Brad Booth, CEO af NLM Photonics – Interviewserie

Brad Booth er CEO af NLM Photonics og en veteran inden for datacenterudvikling, med ledelsesroller i Microsoft Azure, Meta, Dell og Intel. Han er medstifter af Consortium for On-Board Optics og bidrager til IEEE Ethernet-standarder, og har længe brobygget mellem kundernes behov, branchestandarder og innovative løsninger.

NLM Photonics udvikler hybridorganiske elektro-optiske materialer, der kan reducere AI-datacenternets energiforbrug med op til 50%. Deres Selerion-HTX-platform leverer mere båndbredde med mindre energi, hvilket muliggør mindre og mere effektive fotonic-kredsløb til bæredygtig, højpræstationsberegning.

De har haft en ret lang rejse – fra Meta, Azure og Microsoft til at stifte Consortium for OnBoard Optics, og nu leder af NLM Photonics. Hvad motiverer dem personligt til at fokusere på at forbedre datacenterets energiforbrug?

Det meste af min karriere har været fokuseret på kommunikation og tilslutning, fra at arbejde med telefoner på Bell-Northern Research til at arbejde med netværksarkitektur på Microsoft og lancere branchekonsortier som Ethernet Alliance, Consortium for On-Board Optics og Ultra Ethernet Consortium. Jeg har set med egne øjne, hvordan moderne beregning afhænger af, hvordan vi flytter data.

Opkomsten af AI har bragt enorme muligheder, men har også øget mængden af data, der flyttes. Fotonik er blevet kritisk vigtigt i dagens datacentre og har en voksende indvirkning på den procentdel af energi, der forbruges i disse datacentre. Det, der motiverer mig, er muligheden for at fundamentalt ændre fotonikindustriens retning for at levere bedre ydelse med mindre energiforbrug. Det er det, der har ført mig til NLM Photonics. Vi forbedrer ikke kun datacenterets energieffektivitet; vi ændrer, hvad der er muligt på materialeplan for at flade udviklingskurven.

Vi har hørt, at du og din kone lever bæredygtigt – med kvæg og indsamling af regnvand udenfor nettet. Hvordan har disse værdier formet din ledelse og missionen i NLM?

Da min kone og jeg flyttede tilbage til Austin, TX i 2007, købte vi et hjem på 2,5 acres, der var 100% afhængigt af et regnvandsindsamlingssystem. Det var katalysatoren for os til at stræbe efter større bæredygtighed. Vi besluttede os for at have malkekøer, kyllinger og perlehøns samt en drivhus og have, og jeg byggede kurven og gedestalden til at være helt udenfor nettet med sit eget regnvandsindsamlingssystem. Vi byggede også en tilbygning til huset, der opnåede en Austin Energy 5-stjernet vurdering. Det var en god mulighed for at lære om bæredygtighed og hvordan energieffektivitet måles. Vi har brugt, hvad vi har lært fra det, til at forsøge at inkorporere det i, hvor vi bor. Det kan være udfordrende, men det har bestemt bragt en bevidsthed om, hvordan blot én person kan have en indvirkning.

NLM’s nye materialer skal kunne reducere netværksenergiforbrug med op til 50% og levere langt mere båndbredde. Kan du forklare, i simple vendinger, hvordan denne teknologi fungerer og hvorfor det er en gennembrud?

Traditionel siliciumfotonik-modulatorer afhænger af, hvad der kendes som en carrier-depletionseffekt for at ændre fasen eller intensiteten af lyset, der passerer gennem modulatorens bølgeleder. Da datahastighederne øges, kræver moduleringen mere effekt, men resulterer også i en nedgang i signalkvaliteten. Over 200 Gb/s er traditionel siliciumfotonik ikke længere betragtet som værende i stand til at fungere på grund af signalkvalitet og effektkrav.

Hos NLM har vi udviklet en fundamentalt anden løsning. Vi erstatter siliciumoxiden i bølgelederen med vores organiske elektro-optiske materialer; dette tillader modulatorer at fungere mere effektivt og i en mindre fodaftryk end silicium alene. Den mindre fodaftryk og den høje elektro-optiske responsivitet af NLM’s materialer oversætter sig til højere båndbredde, lavere drive-spændinger og flere fotonic-integrerede kredsløb (PIC) per wafer, samtidig med at stabiliteten opretholdes ved temperaturer over 120°C.

Vi beder ikke fabrikkerne om at ændre deres hele infrastruktur. Vores hybridtilgang er en post-manufacturing-trin, der ikke forstyrer standardmanufacturingsflow. Vores 1.6T DR8 PIC, der er fremstillet på Advanced Micro Foundry (AMF), krævede ingen speciel værktøj, og NLM udførte post-processingen på vores facilitet. Til sidst vil post-processingen, som NLM udfører, blive overført til vores partnere for at muliggøre storstileproduktion. NLM’s mål er at muliggøre fremtidige fotonic-devices for at skala deres ydelse uden at overskride effektbudgetterne.

NLM samarbejder med en række chip-fremstillings- og hardware-virksomheder. Hvem samarbejder de med lige nu, og hvordan hjælper disse relationer dem med at skala?

Vi samarbejder med et stort netværk af partnere på tværs af fotonik- og halvleder-økosystemet. Offentligt har vi diskuteret vores samarbejde med AMF, Enosemi og Centera om vores 1.6T DR8 PIC, men vi har også samarbejdet med vores investorer og andre i branchen. Disse samarbejder hjælper med at validere vores teknologi gennem tredjeparter i realverdenssystemer og accelerere vores vej til skalerbar produktion. Da vi gør fremskridt med vores partnere, planlægger vi at dele mere resultater med branchen.

AI-datacentre bruger en enorm mængde energi – især til netværk. Hvis NLM’s teknologi bliver bredt anvendt, hvilken virkelig verdensindvirkning kunne det have?

Hvis det bliver anvendt i stor skala, kunne vores teknologi reducere netværksenergiforbrug i AI-datacentre med op til 50%. Det er massivt, når man tænker på, at fotonik kan stå for 20-40% af et datacenters samlede efforbrug. I et AI-datacenter kunne vores teknologi reducere det samlede datacenter-energiforbrug med op til 15%.

Da datacenter-udbydere og hyperscalers søger at skala og vokse, uanset om det er for at støtte AI eller ej, kan reduktionen af fotonik-energiforbrug i datacentre muliggøre, at de kan udvide kapaciteten i eksisterende faciliteter, og dermed udskyde behovet for at bygge nye faciliteter. Det er en vej til bæredygtig vækst på et tidspunkt, hvor energi er blevet den begrænsende faktor.

Hvordan passer jeres teknologi ind i den næste generation af hardware, der bruges i AI-systemer? Er I designet for eksisterende udstyr eller for nye typer systemer, der endnu ikke er opstået?

Begge dele. NLM’s løsninger passer ind i den næste generation af AI- og datacenter-hardware, starting med 200Gb/s per bølgelængde og skalerer til 400Gb/s per bølgelængde med vores silicium-organisk hybrid (SOH) PICs. NLM har også leveret teknologi til plasmonisk-organisk hybrid (POH) PICs som dem, der er udviklet af Polariton Technologies. Disse PICs har opnået rekord-electro-optisk responsivitet til anvendelser, der kræver frekvenser i terahertz-området. NLM arbejder også med en kunde i kvantecomputering-området, fordi vores teknologi kan justeres til lavere tab.

Ser du jeres teknologi som værende nyttig ud over AI – f.eks. i fremtidig kvantecomputering eller rum-baseret kommunikation?

Absolut. Vi har allerede set lovende resultater i kvanteanvendelser med vores kvantekunde, hvor vores materialer leverer rene, stabile signaler, selv ved kryogene temperaturer. NLM’s løsninger er velegnede til satellit- og rum-baserede systemer, hvor størrelse, vægt og effekt er kritiske. NLM har haft statsstøtte med NASA og Air Force (AFWERX) på grund af fordelene ved vores teknologi. Fleksibiliteten af vores teknologi åbner mange grænser.

Hvad er næste skridt for jeres produktlinje, Selerion? Er I ved at arbejde på versioner, der er tilpasset specifikke brancher som f.eks. telekommunikation eller edge-computing?

Vi har lige annonceret Selerion-BHX, der er designet specifikt til ultra-høj båndbredde og små formfaktor-anvendelser som f.eks. optisk I/O og satellitkommunikation. Det leverer rekord-brydende modulations-effektivitet og åbner døren for systemer, der kan fungere ved 400Gbps og derover. Vi har mulighed for at tilpasse vores materialer til specifikke vertikale, fra telekommunikation til forsvar, fordi én størrelse ikke passer alle. Vi har også ikke-krydslinket teknologi, som vi sælger til forsknings- og akademiske institutioner.

I samarbejder med forskere fra universiteter som UW og ETH Zurich. Hvad er i pipeline, og kan du dele nogle spændende udviklinger, vi skal holde øje med?

Vi bygger videre på årtiers grundlæggende arbejde på University of Washington, og vores team har samarbejdet med verdensklasse-laboratorier og forskningsinstitutioner. Nogle af de mest spændende udviklinger indebærer nye generationer af vores elektro-optiske materialer, der trykker endnu længere på hastighed, stabilitet og effektiveffektivitet. Vi vil gerne dele mere, når vi kan offentliggøre det.

De har hjulpet med at forme vigtige tekniske standarder tidligere. Hvordan vigtigt er det for nye materialer som jeres at passe ind i globale branchestandarder?

Det er kritisk. Adoption afhænger af interoperabilitet, og branchen har brug for at stole på, at nye materialer vil passe ind i eksisterende økosystemer. Det er derfor, vi fokuserer på kompatibilitet med standard silicium-fabrikker og hvorfor vi engagerer os med standardiseringsorganisationer. Vores mål er at gøre det let for partnere at adoptere vores teknologi uden at skulle omarbejde deres hele proces.

Hvad ville du råde unge ingeniører eller startup-stiftere til, der ønsker at arbejde med bæredygtige, høj-impakt-teknologier?

Vær ikke bange for at udfordre status quo. Mange gennembrud kommer fra at genoverveje antagelser – enten det er om materialer, systemer, effekt eller skala. Og husk: du behøver ikke at bygge alt selv. Find gode mentorer og partnere i branchen til at hjælpe dig med at navigere udfordringerne. Samarbejd, iterer og fokuser på at løse virkelige verdensbottlenecks. Verden har brug for teknologi, der ikke kun performer, men også bæredygtig.

Tak for det gode interview og for at arbejde med bæredygtighed og datacentre, læsere, der ønsker at lære mere, skal besøge NLM Photonics.