NWS Nieuws & Achtergronden
Discussieer hier diepgaander over de actualiteiten.
https://mtsprout.nl/tech-(...)and-fotonische-chipsquote:Waarom is fotonica zo hot?
Fotonica is één van technologieën waarin Nederland wil blijven uitblinken. Ons land loopt wereldwijd voorop in het detecteren, opwekken, transporteren en bewerken van licht. Dat gaat dus niet over het transporteren van lichtdeeltjes (fotonen) in de bekende glasvezelkabels. Dat is al stokoude technologie.
Waar het wel over gaat: chips waarin fotonische functies zijn geïntegreerd (Pic’s, in vaktaal). Fotonische chips brengen informatie over met lichtdeeltjes in plaats van elektronische stroompjes.
Die optische signalen zorgen ervoor dat er meer informatie tegelijkertijd over een langere afstand kan worden verstuurd. Deze chips doen dat bovendien tussen de 300 tot 1000 keer sneller dan elektronische chips.
Energiezuiniger
Nog een groot voordeel: fotonen geven geen warmte af en ze wegen ook niks. Dat maakt deze chips energiezuiniger. Daarmee kan het energieverbruik van slurpende datacenters bijvoorbeeld gehalveerd worden.
Ook voor het ontwikkelen van AI en quantum computing zijn fotonische chips cruciaal. De grenzen van elektronische chips komen in zicht, fotonische chips worden de motor voor nieuwe technologische doorbraken.
Waar gaan de Europese centen naartoe?
De Europese Unie trekt 380 miljoen euro uit voor het opzetten van proeffabrieken voor fotonische chips. Daarvoor is een consortium geselecteerd, PIXEurope, waar Nederland deel van uitmaakt. Partijen uit elf landen doen mee aan deze samenwerking.
De Chips Joint Undertaking is de Europese publiek-private samenwerking die deze centen ophoest. Een flinke brok van dat budget, 133 miljoen, komt naar Nederland. De locaties die op het oog zijn voor de pilotproductielijnen zijn Eindhoven en Enschede.
Het ministerie van Economische Zaken betaalt zelf 66 miljoen euro mee. Bedoeling is dat de bouw halverwege volgend jaar van start gaat. TNO, de TU Eindhoven en de Universiteit Twente mogen de nieuwe faciliteiten gaan realiseren, aldus het persbericht van het ministerie.
Nederlandse bedrijven zoals Smart Photonics staan al te trappelen om de nieuwe proeffabriek te gaan gebruiken.
Is dat geld genoeg?
De Europese chipverordening (European Chips Act) is een pot van ruim 43 miljard euro. Die is gevuld met publieke en private investeringen en loopt tot 2030. Het doel is om de productie van chips in Europa te verdubbelen, van tien naar twintig procent van de wereldwijde industrie.
Dat lijkt best veel geld, maar dat is het eigenlijk niet. Voor Kurt Sievers, ceo van NXP Semiconductors, is dat bedrag veel te laag. ‘We hebben berekend dat we 500 miljard euro aan investeringen in Europa nodig hebben om de doelstelling van 20 procent te bereiken’, klonk het twee jaar geleden al in Techzine.
Silicon Valley in de VS, China en Taiwan ontwikkelen en investeren al jaren in hun eigen productie van fotonische chips. Ze investeren daar ook veel meer geld in dan Nederland en Europa, opgeteld honderden miljarden.
Mario Draghi, voormalige topman van de Europese Centrale Bank, heeft in september nog opgeroepen om honderden miljarden euro’s te besteden aan de chipindustrie in Europa. Natuurlijk is iedereen nu wel even blij met het groeigeld van Europa, maar eigenlijk is het peanuts.
europa investeert bij lange na niet genoeg in de nieuwste technologieën en daarom zullen we altijd achterlopen op de concurrenten
https://dte.nl/2023/10/11(...)t-supersnelle-chips/quote:‘De TSMC van de fotonische chips’
Bij Smart Photonics in Eindhoven denken ze groot. Wat ceo Johan Feenstra voor ogen staat is niets minder dan ‘de TSMC van de fotonische chipindustrie’ worden. Het in Taiwan gevestigde TSMC is heer en meester in de productie van de halfgeleiders die onze telefoons, computers, datacenters en auto’s aansturen. De nieuwste, de beste en de snelste chips komen van dat bedrijf, dat er vorig jaar een omzet van bijna ¤70 mrd mee haalde.
die ¤43 miljard was aanvankelijk enkel voor elektronische chipproductie bestemd, nu kan gelukkig het fotonica ecosysteem er ook aanspraak op maken
nogmaals, veel slimme mensen in europa, maar we betalen en waarderen ze lang niet genoeg. want het zijn geen voetballers he, die volgens mensen blijkbaar wél tientallen miljoenen per jaar verdienen. we zullen de boot wel weer missen, en dat ligt geheel aan ons. ik hoop dat ik het fout heb. degenen die zich er keihard voor inzetten zoals mr. Feenstra en investeerders heb ik veel respect voor
weliswaar is het soort fotonische chips waar het grootste cluster fotonica bedrijven in dit land zich op richt wel anders dan waar de rest van de wereld zich op stort, maar dan nog kan dat voordeel snel verloren worden als we dit niet serieuzer nemen en heel snel meer investeren.
Maar wat heeft de EU nu precies met het salaris van een bepaalde bedrijfstak te maken? 
"For the man sound of body and serene of mind, there is no such thing as bad weather; Every day has its beauty. And storms which whip the blood, do make it pulse more vigorously."
Hebben we al niet veel te veel hightech shit? zie wat Een ellende Internet ons gebracht heeft.
Je hoort bij de betere, maar nog lang niet bij de beste
Het klinkt leuk, maar het is al een oud idee. Het probleem is dat je met licht niet kan schakelen. Je moet er eerst elektriciteit van maken, dat schakelen en er dan opnieuw licht van maken. Leuk voor versterkers voor lange glasvezelkabels, maar als je daar een chip mee gaat maken is die meteen trager dan wanneer je alles met elektriciteit doet, dan hoef je het niet iedere keer twee keer om te zetten.
als het goed is zouden fotonische chips via een veel grotere bandbreedte en parallelle verwerkingscapaciteit, deze omzetting van licht naar elektriciteit ruimschoots moeten compenseren. daarnaast zouden ze veel efficiënter zijn qua energieverbruik, wat nogal belangrijk is.quote:Op dinsdag 12 november 2024 23:27 schreef SymbolicFrank het volgende:
Het klinkt leuk, maar het is al een oud idee. Het probleem is dat je met licht niet kan schakelen. Je moet er eerst elektriciteit van maken, dat schakelen en er dan opnieuw licht van maken. Leuk voor versterkers voor lange glasvezelkabels, maar als je daar een chip mee gaat maken is die meteen trager dan wanneer je alles met elektriciteit doet, dan hoef je het niet iedere keer twee keer om te zetten.
PiC technologie is ook nog steeds in ontwikkeling:
https://en.wikipedia.org/wiki/Photonic_integrated_circuit
Single Chip Transmits All Internet Traffic In A Secondquote:In October 2022, during an experiment held at the Technical University of Denmark in Copenhagen, a photonic chip transmitted 1.84 petabits per second of data over a fibre-optic cable more than 7.9 kilometres long. First, the data stream was split into 37 sections, each of which was sent down a separate core of the fibre-optic cable. Next, each of these channels was split into 223 parts corresponding to equidistant spikes of light across the spectrum.
https://www.silicon.co.uk(...)c-in-a-second-482349
Ok.quote:
[..]
als het goed is zouden fotonische chips via een veel grotere bandbreedte en parallelle verwerkingscapaciteit, deze omzetting van licht naar elektriciteit ruimschoots moeten compenseren. daarnaast zouden ze veel efficiënter zijn qua energieverbruik, wat nogal belangrijk is.
PiC technologie is ook nog steeds in ontwikkeling:
https://en.wikipedia.org/wiki/Photonic_integrated_circuit
[..]
Single Chip Transmits All Internet Traffic In A Second
https://www.silicon.co.uk(...)c-in-a-second-482349
Je pakt een kW laser en moduleert die. Dat kan mechanisch (heel traag), elektronisch (door hem aan of uit te zetten of door een polarisatiefilter te gebruiken, zoals in LCD beeldschermen), of optisch. Dat laatste werkt met interferentie:
De rode lijn is de uitkomst. Als twee lasers gelijk lopen versterken ze elkaar, als ze uit de pas lopen verzwakken ze elkaar.
Je splitst de laserstraal via een prisma:
Daarna voeg je de twee stralen op dezelfde manier weer samen. Als ze beide precies even lang waren, of precies een aantal keer de golflengte, versterken ze elkaar. Maar als het pad van de ene straal een halve golflengte afwijkt, dan elimineren ze elkaar.
Cool! Zo kun je ze dus schakelen! Maar hoe ga je die lengte wijzigen? Dat kan mechanisch of elektronisch. Dus dan ben je weer terug bij af. (Ok, het kan ook nog door de golflengte te veranderen, maar ook daar weer moet je dat op de 1 of andere manier aansturen.)
Maakt niet uit. We hebben nu dus een gemoduleerde laserstraal van enkele tientallen Watt. Die kun je vervolgens opeenvolgend 10 keer splitsen totdat er 1024 identieke laserstralen overblijven, elk van een paar milliwatt. Je hebt dan duizend keer zoveel informatie verzonden! Alleen jammer dat het allemaal hetzelfde is.
Je kunt trouwens ook een splitter maken door 3 glasvezels glad af te zagen en het uiteinde van twee daarvan tegen het uiteinde van de andere aan te duwen. (Ik kan helaas geen mooi plaatje vinden.)
Je hebt ook hele minuscule lasers op een chip. Die maak je door er een LEDje op te zetten en golfjes te maken op het oppervlak van de chip die net zo groot zijn als de golflengte van de laser (waveguide lasers, ik kan hier ook geen mooi plaatje van vinden). Het licht gaat die golfjes dan volgen en wordt dus een laser. Die zijn dus heel klein en makkelijk te moduleren door ze elektronisch aan en uit te zetten.
Ok, nu dat uit de weg is: waarom zou dat beter zijn dan een elektronische chip?
Er gaan tegenwoordig miljarden transistors op een chip. Die schakelen met een snelheid van meerdere gigahertz. De klokfrequentie van een CPU is niet de snelheid waarmee de transistors schakelen, maar de snelheid waarmee de langste reeks transistors kan schakelen. Zie het als de baanvakken op het spoor. Er mag op ieder baanvak maar 1 trein rijden, maar ze zijn niet allemaal even lang of even snel. En je moet voor het overstappen op andere treinen wachten. Zo werkt het ook op een chip.
Dus zeg dat de schakelsnelheid 10 GHz is. In die tijd kan een signaal maximaal 3 centimeter afleggen. Dat is ook ongeveer de lengte van een grote chip. Nou is elektriciteit trager dan licht, maar niet zoveel. Ruwweg een derde. Dus dat is dan 2 centimeter, in plaats van 3 centimeter.
Maar je moet ook gaan schakelen. En de schakelsnelheid van elektronische circuits is hoger dan die van optische, zoals we hierboven al hebben gezien. Dus ...
Kortom, glas is leuk als je grote afstanden wilt overbruggen. En voor de elektronica die de lichtpulsen genereert geldt hetzelfde als voor elektronica die kabels aanstuurt: om afstanden te overbruggen heb je vermogen nodig, dus grote transistors of LEDs. En dus grote chips.
En daarom hebben we de afgelopen 50 jaar niet veel over deze "baanbrekende" technologie gehoord. Maar het klinkt cool en high-tech, dus moeten we daar in investeren om niet achter te gaan lopen. Net zoals met quantum computers, fusiecentrales of al die andere dingen die al minstens een halve eeuw 20 jaar in de toekomst liggen.
Te afhankelijk van Amerika, zie je nu ook op aandelen beurzen.
Amerika sterk, Europa weer zwak als wat.
Amerika sterk, Europa weer zwak als wat.
je brengt stevige argumenten aan en ik betwijfel ze niet. de technische uitdaging zit hem dus vooral in de schakelsnelheid. maar er is nu eenmaal veel meer geïnvesteerd qua tijd en geld in onderzoek en ontwikkeling voor elektronische chips dan in fotonischequote:
[..]
Ok.
Je pakt een kW laser en moduleert die. Dat kan mechanisch (heel traag), elektronisch (door hem aan of uit te zetten of door een polarisatiefilter te gebruiken, zoals in LCD beeldschermen), of optisch. Dat laatste werkt met interferentie:
[ afbeelding ]
De rode lijn is de uitkomst. Als twee lasers gelijk lopen versterken ze elkaar, als ze uit de pas lopen verzwakken ze elkaar.
Je splitst de laserstraal via een prisma:
[ afbeelding ]
Daarna voeg je de twee stralen op dezelfde manier weer samen. Als ze beide precies even lang waren, of precies een aantal keer de golflengte, versterken ze elkaar. Maar als het pad van de ene straal een halve golflengte afwijkt, dan elimineren ze elkaar.
Cool! Zo kun je ze dus schakelen! Maar hoe ga je die lengte wijzigen? Dat kan mechanisch of elektronisch. Dus dan ben je weer terug bij af. (Ok, het kan ook nog door de golflengte te veranderen, maar ook daar weer moet je dat op de 1 of andere manier aansturen.)
Maakt niet uit. We hebben nu dus een gemoduleerde laserstraal van enkele tientallen Watt. Die kun je vervolgens opeenvolgend 10 keer splitsen totdat er 1024 identieke laserstralen overblijven, elk van een paar milliwatt. Je hebt dan duizend keer zoveel informatie verzonden! Alleen jammer dat het allemaal hetzelfde is.
Je kunt trouwens ook een splitter maken door 3 glasvezels glad af te zagen en het uiteinde van twee daarvan tegen het uiteinde van de andere aan te duwen. (Ik kan helaas geen mooi plaatje vinden.)
Je hebt ook hele minuscule lasers op een chip. Die maak je door er een LEDje op te zetten en golfjes te maken op het oppervlak van de chip die net zo groot zijn als de golflengte van de laser (waveguide lasers, ik kan hier ook geen mooi plaatje van vinden). Het licht gaat die golfjes dan volgen en wordt dus een laser. Die zijn dus heel klein en makkelijk te moduleren door ze elektronisch aan en uit te zetten.
Ok, nu dat uit de weg is: waarom zou dat beter zijn dan een elektronische chip?
Er gaan tegenwoordig miljarden transistors op een chip. Die schakelen met een snelheid van meerdere gigahertz. De klokfrequentie van een CPU is niet de snelheid waarmee de transistors schakelen, maar de snelheid waarmee de langste reeks transistors kan schakelen. Zie het als de baanvakken op het spoor. Er mag op ieder baanvak maar 1 trein rijden, maar ze zijn niet allemaal even lang of even snel. En je moet voor het overstappen op andere treinen wachten. Zo werkt het ook op een chip.
Dus zeg dat de schakelsnelheid 10 GHz is. In die tijd kan een signaal maximaal 3 centimeter afleggen. Dat is ook ongeveer de lengte van een grote chip. Nou is elektriciteit trager dan licht, maar niet zoveel. Ruwweg een derde. Dus dat is dan 2 centimeter, in plaats van 3 centimeter.
Maar je moet ook gaan schakelen. En de schakelsnelheid van elektronische circuits is hoger dan die van optische, zoals we hierboven al hebben gezien. Dus ...
Kortom, glas is leuk als je grote afstanden wilt overbruggen. En voor de elektronica die de lichtpulsen genereert geldt hetzelfde als voor elektronica die kabels aanstuurt: om afstanden te overbruggen heb je vermogen nodig, dus grote transistors of LEDs. En dus grote chips.
En daarom hebben we de afgelopen 50 jaar niet veel over deze "baanbrekende" technologie gehoord. Maar het klinkt cool en high-tech, dus moeten we daar in investeren om niet achter te gaan lopen. Net zoals met quantum computers, fusiecentrales of al die andere dingen die al minstens een halve eeuw 20 jaar in de toekomst liggen.
We hebben hier geen durfkapitaal. Dat moet je aanpakken, niet subsidies naar dingen gooien die als leek heel high-tech klinken. Zoek dan minstens uit of het ook ergens naar toe gaat en vraag dat niet aan de mensen die er mee bezig zijn, want die willen nog veel grotere subsidies.quote:
Te afhankelijk van Amerika, zie je nu ook op aandelen beurzen.
Amerika sterk, Europa weer zwak als wat.
Waar iedereen naar op zoek is, is een fotonische schakelaar die je met licht aan kunt sturen. En dan helemaal digitaal, niet analoog. Tot nu toe hebben we die nog niet kunnen maken.quote:
[..]
je brengt stevige argumenten aan en ik betwijfel ze niet. de technische uitdaging zit hem dus vooral in de schakelsnelheid. maar er is nu eenmaal veel meer geïnvesteerd qua tijd en geld in onderzoek en ontwikkeling voor elektronische chips dan in fotonische
|
|
