Photon Bridge keräsi 10 miljoonaa euroa kasvattaakseen tekoälydatakeskusten laserlähteiden tuotantoa

Suurempien tekoälyjärjestelmien rakentaminen kasvattaa sellaisten komponenttien kysyntää, jotka ovat kaukana itse malleista: prosessorien välillä dataa kuljettavien lasereiden. Eindhovenissa toimiva Photon Bridge on kerännyt 10 miljoonaa euroa kehittääkseen moniaallonpituuksisia laserlähteitä, joita sen mukaan voidaan valmistaa seuraavan sukupolven tekoälydatakeskusten vaatimissa määrissä.

Rahoituskierroksen julkistivat 21. lokakuuta yhdessä Amadeus APEX Technology Fund ja 360 Capital. Myös nykyiset sijoittajat Innovation Industries, Faber ja Brabant Development Agency (BOM) kasvattivat sijoituksiaan.

Photon Bridge käyttää rahoituksen tuotekehitykseen, asiakashyväksyntään ja Eindhovenin-tiiminsä kasvattamiseen. Yhtiö aikoo toimittaa ensimmäiset näytteensä vuonna 2027 ja valmistautua sarjatuotantoon vuodesta 2028 alkaen.

Miksi tekoälyinfrastruktuuri tarvitsee lisää laserlähteitä

Prosessorien määrän kasvu ei automaattisesti lisää hyödyllistä laskentatehoa samassa suhteessa. Sirujen on myös pystyttävä vaihtamaan dataa riittävän nopeasti, jotta ne voivat toimia yhdessä. Tekoälyklustereiden kasvaessa niiden välisten yhteyksien vaatima energia ja kaistanleveys ovat yhä tärkeämpi osa järjestelmän suunnittelua.

Optiset yhteydet ratkaisevat tätä ongelmaa siirtämällä tietoa valon avulla. Yhteispakatussa optiikassa optinen yhteys tuodaan lähelle elektronista sirua, jolloin sähköinen siirtomatka lyhenee. Ulkoiset laserlähteet tuottavat valon, jonka avulla optiset moottorit siirtävät dataa.

Tämä tuo laskentahaasteen rinnalle valmistushaasteen. Photon Bridgen mukaan pienempien volyymien televiestintäsovelluksia varten kehitetyn laserien toimitusketjun on mukauduttava huomattavasti laajempien tekoälyjärjestelmien käyttöönottojen tarpeisiin. Yhtiö aikoo käyttää rahoituksen siirtymään erikoiskomponenttien tuotannosta puolijohdeteollisuuden mittakaavan valmistukseen.

Sijoitus on osa laajempaa pyrkimystä tuoda optiset yhteydet tekoälyinfrastruktuuriin. Tätä kehitystä kuvaa esimerkiksi Ayar Labsin yhteispakatun optiikan valmistuksen laajentaminen. Photon Bridge keskittyy toimitusketjun valonlähteitä koskevaan osaan.

Arkkitehtuurin skaalaaminen yksittäisten laserien sijaan

Photon Bridgen lähestymistavassa useista pienempitehoisista puolijohdelasereista tuleva valo yhdistetään ja multipleksoidaan. Multipleksoinnissa eri aallonpituudet – käytännössä eri optiset kanavat – ohjataan samaan siirtotiehen. Näin järjestelmän kokonaistehoa voidaan kasvattaa ilman, että yksittäisiä lasereita tarvitsee käyttää yhä vaativammilla tehotasoilla.

Yhtiön mukaan pienempi tehotiheys vähentää yksittäisten laserien herkkyyttä valmistusvirheille ja parantaa siten tuotannon saantoa. Saannolla on merkitystä, sillä teknisesti kyvykäs laite ei yksin riitä: valmistajien on saatava riittävän suuri osuus tuotannosta täyttämään vaatimukset hyväksyttävillä kustannuksilla.

Rahoitusta koskevan tiedotteen mukaan alusta on suunniteltu tarjoamaan useita aallonpituuksia ja jopa 40 milliwattia optista tehoa kutakin aallonpituutta ja kuitua kohti. Se tukee myös tuotantoa useissa indiumfosfidia eli InP:tä valmistavissa puolijohdetehtaissa. Kyseessä on alustan suunnittelutavoite, ei osoitus siitä, että sarjatuotanto olisi jo alkanut.

”Sen sijaan, että yksittäisistä lasereista tehtäisiin yhä tehokkaampia ja vaikeammin valmistettavia, siirrämme skaalaushaasteen arkkitehtuuriin”, Photon Bridgen toimitusjohtaja Paul Marchal sanoi tiedotteessa.

Valomoottorin taustalla oleva teknologia

Photon Bridgen teknisessä tuotekuvauksessa kerrotaan tärkeä lisätieto: sen aallonpituusmultiplekseri sijaitsee piivälialustalla laserryhmän rinnalla. Ratkaisussa käytetään hajautetun takaisinkytkennän (DFB) puolijohdelasereita, ja sen tarkoituksena on tukea 8, 16 ja 32 aallonpituuden kokoonpanoja.

Tiheässä aallonpituusjakokanavoinnissa, josta käytetään yleensä lyhennettä DWDM, useat aallonpituudet voivat kulkea samassa kuidussa. Multiplekserin integrointi laserryhmään muuttaa valonlähteen kokoamis- ja skaalaustapaa, eikä siinä luoteta pelkästään yksittäisen laserdieen parannuksiin.

Eri materiaalien yhdistämiseen yhtiö käyttää patentoitua ulokkeellista aaltojohtorajapintaa. Se liittää aktiiviset III–V-puolijohdekomponentit, kuten laserit, piifotoniikkaan. Photon Bridgen mukaan joustavat rakenteet sietävät sijoittelun vaihtelua liittämisen aikana ja mahdollistavat passiivisen optisen kohdistuksen, jolloin erillisiä kohdistustoimenpiteitä tarvitaan vähemmän.

Alustassa käytetään myös paksukalvoisia piiaaltojohteita. Yhtiön ilmoittamana tavoitteena on käsitellä suurempaa optista tehoa ja sietää paremmin valmistuksen vaihtelua. Nämä suunnitteluratkaisut yhdistävät optiset ominaisuudet laajempaan kaupalliseen kysymykseen: voidaanko laite koota ja testata toistettavasti?

Valmistusstrategia nojaa olemassa oleviin toimittajiin

Photon Bridge kuvailee itseään puolijohdealan suunnitteluyritykseksi, jolla ei ole omaa tehdasta. Se kehittää teknologiaa ja tuotearkkitehtuuria yhteistyössä valmistuskumppaneiden kanssa sen sijaan, että rakentaisi oman puolijohdetehtaan.

Sen valmistustapa perustuu kaupallisiin puolijohdevalimoihin ja ulkoistettuihin puolijohteiden kokoonpano- ja testauspalvelujen tarjoajiin, joista käytetään nimitystä OSAT. Yhtiön mukaan aiemmin testatut laserpiisirut yhdistetään piiaaltoputkiin flip-chip-kokoonpanolla, jolloin optinen ja sähköinen liitäntä voidaan toteuttaa osana samaa tuotantoprosessia.

Mahdollisuus hankkia sopivia lasereita useista InP-valimoista kuuluu yhtiön tarjontaan. Suuria käyttöönottoja suunnitteleville asiakkaille toimittajien joustavuus ja tuotteiden kelpuutus voivat olla yhtä tärkeitä kuin optinen teho ja kanavamäärä. Prototyypissä toimivan valonlähteen on vielä täytettävä luotettavuutta, pakkausta ja toimitusvarmuutta koskevat vaatimukset, ennen kuin siitä voi tulla luotettava datakeskuksen komponentti.

”Kun puhutaan miljoonista yksiköistä vuodessa, valmistussaannosta tulee ratkaisevan tärkeä”, sanoi 360 Capitalin osakas Cesare Maifredi tiedotteessa.

Mitä uudella rahoituksella on saatava aikaan

Rui Santosin ja Xaveer Leijtensin vuonna 2020 perustama Photon Bridge etenee kohti kaupallistamista Marchalin johdolla. Marchal aloitti toimitusjohtajana syyskuussa 2025. Yhtiön lehdistöpaketin tietolehden mukaan tiimiin kuului lokakuussa 15 henkilöä, ja tavoitteena on kasvattaa määrä 20:een vuoden 2026 loppuun mennessä.

Seuraavina virstanpylväinä ovat asiakkaiden tekemä kelpuutus ja näytteet vuonna 2027, minkä jälkeen vuonna 2028 alkaa valmistautuminen suurtuotantoon. Näissä vaiheissa testataan, muuttuvatko arkkitehtuurin tavoitellut tuotantosaanto- ja toimitusketjuedut tuotteeksi, jonka asiakkaat voivat ottaa käyttöön laajassa mittakaavassa.

Rahoitus antaa Photon Bridgelle resursseja hyödyntää tiettyä osaa tekoälyn infrastruktuurin kasvusta. Kun optiset yhteydet siirtyvät lähemmäs laskentaa, tavoitteena on tehdä itse valonlähteestä helpompi valmistaa, kelpuuttaa ja toimittaa – ei vain tehokkaampi.