De TU Eindhoven denkt die patstelling te kunnen doorbreken en zo de deur te openen naar een miljardenmarkt met het project Paradigm (Photonic Advanced Research and Revelopment for Integrated Generic Manufacturing). Het project kost 13 miljoen euro dat is grotendeels gefinancierd door de Europese Unie.

Het sleutelwoord is standaardisatie. Standaardisatie van de wijze waarop optische chips (‘photonic ICs’) met geïntegreerde componenten zoals lichtbronnen, detectoren, koppelaars, filters en multiplexers worden ontworpen en geproduceerd, kan de kosten op termijn flink verlagen. Dat geldt ook voor de zogeheten verpakking waarmee optische chips worden aangesloten op glasvezels. Die is nu nog net zo duur als de chip zelf. TU/e-hoogleraar Optische Communicatietechnologie Meint Smit: “Micro-elektronica kost een paar cent per vierkante millimeter chip, doordat de technologie is gestandaardiseerd. Ontwikkelingskosten zijn laag door gebruik van geavanceerde software om chips snel en nauwkeurig te ontwerpen. Dat willen wij ook bereiken met photonic devices.”

Factor 10 goedkoper
Door standaardisatie van ontwerpmethoden en productietechnieken kunnen optische producten die niet in groot volume worden gemaakt meer dan een factor tien goedkoper worden, denken de onderzoekers in Eindhoven. Smit verwacht dat binnen zes jaar een groot deel van de optische chips op een gestandaardiseerde manier kan worden vervaardigd. Volgens Smit heeft Europa – mede door eerdere Europese projecten op dit gebied – op dit moment een voorsprong. In totaal loopt er nu in Europa voor ruim 50 miljoen euro aan projecten die onder meer zijn gericht op indiumfosfide- en siliciumtechnologie. Ontwerpsoftware, ontwerpbibliotheken en procesmodellen die in het kader van Paradigm worden ontwikkeld, zijn auteursrechtelijk beschermd. Maar de achterliggende generieke concepten, die de beoogde ‘standaarden’ vormen, zijn ‘open access’. Dat betekent dat in principe ook niet-Europese bedrijven de vruchten kunnen plukken van Paradigm.

Smit is er echter van overtuigd dat dat geen afbreuk hoeft te doen aan de Europese ‘businesscase’ voor Paradigm: “We willen schaalgrootte. Nu, klanten uit de VS of Azië kunnen daarbij helpen. De basisgedachte is echter dat Europa zijn voorsprong alleen vergroot door de leiding te nemen in dit soort ontwikkelingen, en er ook aan verdient als het buitenland dat leiderschap erkent door gebruik te maken van onze technologie.”

Nieuwe toepassingen
Door goedkopere productie worden nieuwe producten levensvatbaar en ontstaat een hele nieuwe zakelijke sector van kleine bedrijven die deze chips in eigen nieuwe producten verwerken en daarmee internationaal concurreren. Een voorbeeld is de fibersensor. Die kan worden gebruikt voor het meten van allerlei zaken, zoals spanningen in bruggen, vliegtuigen of windmolenbladen, om vervolgens tijdig te waarschuwen voor overbelasting. Het kostbaarste deel is nu nog de optische uitleesunit, maar die moet door integratie danig in prijs omlaag kunnen. Onderzoekers voorzien ook toepassingen in medische instrumenten en computers.
Al met al gaat het om een markt die 10 procent van de omvang van de micro-elektronicamarkt kan bereiken, schat Smit. Dat komt neer op een omzet van tientallen miljarden. Smit schat dat de in het kader van Paradigm te ontwikkelen technologie vanaf 2016 commercieel beschikbaar komt.

Aan het Paradigm-project nemen zestien partijen deel. De Technische Universiteit Eindhoven is de projectcoördinator, via TU/e-onderzoeksschool COBRA.