In een onderzoek naar de fotonica-industrie is de International Society for Optical Engineering (SPIE) tot een conclusie gekomen: vier landen – China, de Verenigde Staten, Duitsland en Japan – produceren bijna 75% van de fotonische componenten in de wereld. En Canada, met zijn diepgaande onderzoeks- en industriële capaciteiten, blijft strijden om het mondiale marktaandeel op dit gebied.
Met een geografische oppervlakte van 9.984.670 vierkante kilometer staat Canada op de tweede plaats, na Rusland en Antarctica. In tegenstelling tot Litouwen, dat bekend staat om zijn ‘kleine maar mooie’ ultrasnelle lasertechnologie-industrie, lijkt Canada sterk te zijn op een verscheidenheid aan fotonicagebieden – zowel wat betreft onderzoeksmogelijkheden en infrastructuur, als wat betreft industrie-academische clusteractiviteit.
Volgens de Canadian Photonics Society (CPC) telt het land meer dan 400 bedrijven op dit gebied, die in totaal meer dan 20000 mensen in dienst hebben en ongeveer 4,6 miljard dollar aan jaarlijkse inkomsten genereren voor het land. Het heeft een gemiddeld groeipercentage van 10% op dit gebied en exporteert 65% van de producten die het ontwikkelt naar de wereldmarkt. Het is geen flauwekul als het gaat om onderzoekscapaciteiten, met meer dan een dozijn onderzoeksinstellingen die zich richten op deelname aan fotonica-onderzoek.
De fotonica-industrie heeft een lange traditie in dit land en kent een zeer actieve ondernemersscene.
Volgens statistieken die zijn samengesteld op basis van gegevens uit het verleden, heeft Canada de afgelopen 60 jaar een pioniersrol gespeeld op het mondiale fotonicaveld. Bell Northern Research installeerde bijvoorbeeld in 1976 het eerste glasvezelnetwerk en boekte daarmee aanzienlijke vooruitgang op basis van tien jaar onderzoek naar optische vezels. Uit dit onderzoek ontstond later een legendarisch spin-offbedrijf dat snel uitgroeide tot een wereldspeler in de telecommunicatie-industrie: de Nortel Networks Corporation.
Nortel Networks is een Canadese "nationale schat" - hoewel het werd ontbonden tijdens een langdurig faillissementsproces dat in 2009 begon, blijven zijn technologische erfenis en mentaliteit een diepgaande impact hebben op de ecologie van de Canadese opto-elektronica-industrie: vandaag de dag in de Canadese opto-elektronica-industrie , is het mogelijk een bedrijf te vinden dat een aanzienlijke impact heeft op de sector. De Canadese opto-elektronica-industrie is te vinden in een aantal kleine en middelgrote ondernemingen (MKB) die hun wortels hebben in het Nortel-tijdperk.
Naast deze MKB-bedrijven wordt het fotonicaveld in Canada ondersteund door een volledig ecosysteem van universiteiten, onderzoeksinstellingen, binnenlandse en internationale leveranciers en partnerbedrijven. Dit ecosysteem is vooral actief tussen Quebec en Ottawa en biedt krachtige ondersteuning voor onderzoek en ontwikkeling op het gebied van fotonica in Canada.
Ontario staat bekend om zijn biofotonica, terwijl Quebec bekend staat om zijn detectie. De regio Ottawa, van oudsher het centrum van de fotonica-industrie in Ontario, is de thuisbasis van bekende communicatiebedrijven zoals Nortel, JDS Uniphase, Cisco en Alcatel-Lucent Canada. De fotonica-industrie in Quebec wordt gedomineerd door kleine en middelgrote bedrijven die zeer divers zijn en vele toepassingsgebieden bestrijken.
Een levendige wetenschaps- en ondernemersscène
Vanuit welke hoek of welk niveau je het ook bekijkt, één ding is duidelijk: de Canadese fotonica-industrie heeft niet alleen een lange traditie, maar is ook sterk gericht op de toekomst.
In feite hebben Canadezen lasers al lang geassocieerd met optische vezels. Sinds het einde van de jaren zestig hebben het Canadese onderzoek en de Canadese industrie een belangrijke bijdrage geleverd aan de glasvezel- en lasergebaseerde telecommunicatierevolutie. Het is vermeldenswaard dat 's werelds eerste CO2-laser ook zijn oorsprong vond in Quebec, Canada. Eind jaren zestig vond Jacques A. Beaulieu de krachtige gaslaser uit, kortweg CO2 TEA-laser, die horizontaal exciteert bij atmosferische druk. Deze uitvinding demonstreerde niet alleen Canada's leiderschap op het gebied van lasertechnologie, maar bood ook een belangrijk hulpmiddel en platform voor daaropvolgend fotonicaonderzoek.
In Québec wordt fotonicaonderzoek breed gevolgd en ondersteund: het wordt uitgevoerd bij het National Institute of Optics of Canada (INO), het Centre d'Optique, de Photonique et de Lumière (COPL) van de Université Laval, het Centre de Recherche et de Développement de la Défense (DRDC), en aan acht andere universiteiten in de regio Québec.
Deze instituten leiden niet alleen de volgende generatie wetenschappers op, ze verleggen ook de grenzen van het onderzoek en zorgen voor talloze startups: een derde van de 220 bedrijven die betrokken zijn bij de fotonica-industrie in Quebec is minder dan tien jaar oud. Deze 220+ bedrijven zijn op hun beurt goed voor 50% van de fotonica-industrie in Canada, en leveren elk fotonische toepassingen in 3-4 verschillende industrieën.
Enkele van Canada's toonaangevende fotonicabedrijven
In maart 2022 investeerde de Canadese regering 240 miljoen Canadese dollar ($187 miljoen) om de halfgeleider- en fotonicasector van het land een impuls te geven, in de hoop haar positie op de wereldmarkt te verbeteren. Dit werd een belangrijk ontwikkelingspunt in de ontwikkeling van de fotonica.
Tegenwoordig is op het gebied van fotonica in Canada, naast fotonische systemen, geïntegreerde fotonische componenten en speciale vezels, midden-infraroodlasertechnologie een van de technologieën die veel aandacht krijgt. Startups zoals LumIR Lasers, opgericht in 2019 met duidelijke en ambitieuze doelstellingen, zetten zich in voor de democratisering van midden-infraroodtechnologie en voor het tot stand brengen van een nieuwe laserrevolutie in alle industriële sectoren.
Femtum daarentegen, een bedrijf dat in 2017 voortkwam uit het Center for Optics, Photonics and Lasers van Laval University, is ook van plan midden-infrarood fiberlasers te ontwikkelen in het golflengtebereik van 2,8-3,5 micron, met gepulseerde lasers die in staat zijn tot nieuwe precisiebewerking van niet-metalen materialen, zoals dunne-filmpatronen of polymeer- en halfgeleiderbewerking, om de productie van hightech productie-industrieën zoals de doorvoer van halfgeleiders en het rendement op investeringen te verbeteren.
OPTONIQUE-cluster
In een land met zo’n enorme geografische ruimte is de vorming van industriële clusters een natuurlijke vooruitgang.
Het Pavilion of Optics and Photonics (POP), dat in 2006 werd geopend aan de Laval University in Quebec City, is de thuisbasis van het Centrum voor Optica, Fotonica en Lasers en doet dienst als administratiekantoor van het Canadian Institute for Photonic Innovation.
Het Quebec Photonics Network (QPN), een non-profitorganisatie voor de vooruitgang van de fotonica, fungeert als een netwerk- en informatiecentrum dat zich toelegt op het samenbrengen van bedrijven, overheidsdiensten en organisaties die betrokken zijn bij de fotonica-industrie in de regio.
Het Centrum voor Optica, Fotonica en Lasers (COPL) is Canada's grootste universitaire onderzoekscentrum op het gebied van optica/fotonica.
De OPTONIQUE Quebec-cluster, opgericht in 2017, is ook een belangrijk knooppunt geworden in de ontwikkeling van de fotonica-industrie in Canada. Het cluster brengt deelnemers uit verschillende vakgebieden samen, waaronder startups, MKB-bedrijven, multinationals, onderzoeksinstellingen en universiteiten, en bouwt een ondersteunend netwerk op voor startups om van de academische wereld naar de markt te gaan. Veel jonge bedrijven zijn succesvol overgestapt van de start-up fase naar de scale-up fase en hebben zich gevestigd op de internationale markt.
Gemiddeld komt tweederde van de omzet van de aangesloten bedrijven van de OPTONIQUE-cluster uit export. Quebec en Canada hebben een indrukwekkend netwerk van handelskantoren over de hele wereld, zoals in München en Berlijn, Duitsland.
Het OPTONIQUE-cluster stelt zijn producten regelmatig tentoon op beurzen zoals LASER World of PHOTONICS in München, Duitsland, met een speciale sectie gewijd aan Canada. Voor internationale startups zijn er zelfs programma’s waarmee ze kunnen integreren met academisch gerelateerde incubators, zoals incubators en gaspedalen die zich uitsluitend richten op fotonische en kwantumtechnologieën – zoals Quantino.
Canadees Fotonica Fabricage Centrum (CPFC)
CPFC is een zuivere III-V-halfgeleidergieterij, beheerd door de National Research Council of Canada, met de modernste productie- en meettechnologieën.
Als reactie op de Semiconductor Challenge Callout van de Canadese overheid en het CPFC Revitalization Program, biedt CPFC expertise en infrastructuur aan bedrijven en onderzoeksinstellingen, en onderneemt zij regelmatig internationale samenwerkingsprojecten.
Het CPFC-team, de enige door de overheid geëxploiteerde pure-play-halfgeleidergieterij in Noord-Amerika, is gespecialiseerd in het ontwerp en de fabricage van apparaten gemaakt van indiumfosfide (InP), galliumarsenide (GaAs), galliumnitride (GaN) en andere materialen. De diensten omvatten ook het ontwerp en de fabricage van fotonische geïntegreerde schakelingen (PIC's) en discrete fotonische apparaten, waaronder lasers (DFB's/BHET's), detectoren, versterkers en modulators. cPFC onderhoudt een bibliotheek met gevalideerde referentieontwerpen, inclusief gefabriceerde implementaties, waaruit nieuwe procesketens kunnen worden aangeboord.
Canadees fotonica-industrieconsortium (CPIC)
Het Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC) is een bedrijfsgestuurde fotonica-uitwisselingsorganisatie die de hele waardeketen bestrijkt, van onderzoekers tot fotonicabedrijven en eindgebruikers. Haar missie is om een netwerk van eindgebruikers, fotonica-industrieën, universiteiten en instellingen te bieden met als doel de groei van de Canadese industrie door middel van fotonica te versnellen.
De regering van Canada ondersteunt momenteel de ontwikkeling van drie innovatiecentra die zich richten op (1) kwantumtechnologieën voor communicatie, sensortechnologieën of computers, (2) halfgeleiders en digitale technologieën, en (3) batterijen en schone technologieën. Op al deze gebieden zijn start-ups, MKB-bedrijven en grote bedrijven actief bezig met het promoten en positioneren van fotonische oplossingen. Deze centra faciliteren financiering en durfkapitaal voor startups die actief zijn op de bovengenoemde terreinen.
Hoe kan Canada, met meer dan 400 fotonicabedrijven, “het ecosysteem laten groeien”?
(Bron: Canadian Photonics Consortium; afbeelding: Wikipedia-Laser)
Optiekonderwijs en vaardigheidstraining in Canada
Veel Canadese universiteiten hebben fotonicagroepen of centra. Algonquin College in Ottawa biedt diploma- en bacheloropleidingen aan, terwijl studenten aan Laval University een masterdiploma in biofotonica kunnen behalen. McMaster University in Hamilton, Ontario, heeft een bachelordiploma in toegepaste techniek in fotonica, en de Universiteit van Waterloo in Waterloo, Ontario, biedt onderwijscertificaten aan voor fotonicaprofessionals. Brock College in St. Catharines, Ontario biedt zelfs een diploma in lasers aan.
Wereldwijd is fotonica een vakgebied dat over het algemeen geplaagd wordt door een gebrek aan geschoolde ingenieurs en technici. De CPC zegt dat hetzelfde geldt voor Canada: “Er is niet veel blootstelling aan fotonica voor basisschool- en middelbare scholieren, afgezien van universitair onderwijs. "
Vertaald met www.DeepL.com/Translator (gratis versie)
