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Kommentar

Neue Impulse für die photonische Integration

14. Juni 2024, 8:36 Uhr | Heinz Arnold

Heinz Arnold, stv. Chefredakteur Markt&Technik, HArnold@weka-fachmedien.de

Dem Markt für Photonic Integrated Circuits (PICs) sagen die Analysten eine große Zukunft voraus. Die Integrated Photonics System Roadmap International (IPSR-I) weist den Weg dorthin.

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Doch der Markt ist außerordentlich zersplittert, es gibt viele unterschiedliche Anwendungen für PICs und damit viele unterschiedliche Schwierigkeiten, die zu überwinden sind, um eine weltweite Lieferkette aufbauen zu können. Erst auf dieser Grundlage könnten PICs in wirklich hohen Stückzahlen zu vertretbaren Kosten gefertigt werden.

Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg dürfte die Integrated Photonics System Roadmap International (IPSR-I) sein, an der sich unter Führung des Microphotonics Center vom MIT und der niederländischen PhotonDelta mehr als 400 akademische Institutionen und Unternehmen weltweit beteiligt haben, darunter Airbus, Meta, NASA, Dupont Electronics, General Motors, The European Space Agency and VodafoneZiggo. Hier sollen die wichtigsten Hürden identifiziert werden, die dem Einsatz von PICs noch entgegenstehen.

In einigen Sektoren finden PICs schon heute in relativ hohen Stückzahlen Einsatz, allen voran in Transceivern für die Telekommunikation und in Datenzentren. So benötigen die neusten GPUs von Nvidia jeweils zwei 800G-Transceiver. Sie stellen die hohe Bandbreite für die Datenübertragung zur Verfügung, die etwa in Rechenzentren für die KI-Beschleuniger benötigt werden. 1,6 Tbit/s sind bereits möglich, 3,2 Tbit/s sollen 2026 erreicht werden.

Sehr interessant sind aber die vielen neu entstehenden Märkte, die sich PICs eröffnen. Denn über sie können die entsprechenden Systeme kleiner, schneller und energieeffizienter werden. Die Integration von Elektronik und photonischen Elementen wie Laser, Detektoren, Waveguides und Modulatoren hat also das Potenzial, ganze Industriebereiche von Grund auf zu verändern, vom autonomen Fahren – die Lidar-Sensoren könnten sich zu einem schnell wachsenden Markt für PICs entwickeln – bis zur Medizintechnik.

Doch müssen dazu IDMs, Foundries, Photonikhersteller, Elektronikfertigung und viele andere Beteiligte an einem Strang ziehen. Die jetzt verabschiedete IPSR-I bildet die Voraussetzung dafür, dass die Industrie weltweit die Lernkurve durchlaufen kann, um die Fertigung der PICs hochzufahren und über die nächsten Jahre das große Potenzial, das in den PICs steckt, in vielen Sektoren erschließen zu können. Der Weg dorthin wird sicher nicht einfach – zu mannigfaltig sind die zu überwindenden Hürden in vielen Bereichen noch –, und in dem durch Zyklen geprägten Marktumfeld wird es immer wieder auch einmal zu Rückschlägen kommen. Doch auf längere Sicht werden sich die PICs – IDTechEx sagt über die nächsten zehn Jahre eine Verdoppelung auf 22 Mrd. Dollar voraus – zu einem blühenden Zweig der Elektronikindustrie entwickeln, nicht zuletzt aufgrund von Initiativen wie der IPSR-I.