ENGINEERINGNET.NL - Door de gigantische groei van onder meer online video en mobiele data, dreigt het internet vast te lopen, qua capaciteit en qua stroomverbruik. Fotonische chips, die werken op basis van lichtsignalen in plaats van elektrische signalen, zijn de oplossing.
Het dataverbruik door mensen, en door apparaten (‘internet of things’) groeit explosief. Gemiddeld verdubbelt het wereldwijde dataverkeer elke drie jaar, en in sommige netwerken zelfs bijna elk jaar.
Nu al gebruiken datacentra wereldwijd meer dan 3% van alle beschikbare elektriciteit, en zonder maatregelen groeit dat naar tientallen procenten van de wereldwijde stroomproductie.
Bovendien kan de capaciteit van elektronische datatransmissie in connecties naar de eindgebruikers, en in de data centers deze verkeersgroei niet bijbenen.
Fotonica biedt de oplossing. Datatransport verloopt al grotendeels via fotonica, via glasvezelkabels, waarin data met lichtsignalen wordt verstuurd. De naam fotonica is gebaseerd op het woord foton, Grieks voor ‘lichtdeeltje’.
Maar de verwerking van data, in de talloze netwerkknooppunten, gebeurt grotendeels nog elektronisch, met micro-elektronische chips. Die moeten vervangen worden door fotonische chips, omdat die veel zuiniger zijn én veel meer capaciteit hebben. Het Institute for Photonic Integration gaat deze chiptechnologie ontwikkelen.
Het nieuwe instituut gaat wetenschappelijk onderzoek doen en prototypes ontwikkelen waarmee de industrie nieuwe fotonische producten naar de markt kan brengen. Dit in nauwe samenwerking met bedrijven en andere universiteiten, en met open innovatie, zodat de technologie zo snel mogelijk vooruit komt en de markt bereikt.
Er zijn nu al zo’n driehonderd onderzoekers bij het instituut betrokken en dat aantal zal binnen vijf jaar verdubbelen. Hoofdopgaven van het instituut zijn onder meer het verder verkleinen van de chip-componenten, verlagen van het energieverbruik, meer functies bij elkaar brengen op een chip, en verlagen van de kosten.
De markt voor producten met fotonische chips groeit naar verwachting binnen twintig jaar naar honderden miljarden euro’s. Dat betreft niet alleen datacommunicatie, maar ook andere toepassingen.
Fotonische chips zijn bijvoorbeeld geschikt om eigenschappen van materialen en weefsels te meten, waardoor allerlei nieuwe toepassingen in bijvoorbeeld de gezondheidszorg, de procesindustrie, veiligheid, mobiliteit en de agro-food mogelijk worden.
Het Institute for Photonic Integration bouwt voort op TU/e-onderzoeksschool COBRA, dat onlangs nog ’s werelds snelste glasvezelverbinding, met 255 Terabit per seconde realiseerde. Dat is genoeg om alle mensen op de wereld tegelijk te laten telefoneren.
