Delftse onderzoekers bouwen revolutionaire optische chip
De opto-elektronische chip is het resultaat van ruim tien jaar onderzoek aan de Technische Universiteit Delft. Onder leiding van de internationaal vermaarde hoogleraar Meint Smit is daar een hele serie optische componenten ontwikkeld. Een groepje promovendi besloot deze technologie door te ontwikkelen tot commerciële producten. Hun voornemen leidde in februari tot de officiële oprichting van ThreeFive Photonics, dat inmiddels tien medewerkers telt. Het Gilde IT Fund verleende begin dit jaar al een startkapitaal. Met de recente investering van ruim 15 miljoen gulden is het Delftse bedrijf in staat de ontwikkeling van zijn eerste chip te voltooien en productierijp te maken. Dat laatste moet in de loop van 2002 het geval zijn. Wouter Deelman, afkomstig van Lucent Technologies, is algemeen directeur van ThreeFive Photonics. Waarom zijn de investeringsfondsen bereid in deze tijd nog zoveel geld in het bedrijf te steken? Deelman: “De optische industrie staat op het punt om de slag te maken van losse componenten naar integratie met halfgeleidertechnologie. Daar zijn verschillende oplossingen voor, waaronder het gebruik van indiumfosfide. Het bijzondere van dat materiaal is dat je alle componenten die je nodig hebt voor optische en elektronische communicatie ermee kunt maken.” De praktische toepassing ligt op het gebied van glasvezelnetwerken, legt Deelman uit. In die netwerken zijn allerlei componenten nodig om data in de vorm van licht te transporteren. Te denken valt aan lasers, versterkers, ontvangers, multiplexers en demultiplexers. Al die losse componenten zijn nu in aparte doosjes verpakt, die met enkele tientallen tegelijk een uit de kluiten gewassen systeem vormen. Bovendien worden de componenten nu nog van uiteenlopende materialen gemaakt, wat betekent dat de onderdelen weer optisch en elektronisch gekoppeld moeten worden. Een demultiplexer bijvoorbeeld, dat licht splitst in verschillende golflengten, wordt in het algemeen uit glas of silicium gemaakt. Voor lasers is indiumfosfide en in mindere mate galliumarseen de geëigende grondstof. De onderzoekers aan de TU Delft hebben van meet af aan integratie van alle onderdelen van optische netwerken nagestreefd. “Ze konden zich daarbij meten met onderzoekers van Bell Labs of NTT in Japan”, stelt Deelman. Met een pincet deponeert ‘chief technology officer’ Chrétien Herben een minuscuul onderdeel op tafel. Het is een zogenaamde WDM crossconnect, met afmetingen van slechts 1,5 bij 3,3 millimeter. WDM staat voor Wavelength Division Multiplexing, een al geruime tijd toegepaste techniek om glasvezelkabel een grotere capaciteit te geven door het licht in verschillende golflengten (of kleuren) te splitsen. Herben promoveerde vorig jaar aan de TU Delft op een onderzoek waarbij hij een crossconnect wist terug te brengen van schootcomputerformaat tot een paar vierkante millimeter. “De chip bevat vier multiplexers, die in dit geval het licht in vier golflengten splitsen, en vier switches. Als je één zo’n multiplexer nu op de markt zou kopen, heeft hij het formaat van een pakje sigaretten. Deze WDM crossconnect bevat er vier.” WDM is heel populair bij netwerkoperators, want je kunt er de capaciteit van bestaande netwerken mee vergroten zonder de straat open te breken. Veertig golflengtes is al heel gangbaar. Het probleem is echter dat je aan beide kanten veertig lasers, multiplexers enzovoort nodig hebt. Deelman: “Dat is buitengewoon kostbaar. Door de componenten te miniaturiseren, kun je een enorme besparing realiseren.” Geheimzinnig De chip van Herben is nog maar het begin. Beide mannen doen wat geheimzinnig over het prototype dat ThreeFive nog dit jaar hoopt te voltooien. Zij willen de concurrentie liever niet in de kaart spelen. “Het zal in elk geval een voorbeeld zijn van integratie, met de functionaliteit van een deelsysteem. We hebben onszelf echter de niet onbescheiden missie toegedicht om uiteindelijk complete systemen op een chip te zetten,” aldus Deelman. Medio volgend jaar zal het bedrijf 25 tot 30 medewerkers tellen, is de verwachting. Tegen die tijd zal een tweede financieringsronde nodig zijn. Chrétien Herben: “Dit is een kapitaalintensieve activiteit. Een cleanroom, een stofvrije ruimte, kost veel geld. Hetzelfde geldt voor allerlei apparaten die nodig zijn voor het maken van de chips.” ThreeFive wil zich niet beperken tot het ontwerpen van de chips, maar aanvankelijk ook zelf produceren. Al was het maar omdat er in de wereld nog niet of nauwelijks onafhankelijke chipfabrikanten (foundries) bestaan die met indiumfosfide kunnen omgaan. Testopstelling voor optische chips bij ThreeFive Photonics in Delft. foto: pim bras, inmedia