Fotonische chip doorbraak: Chinese innovatie, Nederlandse winst?
Eindhoven, donderdag, 3 juli 2025.
Een Chinees team heeft een fotonische chip ontwikkeld die ray tracing tot 18,7 TOPs/J kan versnellen. Deze ontwikkeling is relevant voor Smart Photonics, na een investering van 60 miljoen euro. De chip kan grafische rendering en AI-toepassingen efficiënter maken. Dit is belangrijk voor de Nederlandse hightech industrie en fotonica onderzoek. De chip gebruikt een nieuwe methode die minder energie verbruikt. Dit maakt snellere en energiezuinigere computers mogelijk.
Nieuwe fotonische chip voor snellere ray tracing
Een Chinees onderzoeksteam van het Wuhan National Optoelectronics Research Center heeft een fotonische chip ontwikkeld die ray tracing aanzienlijk versnelt [1][2]. De chip maakt gebruik van een dunne film van lithiumniobaat (TFLN) en behaalde een energie-efficiëntie van 2,762 TOPs/J in experimenten, met een potentieel van 18,7 TOPs/J [1][2]. Deze technologie voert ray-包围盒相交测试 uit in het optische domein, wat een nieuwe oplossing biedt voor real-time, high-fidelity rendering in de grafische industrie [1]. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications [1][2].
Voordelen van de TFLN-chip
De nieuwe chip maakt gebruik van de snelle modulatievoordelen van dunne film lithiumniobaat [1][2]. Het overtreft traditionele elektronische chips (CPU’s en GPU’s) in snelheid en energie-efficiëntie [1]. De TFLN-chip heeft een bandbreedte van meer dan 100 GHz en een hoge lineariteit bij CMOS-compatibele spanningen [1][2]. Een belangrijk kenmerk is dat de chip slechts een 1-bit analoog-digitaalomzetter (ADC) nodig heeft, wat het probleem van het ADC-energieverbruik vermindert [1]. Dit maakt de chip energiezuiniger dan traditionele methoden [1][2].
Implicaties voor de industrie
Deze ontwikkeling opent nieuwe mogelijkheden voor hybride opto-elektronische grafische versnellers [1][2]. De chip kan worden gebruikt in high-end gaming, 3D-modellering en andere toepassingen die veel rekenkracht vereisen [1]. De verwachting is dat de markt voor coherente lichtmodules (600G en hoger) met TFLN-modulatoren zal groeien van 131 miljoen dollar in 2021 tot 992 miljoen dollar in 2027; een jaarlijkse groei van 40,06% [3]. Analisten verwachten dat de markt voor dunne film lithiumniobaat in 2024 de 10 miljard yuan (ongeveer 1,3 miljard euro) kan bereiken [3] [alert! ‘currency conversion rate uncertain’].
Nederlandse betrokkenheid en Smart Photonics
De ontwikkeling van deze chip is relevant voor Nederland vanwege de investering van 60 miljoen euro in Smart Photonics in 2023 [GPT]. Smart Photonics speelt een belangrijke rol in de ontwikkeling van fotonische chips in de Brainport regio [GPT]. De potentie van fotonische chips voor toepassingen in onder meer datacenters en telecommunicatie wordt steeds duidelijker [3]. Verschillende fabrikanten hebben al 800G optische modules met dunne film lithiumniobaatoplossingen aangekondigd [3]. Dit toont aan dat de technologie steeds verder ontwikkeld wordt en dichter bij commerciële toepassing komt [3].
Toekomstperspectief
Ondanks de veelbelovende resultaten, is de productie van dunne films nog complex en de industrie nog niet volledig volwassen [3]. Toch biedt de ontwikkeling van deze fotonische chip een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van energiezuinige en snelle computertechnologie [1][2]. De combinatie van optische en elektronische componenten opent nieuwe wegen voor toekomstige computerplatforms [1]. Dit kan leiden tot significante verbeteringen in diverse toepassingen, van gaming tot wetenschappelijk onderzoek [1][2].