Brad Booth, CEO van NLM Photonics – Interviewreeks

Brad Booth is de CEO van NLM Photonics en een veteraan in de evolutie van datacenters, met leiderschapsrollen bij Microsoft Azure, Meta, Dell en Intel. Als oprichter van de Consortium for On-Board Optics en bijdrager aan IEEE Ethernet-standaarden, heeft hij langdurig de behoeften van klanten, industrienormen en innovatieve oplossingen met elkaar verbonden.

NLM Photonics ontwikkelt hybride organische electro-optische materialen die het energieverbruik van AI-datacenter-netwerken tot 50% kunnen verminderen. Het Selerion-HTX-platform levert meer bandbreedte met minder energie, waardoor kleinere, efficiëntere fotonicabronnen mogelijk worden voor duurzame, hoge-prestatiecomputing.

U hebt een bijzondere reis gehad – van Meta, Azure en Microsoft tot het oprichten van de Consortium for OnBoard Optics en nu het leiden van NLM Photonics. Wat motiveert u persoonlijk om u te focussen op het verbeteren van het energieverbruik van datacenters?

Het grootste deel van mijn carrière heeft zich gericht op communicatie en connectiviteit, van het werken aan telefoontoestellen bij Bell-Northern Research tot het werken aan netwerkarchitecturen bij Microsoft en het lanceren van industrieconsortia zoals de Ethernet Alliance, Consortium for On-Board Optics en Ultra Ethernet Consortium. Ik heb met eigen ogen gezien hoe moderne computing afhankelijk is van hoe we gegevens verplaatsen.

De opkomst van AI heeft enorme mogelijkheden gebracht, maar heeft ook het volume van verplaatste gegevens verhoogd. Fotonica is nu kritisch belangrijk in moderne datacenters en heeft een groeiende invloed op het percentage energie dat binnen die datacenters wordt gebruikt. Wat mij motiveert, is de kans om de traject van de fotonica-industrie fundamenteel te veranderen om betere prestaties te leveren met minder energieverbruik. Dat is waarom ik naar NLM Photonics ben getrokken. We verbeteren niet alleen de energiedoeltreffendheid van een datacenter; we vormen wat mogelijk is op materiaalniveau om de traject te verlagen.

We hebben gehoord dat u en uw vrouw duurzaam leven – vee houden en regenwater verzamelen buiten het net. Hoe hebben die waarden uw leiderschap en de missie van NLM gevormd?

Toen mijn vrouw en ik in 2007 terugkeerden naar Austin, TX, kochten we een huis op 2,5 hectare dat volledig afhankelijk was van een regenwaterverzamelsysteem. Het was de katalysator voor ons om grotere duurzaamheid na te streven. We besloten melkgeiten, kippen en guineafowl te houden, evenals een kas en een tuin, en ik bouwde de kippenhok en de geitenstal volledig buiten het net met een eigen waterverzamelsysteem. We bouwden ook een aanbouw aan het huis die een Austin Energy 5-sterrenrating behaalde. Het was een geweldige kans om te leren over duurzaamheid en hoe energiedoeltreffendheid wordt gemeten. We hebben wat we hebben geleerd van dat toegepast op waar we ook wonen. Het kan een uitdaging zijn, maar het heeft ons zeker bewust gemaakt van de impact die één persoon kan hebben.

NLM’s nieuwe materialen zouden het energieverbruik van netwerken tot 50% kunnen verminderen en veel meer bandbreedte kunnen leveren. Kunt u in eenvoudige bewoordingen uitleggen hoe deze technologie werkt en waarom het een doorbraak is?

Traditionele siliciumfotonica-modulatoren vertrouwen op het zogenaamde carrier-depletion-effect om de fase of intensiteit van het licht dat door de modulator gaat te veranderen. Naarmate de datarates toenemen, is meer vermogen nodig om te moduleren, maar dit resulteert ook in een verslechtering van de signaalkwaliteit. Boven 200 Gb/s zijn traditionele siliciumfotonica niet langer haalbaar vanwege signaalkwaliteit en vermogensvereisten.

Bij NLM hebben we een fundamenteel andere oplossing ontwikkeld. We vervangen het siliciumoxide in de waveguide met onze organische electro-optische materialen; dit maakt het mogelijk voor modulatoren om efficiënter te werken en in een kleinere voetafdruk dan silicium alleen. Die kleinere voetafdruk en de hoge electro-optische responsiviteit van NLM’s materialen vertalen zich in hogere bandbreedte, lagere aandrijvingspanningen en meer fotonicabronnen per wafer, allemaal zonder de stabiliteit te verliezen bij temperaturen boven 120°C.

We vragen fabs niet om hun hele infrastructuur te veranderen. Onze hybride benadering is een post-productie-stap die de standaard productieprocessen niet verstoort. Onze 1,6T DR8 PIC, vervaardigd bij Advanced Micro Foundry (AMF), vereiste geen speciale gereedschappen, en NLM voerde de post-verwerking uit in onze faciliteit. Uiteindelijk zal de post-verwerking die NLM uitvoert worden overgedragen aan onze partners om hoogvolume-productie mogelijk te maken. NLM’s doel is om toekomstige fotonicabronnen in staat te stellen hun prestaties te schalen zonder door het energieverbruik heen te gaan.

NLM werkt met een reeks chipmakers en hardwarebedrijven. Met wie werkt u momenteel samen, en hoe helpen die samenwerkingen u om te schalen?

We werken met een geweldig netwerk van partners in de fotonica- en halfgeleiderindustrie. Openlijk hebben we onze samenwerking met AMF, Enosemi en Centera op onze 1,6T DR8 PIC besproken, maar we hebben ook samengewerkt met onze investeerders en anderen in de industrie. Deze samenwerkingen helpen ons om onze technologie te valideren via derden in echte systemen en versnellen onze weg naar schaalbare productie. Naarmate we vorderingen maken met onze partners, zijn we van plan om meer resultaten met de industrie te delen.

AI-datacenters gebruiken een enorme hoeveelheid energie – vooral voor netwerken. Als NLM’s technologie op grote schaal wordt toegepast, wat voor invloed kan het hebben op de werkelijke wereld?

Als het op grote schaal wordt toegepast, kan onze technologie het energieverbruik van netwerken in AI-datacenters tot 50% verminderen. Dat is enorm wanneer u bedenkt dat fotonica 20-40% van het totale energieverbruik van een datacenter kan vertegenwoordigen. In een AI-datacenter kan onze technologie het totale energieverbruik van het datacenter tot 15% verminderen.

Terwijl datacenteraanbieders en hyperscalers proberen te schalen en te groeien, of het nu gaat om het ondersteunen van AI of niet, kan het verminderen van het energieverbruik van fotonica in datacenters hen in staat stellen om capaciteit uit te breiden in bestaande faciliteiten, waardoor de noodzaak om nieuwe faciliteiten te bouwen wordt vertraagd. Het is een pad naar duurzame groei op een moment waarop energie de beperkende factor is geworden.

Hoe past uw technologie in de volgende generatie hardware die in AI-systemen wordt gebruikt? Ontwerpt u voor bestaande apparatuur of voor nieuwe soorten systemen die nog in ontwikkeling zijn?

Beide. NLM’s oplossingen passen in de volgende generatie AI- en datacenterhardware, beginnend met 200Gb/s per golflengte en schaalbaar tot 400Gb/s per golflengte met onze siliconen-organische hybride (SOH) PIC’s. NLM heeft ook technologie geleverd voor plasmonische organische hybride (POH) PIC’s, zoals die ontwikkeld door Polariton Technologies. Die PIC’s hebben recordbrekende electro-optische responsiviteit behaald voor toepassingen die frequenties in het terahertzbereik vereisen. NLM werkt ook met een klant in de quantumcomputingruimte, omdat onze technologie kan worden afgestemd op lagere verlies.

Ziet u uw technologie als nuttig buiten AI – zoals in toekomstige quantumcomputing of ruimtegebonden communicatie?

Zeker. We hebben al veelbelovende resultaten gezien in quantumtoepassingen met onze quantumklant, waar onze materialen schone, stabiele signalen leveren, zelfs bij cryogene temperaturen. NLM’s oplossingen zijn goed geschikt voor satelliet- en ruimtegebonden systemen waar grootte, gewicht en vermogen kritiek zijn. NLM heeft overheidssubsidies van NASA en de luchtmacht (AFWERX) vanwege de voordelen van onze technologie. De veelzijdigheid van onze technologie opent veel grenzen.

Wat is de volgende stap voor uw productlijn, Selerion? Werkt u aan versies die zijn afgestemd op specifieke industrieën zoals telecom of edge-computing?

We hebben zojuist Selerion-BHX aangekondigd, specifiek ontworpen voor ultra-hoge bandbreedte en kleine formaat-toepassingen zoals optische I/O en satellietcommunicatie. Het levert recordbrekende modulatie-efficiëntie en opent de deur voor systemen die opereren bij 400Gbps en verder. We hebben de mogelijkheid om onze materialen af te stemmen op specifieke verticale markten, van telecom tot defensie, omdat één maat niet voor alle markten past. We hebben ook niet-kruisverbindingstechnologie die we verkopen aan onderzoeks- en academische instellingen.

U werkt met onderzoekers van universiteiten zoals UW en ETH Zurich. Wat is er in de pijplijn, en kunt u enkele spannende ontwikkelingen delen die we in de gaten moeten houden?

We bouwen voort op decennia van fundamenteel onderzoek aan de Universiteit van Washington, en ons team heeft samengewerkt met wereldklasse-laboratoria en onderzoeksinstellingen. Enkele van de meest spannende ontwikkelingen hebben betrekking op nieuwe generaties van onze electro-optische materialen die nog verder gaan op snelheid, stabiliteit en energiedoeltreffendheid. We zullen graag meer delen wanneer we in staat zijn om dat openbaar te maken.

U hebt geholpen om belangrijke technische standaarden in het verleden vorm te geven. Hoe belangrijk is het voor nieuwe materialen zoals de uwe om in globale industrienormen te passen?

Het is kritiek. Adoptie hangt af van interoperabiliteit, en de industrie moet vertrouwen dat nieuwe materialen in bestaande ecosystemen passen. Daarom focussen we op compatibiliteit met standaard siliciumfabs en engageren we ons met standaardisatie-organisaties. Ons doel is om het voor partners gemakkelijk te maken om onze technologie te adopteren zonder hun hele proces te hoeven herschikken.

Wat is uw advies aan jonge ingenieurs of startup-oprichters die willen werken aan duurzame, hoge-impacttechnologieën?

Wees niet bang om de status quo uit te dagen. Veel doorbraken komen voort uit het opnieuw bekijken van aannamen – of het nu gaat om materialen, systemen, vermogen of schaal. En onthoud: u hoeft niet alles zelf te bouwen. Zoek goede mentoren en partners in de industrie om u te helpen bij het navigeren van de uitdagingen. Samenwerken, itereren en focussen op het oplossen van echte wereldproblemen. De wereld heeft technologie nodig die niet alleen presteert, maar ook duurzaam is.

Bedankt voor het geweldige interview en voor het werken aan duurzaamheid en datacenters, lezers die meer willen leren, moeten NLM Photonics bezoeken.