten des Kontinents in wichtigen neuen Bereichen gestärkt werden.

Das »PhotonixFAB«-Konsortium umfasst große öffentliche und private Unternehmen sowie renommierte Forschungsinstitute, die sich alle auf die Entwicklung und Produktion der nächsten Generation von Silicon Photonics konzentrieren. Zu den Partnern gehören die Technologie- und Fertigungsdienstleister LIGENTEC, SMART Photonics, PHIX Photonics Assembly und Luceda Photonics sowie die Anwendungsentwickler Nokia, NVIDIA, Aryballe, Brolis Sensor Technology und PhotonFirst und die großen Forschungseinrichtungen CEA-Leti und IMEC.

Ihr Ziel ist es, eine europäische Wertschöpfungskette für photonische Geräte und erste industrielle Fertigungskapazitäten aufzubauen. Damit wird innovativen Produktentwicklern der Weg zu einer skalierbaren Großserienfertigung geebnet.

»PhotonixFAB« wird eine umfassende Reihe von Photonik-Foundry- und Montagekapazitäten abdecken. Dazu gehören:

Silicon Photonic-Fertigungsdienstleistungen im industriellen Maßstab mit niedrigen Eintrittsbarrieren und kurzen Durchlaufzeiten für verlustarme SiN- und SOI-basierte PIC (Photonic Itegrated Circuits).
Microtransfer Printing und Direktbond-Technologien für die heterogene Integration von aktiven und passiven Komponenten auf Basis von InP-, LNO- und Germanium auf SiN- und SOI-PIC-Plattformen.
Entwicklung von skalierbaren Packaging- und Testmethoden in Abstimmung mit den Entwicklungen der heterogenen PIC-Plattformen.
Prozess-Design-Kit-basierte Design-Automatisierung für die photonischen Plattformen.

Als Teil des Projekts werden sechs Demonstratoren gebaut, um die photonischen Wertschöpfungsketten zu validieren. Dazu gehören Anwendungen wie Datenübertragungs- und optische Schalter, kohärente optische Transceiver, IR-Spektrometer für die Sensorik, digitale Geruchssensoren für die Gesundheitsfürsorge und ein Demonstrator für die Gesundheitsüberwachung.

Für die im Rahmen des »PhotonixFAB«-Projekts hergestellten hochmodernen photonischen Bauelemente wurden bereits eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten ermittelt. Dazu gehören Datenkommunikation, Telekommunikation, biomedizinische Sensoren/Detektoren, Quantencomputer und Fahrzeug-LiDAR.

»Angesichts des enormen Potenzials, das sich hier abzeichnet, erforschen traditionelle Halbleiterhersteller, OEMs und Start-ups nun alle photonikfähige Anwendungen«, erklärt Rudi De Winter, CEO von X-FAB. »Es ist daher der richtige Zeitpunkt für Unternehmen, gemeinsam ein umfassendes, auf Europa zentriertes Ökosystem für Silizium-Photonik aufzubauen, das dazu beitragen wird, die Wettbewerbsfähigkeit des Kontinents in diesem aufregenden neuen Markt zu stärken.«

Das Projekt wird vom gemeinsamen Unternehmen Key Digital Technologies (KDT JU) mit Mitteln der EU und der nationalen Behörden unterstützt. Zusammen mit den Direktinvestitionen der einzelnen Konsortiumsmitglieder beläuft sich die Finanzierung auf insgesamt 47,6 Mio. Euro. Ein Großteil der Arbeiten im Rahmen dieses 3,5 Jahre dauernden Projekts wird bei X-FAB in Corbeil-Essonnes, Frankreich, durchgeführt; weitere Aktivitäten werden an den Standorten der zahlreichen anderen Partner in ganz Europa stattfinden.