I en studie om fotonikkindustrien har International Society for Optical Engineering (SPIE) kommet til en konklusjon: fire land – Kina, USA, Tyskland og Japan, produksjon av nesten 75 % av verdens fotoniske komponenter. Og Canada, med sin dype base av forskning og industrielle evner, fortsetter å konkurrere om globale markedsandeler på dette området.
Med et geografisk område på 9 984 670 kvadratkilometer er Canada nest etter Russland og Antarktis. I motsetning til Litauen, som er kjent for sin «lille, men vakre» ultraraske laserteknologiindustri, ser Canada ut til å være sterk på en rekke fotonikkfelt – både når det gjelder forskningskapasitet og infrastruktur, så vel som industriakademisk klyngeaktivitet.
I følge Canadian Photonics Society (CPC) har landet mer enn 400 bedrifter på dette feltet, som sysselsetter mer enn 20,000 personer totalt og genererer om lag 4,6 milliarder dollar i årlig inntekt for landet. Den har en gjennomsnittlig vekstrate på 10 % på dette feltet og eksporterer 65 % av produktene den utvikler til det globale markedet. Det er ingen slurve når det kommer til forskningskapasitet, med mer enn et dusin forskningsinstitusjoner fokusert på å delta i fotonikkforskning.
Industrien for fotonikk har en lang tradisjon her i landet og presenterer en svært aktiv gründerscene.
I følge statistikk samlet fra tidligere data, har Canada spilt en banebrytende rolle i det globale fotonikkfeltet de siste 60 årene. For eksempel installerte Bell Northern Research det første fiberoptiske nettverket i 1976, og gjorde dermed betydelig fremgang basert på et tiår med forskning på optiske fibre. Denne forskningen skapte senere et legendarisk spin-off-selskap som raskt utviklet seg til en global aktør i telekommunikasjonsindustrien: Nortel Networks Corporation.
Nortel Networks er en kanadisk "nasjonal skatt" - selv om den ble oppløst i en langvarig konkursprosess som startet i 2009, fortsetter dens teknologiske arv og tankesett å ha en dyp innvirkning på økologien til Canadas optoelektronikkindustri: i dag, i den kanadiske optoelektronikkindustrien , er det mulig å finne et selskap som har en betydelig innvirkning på bransjen. Canadas optoelektronikkindustri finnes i en rekke små og mellomstore bedrifter (SMB) som har sine røtter i Nortel-tiden.
I tillegg til disse SMB-ene, støttes fotonikkfeltet i Canada av et komplett økosystem av universiteter, forskningsinstitusjoner, nasjonale og internasjonale leverandører og partnerbedrifter. Dette økosystemet er spesielt aktivt mellom Quebec og Ottawa og gir sterk støtte til fotonikkforskning og utvikling i Canada.
Ontario er kjent for biofotonikk, mens Quebec er kjent for sansing. Ottawa-regionen, tradisjonelt sentrum for Ontarios fotonikkindustri, er hjemsted for kjente kommunikasjonsselskaper som Nortel, JDS Uniphase, Cisco og Alcatel-Lucent Canada. Fotonikindustrien i Quebec er dominert av små og mellomstore bedrifter som er svært mangfoldige og dekker mange bruksområder.
En levende vitenskaps- og entreprenørscene
Uansett hvilken vinkel eller nivå du ser det fra, er én ting klar – den kanadiske fotonikkindustrien har ikke bare lange tradisjoner, den har også et sterkt fokus på fremtiden.
Faktisk har kanadiere lenge assosiert lasere med optiske fibre. Siden slutten av 1960-tallet har kanadisk forskning og industri gitt betydelige bidrag til den fiber- og laserbaserte telekommunikasjonsrevolusjonen. Det er verdt å merke seg at verdens første CO2-laser også har sin opprinnelse i Quebec, Canada. på slutten av 1960-tallet oppfant Jacques A. Beaulieu gasslaseren med høy effekt, eller CO2 TEA-laseren, som eksiterer horisontalt ved atmosfærisk trykk. Denne oppfinnelsen demonstrerte ikke bare Canadas lederskap innen laserteknologi, men ga også et viktig verktøy og plattform for påfølgende fotonikkforskning.
I Québec er fotonikkforskning mye fulgt og støttet: den utføres ved National Institute of Optics of Canada (INO), Centre d'Optique, de Photonique et de Lumière (COPL) ved Université Laval, Centre de Recherche et de Développement de la Défense (DRDC), og ved åtte andre universiteter i Québec-regionen.
Disse instituttene trener ikke bare den neste generasjonen av forskere, de flytter også grensene for forskning og gir opphav til en rekke startups - en tredjedel av de 220 selskapene som er involvert i fotonikkindustrien i Quebec er mindre enn 10 år gamle. Disse 220+ selskapene står på sin side for 50 % av fotonikkindustrien i Canada, og hver leverer fotoniske applikasjoner i 3-4 forskjellige bransjer.
Noen av Canadas ledende fotonikselskaper
I mars 2022 investerte den kanadiske regjeringen 240 millioner kanadiske dollar (187 millioner dollar) for å styrke landets halvleder- og fotonikksektor, i håp om å forbedre sin posisjon på det globale markedet. Dette ble et sentralt utviklingspunkt i utviklingen av fotonikken.
I dag, innen fotonikk i Canada, i tillegg til fotonikksystemer, integrerte fotoniske komponenter og spesialfibre, er midt-infrarød laserteknologi en av teknologiene som får mye oppmerksomhet. Startups som LumIR Lasers, grunnlagt i 2019 med klare og ambisiøse mål, er dedikert til demokratisering av mellominfrarød teknologi, samt å få til en ny laserrevolusjon i alle industrisektorer.
Femtum, på den annen side, et selskap spunnet ut av Laval Universitys senter for optikk, fotonikk og lasere i 2017, planlegger også å utvikle mellominfrarøde fiberlasere i bølgelengdeområdet 2.8-3,5 mikron, med pulserende lasere som er i stand til ny presisjonsbearbeiding av ikke-metalliske materialer, som tynnfilmmønster eller polymer- og halvlederbearbeiding, for å forbedre produksjonen av høyteknologiske produksjonsindustrier som halvleders gjennomstrømning og avkastning på investeringen.
OPTONIQUE Cluster
I et land med et så stort geografisk område er dannelsen av industriklynger en naturlig progresjon.
Pavilion of Optics and Photonics (POP), som åpnet i 2006 ved Laval University i Quebec City, er hjemmet til Center for Optics, Photonics and Lasers og fungerer som administrasjonskontoret til Canadian Institute for Photonic Innovation.
Quebec Photonics Network (QPN), en ideell organisasjon for fotonikkutvikling, fungerer som et nettverk og informasjonsknutepunkt dedikert til å samle selskaper, offentlige avdelinger og organisasjoner som er involvert i fotonikkindustrien i regionen.
Center for Optics, Photonics and Lasers (COPL) er Canadas største universitetsforskningssenter innen optikk/fotonikk.
OPTONIQUE Quebec-klyngen, etablert i 2017, har også blitt en nøkkelnode i utviklingen av fotonikkindustrien i Canada. Klyngen samler deltakere fra forskjellige felt, inkludert startups, SMBer, multinasjonale selskaper, forskningsinstitusjoner og universiteter, og konstruerer et støttenettverk for startups for å flytte fra akademia til markedet. Mange unge bedrifter har gått over fra oppstartsfasen til oppskaleringsfasen og har etablert seg i det internasjonale markedet.
I gjennomsnitt kommer to tredjedeler av omsetningen til medlemsbedriftene i OPTONIQUE-klyngen fra eksport. Quebec og Canada har et imponerende nettverk av handelskontorer rundt om i verden, som i München og Berlin, Tyskland.
OPTONIQUE-klyngen stiller regelmessig ut produktene sine på messer som LASER World of PHOTONICS i München, Tyskland, med en spesiell seksjon dedikert til Canada. For internasjonale startups er det til og med programmer som lar dem integrere med akademisk-relaterte inkubatorer, for eksempel inkubatorer og gasspedaler som utelukkende fokuserer på fotoniske og kvanteteknologier - som Quantino.
Canadian Photonics Fabrication Center (CPFC)
CPFC er et rent III-V halvlederstøperi, drevet av National Research Council of Canada, med toppmoderne produksjons- og måleteknologier.
Som svar på regjeringen i Canadas Semiconductor Challenge Callout og CPFC Revitalization Program, leverer CPFC ekspertise og infrastruktur til selskaper og forskningsinstitusjoner, og gjennomfører jevnlig internasjonale samarbeidsprosjekter.
CPFC-teamet, det eneste offentlig drevne rene halvlederstøperiet i Nord-Amerika, spesialiserer seg på design og fabrikasjon av enheter laget av indiumfosfid (InP), galliumarsenid (GaAs), galliumnitrid (GaN) og andre materialer. Tjenestene inkluderer også design og fabrikasjon av fotoniske integrerte kretser (PICs) og diskrete fotoniske enheter, inkludert lasere (DFBs/BHETs), detektorer, forsterkere og modulatorer. cPFC opprettholder et bibliotek med validerte referansedesign, inkludert fabrikkerte implementeringer, som nye prosesskjeder kan benyttes fra.
Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC)
Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC) er en forretningsdrevet fotonikutvekslingsorganisasjon som dekker hele verdikjeden fra forskere til fotonikkselskaper og sluttbrukere. Dens oppgave er å tilby et nettverk av sluttbrukere, fotonikkindustrier, universiteter og institusjoner med mål om å akselerere veksten av kanadisk industri gjennom fotonikk.
Canadas regjering støtter for tiden utviklingen av tre innovasjonssentre som fokuserer på (1) kvanteteknologier for kommunikasjon, sensorteknologier eller databehandling, (2) halvledere og digitale teknologier, og (3) batterier og rene teknologier. På alle disse områdene fremmer og posisjonerer oppstartsbedrifter, SMB og store selskaper aktivt fotoniske løsninger. Disse sentrene legger til rette for finansiering og risikovillig kapital for oppstartsbedrifter som er aktive innen de ovennevnte feltene.
Med mer enn 400 fotonikkselskaper, hvordan kan Canada «vokse økosystemet»?
(Kilde: Canadian Photonics Consortium; grafikk: Wikipedia-Laser)
Optikkutdanning og ferdighetstrening i Canada
Mange kanadiske universiteter har fotonikkgrupper eller -sentre. Algonquin College i Ottawa tilbyr diplom- og bachelorgradsprogrammer, mens studenter ved Laval University kan få en mastergrad i biofotonikk. McMaster University i Hamilton, Ontario, har en bachelorgrad i anvendt ingeniørfag i fotonikk, og University of Waterloo i Waterloo, Ontario, tilbyr utdanningssertifikater for fotonikkfagfolk. Brock College i St. Catharines, Ontario tilbyr til og med et eksamensbevis i laser.
Globalt er fotonikk et felt som generelt har vært plaget av mangel på utdannede ingeniører og teknikere. CPC sier at det samme gjelder i Canada: "Det er ikke mye eksponering for fotonikk for grunnskole- og ungdomsskoleelever, annet enn universitetsutdanning. "
Oversatt med www.DeepL.com/Translator (gratisversjon)
