Dr. Mario Paniccia, CEO von ANELLO Photonics – Interview-Serie

Dr. Mario Paniccia ist ein erfahrener CEO aus dem Silicon Valley, Mitbegründer und Vorsitzender von Anello Photonics, wo er die Mission des Unternehmens leitet, Navigationssysteme mit fortschrittlicher photonischer Technologie zu revolutionieren. Als Pionier auf dem Gebiet der Silicon-Photonik und der Trägheitsnavigation verbrachte er über zwei Jahrzehnte bei Intel, wo er zum Intel Fellow aufstieg und das Silicon-Photonik-Programm des Unternehmens leitete, das er in eine global eingesetzte kommerzielle Technologie umwandelte. Er hält einen Ph.D. in Festkörperphysik von der Purdue University und ist Fellow der IEEE, SPIE und OSA sowie Mitglied der US-amerikanischen Nationalen Akademie der Ingenieurwissenschaften.

Anello Photonics definiert die Trägheitsnavigation mit seinem SiPhOG™-Optischen Gyroskop neu, einem kompakten, hochpräzisen Sensor, der mit Silizium-Photonik gebaut wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen faseroptischen Gyroskopen ist Anellos Lösung vollständig auf einem photonischen Chip integriert und bietet außergewöhnliche Genauigkeit bei reduzierter Größe, Gewicht, Leistung und Kosten. Für GPS-gestörte Umgebungen konzipiert, unterstützt die Technologie autonome Navigation in Branchen wie Robotik, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und industrielle Automation.

Was treibt Ihre Leidenschaft für Innovation an – insbesondere an der Schnittstelle zwischen Silizium-Photonik und Autonomie?

Meine Motivation resultiert aus einer lebenslangen Faszination dafür, wie Silizium-Photonik kritische reale Probleme lösen und Branchen verändern kann. Als wir bei Intel mit der Silizium-Photonik begannen, war es eine verrückte Idee, optische Geräte aus Silizium zu bauen. Wir haben allen widersprochen und nicht nur Silizium-Photonik-Technologie entwickelt, sondern eine ganze Branche. Heute ist diese Technologie in allen Rechenzentren der Welt zu finden. Bei ANELLO haben wir wieder von vorne begonnen, mit der kühnen Idee, integrierte Silizium-Photonik zu nutzen, um den Navigationssystem-Markt zu verändern.

Mit der Entwicklung des weltweit ersten Silizium-Photonik-Optischen Gyroskops – SiPhOG™ – konnten wir völlig neue Produkte und Lösungen für Märkte entwickeln, die hochpräzise Navigation benötigen, die zuvor aufgrund der hohen Kosten bestehender Lösungen unzugänglich waren.

Wir definieren, was mit hoher Leistung, geringer Drift, optischen Gyrosensoren und radikaler Verbesserung in Größe, Gewicht und Leistung in den autonomen Markt möglich ist. Dies eröffnet völlig neue Anwendungen und Einsatzfälle in allen Branchen – von Bauwesen, Landwirtschaft, LKW-Verkehr, Robotik, UAVs – unbemannte Luftfahrzeuge, USVs – unbemannte Oberflächenfahrzeuge, autonome Fahrzeuge und natürlich in der Verteidigungsindustrie.

Was inspirierte die Gründungsvision hinter ANELLO, und wie hat die GPS-gestörte Umgebung Ihre Roadmap geprägt?

ANELLO Photonics wurde gegründet, um eine wachsende Lücke in der Branche zu schließen: Heutige faseroptische Gyroskope (FOGs) sind sehr genau, aber groß, sperrig und sehr teuer. Sie werden daher nur für hochwertige Anwendungen wie Kampfjets, U-Boote, ICBMs usw. eingesetzt. Am anderen Ende des Spektrums gibt es MEMS-basierte Gyros (Micro-Electro-Mechanical Systems), die in allen Verbrauchergeräten wie Smartphones, Ohrhörern, Uhren usw. verwendet werden. Diese sind sehr hochvolumig (jährlich werden Milliarden von Einheiten hergestellt), leiden aber unter Drift aufgrund von Temperatur, Vibration und EMI-Effekten.

Da die Nachfrage nach Autonomie in den letzten Jahren gestiegen ist, entstand eine wachsende Lücke in der Mitte. Wir sahen diese Chance und sagten: “Was, wenn wir ein faseroptisches Gyroskop mit Silizium-Photonik bauen könnten?” – dann könnten wir hohe Leistung in einem kleinen Formfaktor auf den Massenmarkt bringen.

Dies führte zur Entwicklung des ANELLO SiPhOG. Wir begannen dann, Navigationssysteme zu untersuchen, die mit dem SiPhOG gebaut werden könnten, und erkannten, dass wir kostengünstige Produkte in großer Stückzahl mit außergewöhnlicher Leistung liefern könnten, die Navigation in GPS-gestörten Umgebungen ermöglichen. Als GPS-Störungen und -Verfälschungen häufiger wurden, war ANELLO bereit, diese Chance zu nutzen, und wir entwickelten Produkte und eine Roadmap, die darauf abzielte, GPS-gestörte Navigationssysteme zu liefern, die FOG-ähnliche Leistung auf den Massenmarkt bringen.

Wie unterscheidet sich das ANELLO SiPhOG von herkömmlichen FOGs und MEMS-Systemen?

Die physikalischen Prinzipien des FOG und des SiPhOG sind ähnlich, d. h. sie basieren auf dem Sagnac-Effekt. Für das SiPhOG haben wir jedoch alle diskreten optischen Komponenten, die in FOGs verwendet werden (Splitter, Koppler, Phasenmodulatoren, Detektoren, Polarisationsfilter, Faser-Verbindungen usw.), auf einem winzigen photonischen Silizium-Chip integriert, der wie Standard-Elektronik-Schaltkreise hergestellt wird. Dieser photonische Chip ersetzt alle manuelle Montage und Justage, ist zuverlässiger und kann in großen Mengen produziert werden. Wir haben außerdem ein neuartiges, sehr empfindliches und leistungsarmes Elektroniksystem entwickelt, das den photonischen Chip steuert und die optischen Signale und den Sagnac-Phasen- und Drehwinkel misst.

All dies wird mit den gleichen hochvolumigen “Pick-and-Place”-Montagetechniken produziert und montiert, die heute in der Elektronikindustrie verwendet werden. Unser SiPhOG liefert, wenn montiert, die gleiche niedrige Drift-Gyro-Leistung wie ein FOG, aber in einem viel kleineren, kompakten, leistungsärmeren und skalierbaren Lösung, das praktisch in der Handfläche passt. Dies ist der Grund, warum wir es “Faser-Gyro auf einem Chip” nennen. Im Gegensatz zu MEMS-Gyroskopen, die oft innerhalb von Sekunden drifteten und anfällig für Temperatur und Vibration sind, ist das ANELLO SiPhOG – da es auf Photonen basiert – nicht anfällig für diese Effekte. Wenn in einem System kombiniert, ermöglicht dies robuste, langfristige Trägheitsnavigation in GPS-gestörten oder verfälschten Umgebungen, was es zu einer idealen Lösung für Autonomie auf Land, in der Luft und auf See macht.

Welche Risiken bergen die zunehmenden GPS-Störungen und -Verfälschungen, und warum ist eine Abhängigkeit von GPS nicht nachhaltig?

GPS-Störungen und -Verfälschungen haben weltweit zugenommen und stellen eine große Bedrohung für autonome Plattformen, militärische Operationen und kritische Infrastrukturen dar. Zum Beispiel haben wir im Jahr 2025 bereits eine Zunahme von 500 % bei Verfälschungsereignissen weltweit gesehen. Wir haben auch etwa 700 Stör- und Verfälschungsereignisse pro Tag und etwa 1.500 Flüge, die täglich auf der ganzen Welt verfälscht werden, gesehen. Systeme, die ausschließlich auf GPS angewiesen sind, sind anfällig für Positionsfehler oder sogar Ausfälle in umkämpften oder GPS-Signal-gestörten Umgebungen – sie funktionieren einfach nicht. Ob in städtischen Schluchten, unterirdischen Tunneln oder Kriegsgebieten, die alleinige Abhängigkeit von GPS ist ein hohes Risiko.

Wenn Sie das GPS verlieren, wissen Sie nicht, wo Sie sind, und wissen dann nicht, wohin Sie gehen. Dies stellt ein großes Sicherheitsrisiko für Navigationssysteme dar, die von GPS abhängig sind. Während FOG-basierte Systeme sicherlich verfügbar sind, sind sie oft zu teuer und zu groß, um auf dem Massenmarkt eingesetzt zu werden. Jetzt jedoch können wir mit den hochleistungs-fähigen inertialen Systemen von ANELLO – basierend auf SiPhOG – eine robuste Schicht resilienter Navigation basierend auf Lösungen für den Betrieb bereitstellen, wenn GPS ausfällt oder nicht verfügbar ist.

Wie bietet ANELLOs System eine “Ground-Truth”-Alternative in GPS-herausgeforderten Umgebungen?

ANELLOs inertiale Navigationssysteme verwenden unser einzigartiges SiPhOG™-Optisches Gyroskop, kombiniert mit einem CPU, AI-basierten Sensor-Fusions-Algorithmen, Beschleunigungsmessern und anderen Sensoren, um eine Echtzeit-Navigation-Positionslösung zu liefern. Da unser SiPhOG eine so hohe Präzision aufweist, sind unsere Produkte nicht von externen Faktoren abhängig, und dies bietet eine echte “Ground-Truth”. Was wir dann tun können, ist, robuste und ununterbrochene, GPS-gestörte Navigation bereitzustellen, wenn und wo das GPS-Signal nicht verfügbar ist. Darüber hinaus überwachen wir in Echtzeit unsere Position, vergleichen sie mit der GPS-Position und wenn unsere Lösung GPS-Verfälschung oder -Störung erkennt, wechselt sie nahtlos zu ANELLOs Tot-Reckoning-Navigation, um kontinuierliche, zuverlässige und genaue Positionsverfolgung zu gewährleisten.

In der Hauptsache bietet die ANELLO-Optik-Gyro-Technologie jedem beweglichen System eine vertrauenswürdige Ground-Truth-Lösung nahtlos und zuverlässig – wann immer Satellitensignale beeinträchtigt sind. Dies ist nicht nur für autonome Fahrzeuge, sondern auch für bemannte Fahrzeuge, die kein GPS haben. Denken Sie an Orte in oder um von Konflikten heimgesuchte Gebiete, in denen GPS-Störungen und -Verfälschungen auftreten. Wie können medizinische Helfer navigieren, um Menschen zu retten, wenn sie kein GPS oder keine Ahnung haben, wohin sie gehen?

Welcher aktuelle Anwendungsfall treibt die Grenzen voran, und wo liegt die Chance für eine nahezu zeitnahe Skalierung?

Wir sehen eine hohe Nachfrage in industriellen Anwendungsfällen wie Bauwesen, Präzisionslandwirtschaft, Robotik und natürlich in Verteidigungsanwendungen auf Land, in der Luft und auf See. In Obstgärten, Minen und abgelegenen Umgebungen, in denen GPS begrenzt oder intermittierend ist oder vollständig ausfällt, halten ANELLOs INS- und IMU-Lösungen autonome Systeme mit zentimetergenauer Genauigkeit in Betrieb. In der Verteidigung profitieren Plattformen wie USVs – unbemannte Oberflächenfahrzeuge oder Drohnen, die auf GPS für die Navigation angewiesen sind, von ANELLOs Integration mit verbreiteten Autopiloten oder anderen relevanten Sensoren, die eine GPS-gestörte Navigation für längere Zeiträume in anspruchsvollen Umgebungen ermöglichen.

Wenn wir in die Zukunft blicken, gibt es extremere Fälle wie Hyperschall-Flugkörper, die aufgrund der Geschwindigkeiten, mit denen sie reisen, noch präzisere Leistung benötigen, aber dennoch geringe Leistung und kleine Größe. Wenn wir auf autonome Drohnen für zukünftige Anwendungen wie Lieferdrohnen oder Verbraucherdrohnen oder Tragbare und tragbare Geräte schauen, wird die Branche kleinere Formfaktoren und geringere Leistung verlangen. Dies ist ein Vorteil, der durch integrierte Silizium-Photonik bereitgestellt wird. Wir können weiter integrieren, Größe reduzieren, Leistung reduzieren und dennoch hohe Leistung liefern. Wenn autonome Anwendungsfälle wachsen, wird es entscheidend sein, SiPhOGs in großen Mengen und im großen Maßstab bereitzustellen. Dies ist ein wichtiger Vorteil dessen, was wir bei ANELLO entwickelt haben.

Wie unterstützen inertiale Systeme wie ANELLOs die Sicherheit in Kontexten wie Teslas Robotaxi-Einsatz?

Wenn autonome Fahrzeuge mainstream werden, wird die Sicherheit in GPS-gestörten Regionen kritisch. ANELLOs inertiale Navigationssysteme liefern failsichere Betriebsleistung und halten präzise Lokalisierung aufrecht, wenn Satellitensignale ausfallen oder beeinträchtigt werden. Im Falle eines GPS-Ausfalls und einer Verfälschung stellen unsere ANELLO-SiPhOG-gesteuerten Lösungen sicher, dass das Fahrzeug räumlich bewusst bleibt und weiß, was real und was beeinträchtigt ist. Dies ermöglicht sicheres Manövrieren oder kontrollierte Navigation, was für die regulatorische Genehmigung und den realen Einsatz von Robotaxis, autonomen LKWs und Next-Gen-Mobility-Systemen von entscheidender Bedeutung ist. Unsere Lösungen wurden mit ASIL (Automotive Safety Integrity Level) im Sinn entwickelt, sodass wir bereit sind, auf diesen Märkten zu wachsen und zu evolvieren. Wir glauben, dass ANELLO in der Zukunft im Kern der Autonomie stehen wird.

Wie verbessert ANELLOs AI-Sensor-Fusions-Engine die Widerstandsfähigkeit in langen GPS-gestörten Szenarien?

In all unseren Produkten und Lösungen verarbeitet und verfolgt unsere proprietäre AI-Sensor-Fusions-Engine in Echtzeit die inertiale Position und die GPS-Position alle ~10 ms. Da unsere SiPhOG eine so hohe Präzision aufweist, können unsere Lösungen dynamisch Anomalien wie Verfälschung, Störung oder stoßinduzierte Drift-Unterschiede erkennen. Das System korrigiert und wechselt automatisch zwischen Sensor-Modi ohne menschliche Intervention – immer bestimmt, was korrekt und was inkorrekt ist. Die ANELLO-AI-Sensor-Fusions-Engine wird kontinuierlich von unserem Team in verschiedenen industriellen und Verteidigungsanwendungen im Feld und auf Land, in der Luft und auf See getestet und optimiert. Dies ermöglicht eine schnellere Implementierung und reale Einsatzfälle für unsere Kunden. Das Ergebnis ist nicht nur unübertroffene Zuverlässigkeit und Leistung für diese anspruchsvollen autonomen Anwendungen, sondern auch eine schnellere Bereitstellung für unsere Kunden, um ihre Probleme schnell zu lösen.

Was hält die nächsten 5-10 Jahre für Silizium-Photonik in Autonomie, KI und Robotik bereit?

In den nächsten zehn Jahren wird die integrierte Silizium-Photonik zur Grundlage für die Zukunft der Autonomie, insbesondere in GPS-gestörten oder umkämpften Umgebungen, werden. Wenn die Nachfrage nach widerstandsfähigen Navigationssystemen in Robotik, Verteidigung, Luft- und Raumfahrt und industriellen Sektoren wächst, werden photonische Sensoren wie das ANELLO SiPhOG den Übergang von großen, sperrigen, leistungsstarken und teuren Lösungen zu kleineren, höheren Volumen, kompakten und leicht integrierbaren Lösungen für den Massenmarkt führen. Wie in der Elektronikindustrie werden wir weiterhin mehr und mehr Funktionen auf unseren Silizium-Photonik-Chip integrieren und so mehr Funktionalität und geringere Kosten bieten.

Darüber hinaus werden wir die Elektronik mit mehr Funktionen und kleinerem Fußabdruck integrieren und irgendwann wird all dies auf einem winzigen Chip kleiner als Ihr Fingernagel untergebracht. Dieser vollständig integrierte winzige Chip wird die gleiche Leistung wie auf dem Verbrauchermarkt bieten. Denken Sie daran, ANELLO wird nicht nur in jedem autonomen Fahrzeug, sondern auch in jeder intelligenten Uhr, jedem Smartphone – in allem und jedem, was sich bewegt oder dessen Position wichtig ist, vorhanden sein. Ob Sie GPS haben oder nicht, keine Sorge mehr, sich zu verlaufen oder nicht zu wissen, wo Sie sind, denn Sie wissen, dass ANELLO immer bei Ihnen ist.

Was begeistert Sie am meisten, und wie können Ingenieure oder Regierungen mit ANELLO zusammenarbeiten?

Ich bin begeistert, wie schnell unsere Technologie angenommen wird – von der Landwirtschaft bis zur Robotik bis zur Verteidigung. Wir haben hart daran gearbeitet, um sicherzustellen, dass unsere Systeme einfach zu installieren, benutzerfreundlich und fehlerfrei sind. Einige dieser Systeme können in weniger als 15 Minuten in ein Fahrzeug eingebaut werden. Das Feedback unserer Kunden darüber, wie schnell wir ihre Probleme lösen, lässt uns wirklich spüren, dass wir der Gesellschaft helfen. Unsere Ingenieure arbeiten und sprechen direkt mit unseren Kunden. Wir sind bei unseren Kunden, wir sind auf ihren Booten, testen in Echtzeit mit ihnen, wir fliegen auf ihren Drohnenplattformen und sind Seite an Seite mit ihnen, analysieren die Daten und justieren unsere Algorithmen, um sicherzustellen, dass unsere Lösungen auf ihren Plattformen funktionieren.

Dies ermöglicht es uns, in Echtzeit zu sehen, wie unsere Lösungen unsere Kunden befähigen und ihre Herausforderungen angehen. Wir sehen immer mehr Kunden, die zu uns kommen und sagen: “Hey, ich wurde informiert, dass wir ANELLO benötigen”. Dies macht all die harte Arbeit und den Aufwand letztendlich lohnenswert. Und wir tun dies in mehreren Branchen. Ingenieure lieben diese direkte Kundeninteraktion, die es unserem Team ermöglicht, reale Probleme zu lösen. Wir haben eine kühne Herausforderung angenommen, etwas zu schaffen, das noch nie zuvor gemacht wurde. Wir haben dies erreicht, aber als Ingenieur bin ich gerade erst am Anfang, und viele aufregende Entwicklungen liegen vor uns. Wir werden weiterhin das Feld der Navigation verändern und Lösungen bereitstellen, die GPS-gestörte Navigation für die Welt ermöglichen. Wir laden unsere Partner – Ingenieure, Systemintegratoren, Regierungsbehörden usw. – ein, mit uns zusammenzuarbeiten, unsere Evaluierungskits zu testen, unsere Produkte auf ihren Plattformen zu testen und uns zu helfen. Verbunden mit uns – Zusammen können wir die Zukunft der Navigation aufbauen.

Vielen Dank für das großartige Interview. Leser, die mehr erfahren möchten, sollten Anello Photonics besuchen.