Die TFLN-Plattform von CCraft vereint über zehn zentrale Prozessschritte, um Dutzende integrierte optische Komponenten auf einer Fläche von kaum mehr als einer Fingerspitze zu realisieren. (Bild: CSEM)
Im April 2025 gab CSEM die Gründung des Spin-offs CCraft bekannt. Diese neue Foundry stellt integrierte photonische Schaltkreise her – Schlüsselkomponenten für optische Kommunikation, KI-Rechenzentren und Quantentechnologien.
Es ist das weltweit erste Unternehmen, das serienreife integrierte Schaltungen auf Basis von Thin-Film Lithium Niobate (TFLN) anbietet, das als aussichtsreiche Technologie für photonische Chips gilt. Die photonischen Mikrochips verarbeiten Lichtsignale für optische Hochgeschwindigkeitskommunikation und High-Performance-Computing (HPC) und ermöglichen außerdem innovative Sensorsysteme und Quantentechnologien.
CCraft basiert auf sechs Jahren Technologieentwicklung bei CSEM, seit vier Jahren liefert das Team photonische Chips im Rahmen eines vorkommerziellen Angebots aus einer Pilotlinie bei CSEM. Nun folgt der Ausbau der Produktion in Neuenburg.
Was sind die Vorzüge von TFLN?
Die globale Datenkommunikation hängt von einem Netz von Datenzentren und Internet-Austauschpunkten ab, die über Glasfasern, Kabel und sogar Freiraumsysteme miteinander verbunden sind. Daten, die durch diese Netze fließen, müssen ständig in elektronische oder optischen Signale umgewandelt werden. Dafür sind spezielle Komponenten wie Transceiver in Datenzentren zuständig.
Angesichts der rasanten Zunahme des Datenvolumens stoßen aktuelle Technologien indes bezüglich Geschwindigkeit und Energieeffizienz an Grenzen. Einige Prognosen gehen sogar davon aus, dass Rechenzentren bald mehr als 20 % des weltweiten Stroms verbrauchen könnten. Trotz neuer Architekturen und schnellerer Elektronikchips bleibt die größte Herausforderung die Umwandlung zwischen Licht und Elektrizität.
Die meisten Plattformen arbeiten derzeit mit Silizium-Photonik oder Indiumphosphid (InP) und können den vom Markt geforderten Leistungssprung nicht bieten. Aus TFLN hergestellte Chips dagegen versprechen im Vergleich zu herkömmlichen optischen Komponenten eine bis zu achtfache Geschwindigkeit, während der Energieverbrauch auf bis zu ein Zehntel sinken soll.
Dank hervorragender elektro-optischer Eigenschaften ermöglicht TFLN eine ultraschnelle und effiziente Datenübertragung. Dank der geringen optischen Verluste, des großen Transparenzbereichs und der Fähigkeit, mit Standard-Elektronikspannungen zu arbeiten, eröffnet die Technologie auch Anwendungsmöglichkeiten in der Quantentechnologie, in der Sensorik und in Weltraumsystemen .
Welche Rolle spielt die Lichtquelle bei der Implementierung photonischer integrierter Schaltkreise?
Bereit für den kommerziellen Vertrieb
CCraft bietet auch ein Process Design Kit (PDK) an, das beim Entwerfen und Testen der zu produzierenden Mikroschaltkreise unterstützt. Das PDK enthält eine vollständige Modellierung der physikalischen Eigenschaften und der Leistung jedes Bauteils. Das Unternehmen kann Multi-Project-Wafer (MPW) mit bis zu 800 verschiedenen Chips herstellen, was die Modellierungs- und Testphase beschleunigt.