Brad Booth, CEO von NLM Photonics – Interview-Serie

Brad Booth ist der CEO von NLM Photonics und ein Veteran in der Entwicklung von Rechenzentren, mit Führungspositionen bei Microsoft Azure, Meta, Dell und Intel. Als Gründer des Consortium for On-Board Optics und Mitwirkender an IEEE-Ethernet-Standards hat er lange Zeit die Bedürfnisse der Kunden, die Industriestandards und innovative Lösungen verknüpft.

NLM Photonics entwickelt Hybrid-Materialien aus organischen electro-optischen Materialien, die den Energieverbrauch von künstlicher Intelligenz-Rechenzentren um bis zu 50% reduzieren können. Die Selerion-HTX-Plattform liefert mehr Bandbreite mit weniger Energie, ermöglicht kleinere, effizientere photonische Schaltkreise für nachhaltige, hochleistungsfähige Rechenzentren.

Sie haben eine bemerkenswerte Reise hinter sich – von Meta, Azure und Microsoft bis hin zur Gründung des Consortium for OnBoard Optics und jetzt als Leiter von NLM Photonics. Was motiviert Sie persönlich, den Energieverbrauch von Rechenzentren zu verbessern?

Der größte Teil meiner Karriere hat sich auf Kommunikation und Konnektivität konzentriert, von der Arbeit an Telefonhandsets bei Bell-Northern Research bis hin zur Arbeit an Netzwerkarchitekturen bei Microsoft und der Gründung von Industriekonsortien wie der Ethernet Alliance, dem Consortium for On-Board Optics und dem Ultra-Ethernet-Konsortium. Ich habe gesehen, wie moderne Computer auf die Art und Weise angewiesen sind, wie wir Daten bewegen.

Der Aufstieg von künstlicher Intelligenz hat enorme Fähigkeiten gebracht, hat aber auch das Volumen der bewegten Daten erhöht. Photonik ist in modernen Rechenzentren kritisch wichtig geworden und hat einen zunehmenden Einfluss auf den Prozentsatz der in diesen Rechenzentren verwendeten Energie. Was mich motiviert, ist die Gelegenheit, die Photonik-Industrie grundlegend zu verändern, um bessere Leistung mit weniger Energieverbrauch zu liefern. Das hat mich zu NLM Photonics geführt. Wir verbessern nicht nur die Energieeffizienz eines Rechenzentrums, sondern verändern auch, was auf Material-Ebene möglich ist, um die Kurve abzuflachen.

Wir haben gehört, dass Sie und Ihre Frau nachhaltig leben – Vieh züchten und Regenwasser sammeln, unabhängig von der Stromversorgung. Wie haben diese Werte Ihre Führung und die Mission bei NLM geprägt?

Als meine Frau und ich 2007 nach Austin, TX, zurückkehrten, kauften wir ein Haus auf 2,5 Acres, das zu 100% von einem Regenwassersammlungssystem abhängig war. Es war der Katalysator für uns, um nachhaltiger zu leben. Wir entschieden uns, Milchziegen, Hühner und Perlhühner sowie ein Gewächshaus und einen Garten zu haben, und ich baute den Stall und den Ziegenstall so, dass sie vollständig unabhängig von der Stromversorgung waren, mit eigenem Wassersammlungssystem. Wir bauten auch einen Anbau an das Haus, der eine Austin-Energie-5-Sterne-Bewertung erhielt. Es war eine großartige Gelegenheit, über Nachhaltigkeit und Energieeffizienz zu lernen. Wir haben das, was wir gelernt haben, versucht, in unser Leben zu integrieren, wo immer wir leben. Es kann herausfordernd sein, aber es hat uns definitiv ein Bewusstsein dafür gegeben, wie sehr eine einzelne Person einen Einfluss haben kann.

NLMs neue Materialien sollen den Energieverbrauch von Rechenzentren um bis zu 50% reduzieren und viel mehr Bandbreite liefern. Können Sie erklären, wie diese Technologie funktioniert und warum sie so bahnbrechend ist?

Traditionelle Silizium-Photonik-Modulatoren verlassen sich auf den sogenannten Carrier-Depletion-Effekt, um die Phase oder Intensität des Lichts zu ändern, das durch den Modulator-Wellenleiter geht. Wenn die Datenraten steigen, erfordert die Modulation mehr Leistung, aber auch eine Verschlechterung der Signalqualität. Oberhalb von 200 Gb/s sind traditionelle Silizium-Photonik nicht mehr tragbar aufgrund der Signalqualität und der Leistungsanforderungen.

Bei NLM haben wir eine grundlegend andere Lösung entwickelt. Wir ersetzen das Siliziumoxid im Wellenleiter durch unsere organischen electro-optischen Materialien; dies ermöglicht es Modulatoren, effizienter zu arbeiten und in einem kleineren Fußabdruck als Silizium allein. Dieser kleinere Fußabdruck und die hohe electro-optische Empfindlichkeit von NLMs Materialien übersetzen sich in höhere Bandbreite, niedrigere Antriebsspannungen und mehr photonische integrierte Schaltkreise pro Wafer, während die Stabilität bei Temperaturen über 120°C aufrechterhalten wird.

Wir bitten die Fabriken nicht, ihre gesamte Infrastruktur zu ändern. Unser Hybridansatz ist ein Schritt nach der Fertigung, der die Standard-Fertigungsflüsse nicht stört. Unser 1,6T-DR8-PIC, das bei Advanced Micro Foundry (AMF) hergestellt wurde, erforderte keine spezielle Werkzeugmaschinen, und NLM führte die Nachbearbeitung in unseren Einrichtungen durch. Schließlich wird die Nachbearbeitung, die NLM durchführt, an unsere Partner übertragen, um eine hochvolumige Fertigung zu ermöglichen. NLMs Ziel ist es, zukünftige photonische Geräte zu ermöglichen, deren Leistung ohne Überschreitung der Leistungsbudgets skaliert werden kann.

NLM arbeitet mit einer Reihe von Chip-Herstellern und Hardware-Unternehmen zusammen. Mit wem arbeiten Sie derzeit zusammen, und wie helfen Ihnen diese Beziehungen, Ihre Skalierbarkeit zu erhöhen?

Wir arbeiten mit einem großartigen Netzwerk von Partnern aus der Photonik- und Halbleiterbranche zusammen. Öffentlich haben wir unsere Zusammenarbeit mit AMF, Enosemi und Centera über unser 1,6T-DR8-PIC diskutiert, aber wir haben auch mit unseren Investoren und anderen in der Branche zusammengearbeitet. Diese Zusammenarbeit hilft uns, unsere Technologie durch Dritte in realen Systemen zu validieren und unseren Weg zu einer skalierbaren Fertigung zu beschleunigen. Wenn wir mit unseren Partnern Fortschritte machen, planen wir, mehr Ergebnisse mit der Branche zu teilen.

KI-Rechenzentren verbrauchen enorme Mengen an Energie – insbesondere für das Networking. Wenn NLMs Technologie weit verbreitet wird, welche Auswirkungen könnte sie in der realen Welt haben?

Wenn unsere Technologie im großen Maßstab eingesetzt wird, könnte sie den Energieverbrauch von KI-Rechenzentren um bis zu 50% reduzieren. Das ist enorm, wenn man bedenkt, dass Photonik 20-40% des gesamten Energieverbrauchs eines Rechenzentrums ausmachen kann. In einem KI-Rechenzentrum könnte unsere Technologie den gesamten Energiebedarf um bis zu 15% reduzieren.

Wenn Rechenzentrumsanbieter und Hyperscaler versuchen, zu skalieren und zu wachsen, sei es, um KI zu unterstützen oder nicht, kann die Reduzierung des Energieverbrauchs der Photonik in den Rechenzentren es ihnen ermöglichen, die Kapazität in bestehenden Einrichtungen zu erweitern, ohne neue Einrichtungen bauen zu müssen. Es ist ein Weg zu nachhaltigem Wachstum, wenn Energie zum begrenzenden Faktor geworden ist.

Wie passt Ihre Technologie in die nächste Generation von Hardware, die in KI-Systemen verwendet wird? Entwerfen Sie für bestehende Geräte oder für neue Arten von Systemen, die noch im Entstehen sind?

Beides. NLMs Lösungen passen in die nächste Generation von KI- und Rechenzentrums-Hardware, beginnend mit 200 Gb/s pro Wellenlänge und skaliert bis 400 Gb/s pro Wellenlänge mit unseren silizium-organischen Hybrid-PICs. NLM hat auch Technologie für plasmonische organische Hybrid-PICs wie die von Polariton Technologies entwickelten bereitgestellt. Diese PICs haben rekordbrechende electro-optische Empfindlichkeit für Anwendungen erreicht, die Frequenzen im Terahertz-Bereich erfordern. NLM arbeitet auch mit einem Kunden im Bereich der Quantencomputer, da unsere Technologie für niedrigere Verluste geeignet ist.

Sehen Sie Ihre Technologie als nützlich außerhalb von KI – beispielsweise in zukünftiger Quantencomputer- oder Weltraumkommunikation?

Absolut. Wir haben bereits vielversprechende Ergebnisse in Quantenanwendungen mit unserem Quantenkunden gesehen, wo unsere Materialien saubere, stabile Signale sogar bei kryogenen Temperaturen liefern. NLMs Lösungen sind gut geeignet für Satelliten- und Weltraum-Systeme, bei denen Größe, Gewicht und Leistung kritisch sind. NLM hat Regierungszuschüsse von NASA und der Luftwaffe (AFWERX) aufgrund der Vorteile unserer Technologie erhalten. Die Vielseitigkeit unserer Technologie öffnet viele Grenzen.

Was kommt als Nächstes für Ihre Produktlinie, Selerion? Arbeiten Sie an Versionen, die für bestimmte Branchen wie Telekommunikation oder Edge-Computing zugeschnitten sind?

Wir haben gerade Selerion-BHX angekündigt, das speziell für ultra-hohe Bandbreite und kleine Formfaktor-Anwendungen wie optische I/O und Satellitenkommunikation entwickelt wurde. Es liefert rekordbrechende ModulationsEffizienz und öffnet die Tür für Systeme, die bei 400 Gbps und darüber arbeiten. Wir haben die Fähigkeit, unsere Materialien für bestimmte vertikale Märkte zuzuschneiden, von der Telekommunikation bis zur Verteidigung, da eine Größe nicht für alle passt. Wir haben auch nicht-vernetzende Technologie, die wir an Forschungs- und akademische Institutionen verkaufen.

Sie arbeiten mit Forschern von Universitäten wie UW und ETH Zürich zusammen. Was ist in der Pipeline, und können Sie uns einige aufregende Entwicklungen mitteilen, auf die wir achten sollten?

Wir bauen auf Jahrzehnte der grundlegenden Arbeit an der University of Washington auf, und unser Team hat mit weltweit führenden Labors und Forschungseinrichtungen zusammengearbeitet. Einige der aufregendsten Entwicklungen beinhalten neue Generationen unserer electro-optischen Materialien, die noch weiter auf Geschwindigkeit, Stabilität und Energieeffizienz drücken. Wir werden gerne mehr teilen, wenn wir in der Lage sind, dies öffentlich bekannt zu geben.

Sie haben in der Vergangenheit wichtige Technik-Standards mitgestaltet. Wie wichtig ist es, dass neue Materialien wie Ihre in globale Industriestandards passen?

Es ist kritisch. Die Akzeptanz hängt von der Interoperabilität ab, und die Industrie muss darauf vertrauen, dass neue Materialien in bestehende Ökosysteme passen. Deshalb konzentrieren wir uns auf die Kompatibilität mit Standard-Silizium-Fabriken und deshalb engagieren wir uns mit Standards-Organisationen. Unser Ziel ist es, es unseren Partnern leicht zu machen, unsere Technologie ohne Umstellung ihres gesamten Prozesses zu adoptieren.

Was würden Sie jungen Ingenieuren oder Start-up-Gründern raten, die an nachhaltigen, hochwirkungsvollen Technologien arbeiten möchten?

Seien Sie nicht afraid, den Status quo in Frage zu stellen. Viele Durchbrüche kommen von der Neubewertung von Annahmen – sei es über Materialien, Systeme, Leistung oder Skalierbarkeit. Und denken Sie daran: Sie müssen nicht alles selbst bauen. Finden Sie gute Mentoren und Partner in der Branche, um Ihnen zu helfen, die Herausforderungen zu meistern. Kollaborieren, iterieren und konzentrieren Sie sich auf die Lösung realer Engpässe. Die Welt braucht Technologie, die nicht nur leistungsstark, sondern auch nachhaltig ist.

Vielen Dank für das großartige Interview und für Ihre Arbeit an Nachhaltigkeit und Rechenzentren. Leser, die mehr erfahren möchten, sollten NLM Photonics besuchen.