Das 2023 gegründete Schweizer Ingenieur- und Technologieunternehmen Lightium widmet sich der Bereitstellung von Gießereidienstleistungen für massentaugliche Dünnschicht-Lithiumniobat-Photonikchips. Durch den Einsatz proprietärer Herstellungsprozesse, die für die Massenproduktion geeignet sind, bietet Lightium seinen Kunden schnelle Liefermöglichkeiten vom Prototyping bis hin zur Massenproduktion und ermöglicht so die Entwicklung von Photonik-Chips der nächsten Generation.
Lightium wurde von Amir Ghadimi, Frédéric Loizeau und Dirk Englund mitbegründet. Amir Ghadimi, CEO, hat einen Doktortitel in Elektrotechnik und Elektronik von der ETH Zürich und war zuvor als Senior Specialist am Swiss Center for Electronics and Microtechnology (SCEM) tätig. Frédéric Loizeau, Chief Revenue Officer, hat einen Doktortitel in Mikrosystemen von der ETH Zürich und war zuvor als Business and Technology Development Manager bei SCEM tätig. Dirk Englund ist derzeit Professor für Elektrotechnik und Informatik am MIT.
Die rasante Entwicklung künstlicher Intelligenz und Produkte wie ChatGPT hat zu einem explosionsartigen Wachstum des Datenvolumens und einem beispiellosen Energieverbrauch geführt. Bis 2030 wird sich das Datenverarbeitungsvolumen von Rechenzentren um das Hundertfache erhöhen und 10 % des weltweiten Stroms verbrauchen. Rechenzentren bestehen hauptsächlich aus großen Clustern von Zentraleinheiten (CPUs) und Grafikprozessoren (GPUs), um rechenintensive Aufgaben zu beschleunigen und Daten zwischen diesen Prozessoren über optische Verbindungen mit extrem hoher Geschwindigkeit zu übertragen. Während Branchenriesen wie Nvidia erhebliche Fortschritte bei der Verbesserung der GPU-Leistung gemacht haben, bestehen weiterhin erhebliche Lücken bei der Datenübertragungsgeschwindigkeit und der Energieeffizienz optischer Verbindungen. Derzeit weit verbreitete halbleiterbasierte Verbindungstechnologien stehen bei Geschwindigkeiten über 800 Gbit/s vor erheblichen technischen Herausforderungen, stoßen an die physikalischen Grenzen der Materialleistung und sind nicht in der Lage, die Geschwindigkeiten zu erreichen, die zur Bewältigung des exponentiellen Datenwachstums erforderlich sind.
Aufgrund der Schwierigkeit, die Anforderungen von Siliziummaterialien zu erfüllen, besteht eine starke Marktnachfrage nach alternativen Materialien mit überlegenen elektro{0}}optischen Eigenschaften. Diese Materialien müssen nicht nur strenge Leistungsstandards erfüllen, sondern auch den rauen Umgebungen von Rechenzentren standhalten. Dünnschicht-Lithiumniobat ist ein Material, das die oben genannten Anforderungen erfüllt, aber auch eines der am schwierigsten zu verarbeitenden Materialien ist. Bisher beschränkte es sich auf die Prototypenfertigung von Reinräumen in Wissenschaft und Forschungseinrichtungen.
