Brad Booth, CEO da NLM Photonics – Série de Entrevistas

Brad Booth é o CEO da NLM Photonics e um veterano em evolução de data centers, com cargos de liderança na Microsoft Azure, Meta, Dell e Intel. Fundador do Consortium for On-Board Optics e colaborador dos padrões IEEE Ethernet, ele há muito tempo conecta as necessidades dos clientes, os padrões do setor e soluções inovadoras.

Fotônica NLM desenvolve materiais eletro-ópticos orgânicos híbridos que reduzem o consumo de energia da rede de data centers de IA em até 50%. Sua plataforma Selerion-HTX oferece mais largura de banda com menos energia, permitindo circuitos fotônicos menores e mais eficientes para computação sustentável e de alto desempenho.

Você teve uma longa jornada — da Meta, Azure e Microsoft à fundação do Consórcio para a OnBoard Optics, e agora à frente da NLM Photonics. O que o motiva pessoalmente a se concentrar na melhoria do uso de energia em data centers?

A maior parte da minha carreira se concentrou em comunicações e conectividade, desde o trabalho com aparelhos telefônicos na Bell-Northern Research até o trabalho com arquiteturas de rede na Microsoft e o lançamento de consórcios do setor como a Ethernet Alliance, o Consortium for On-Board Optics e o Ultra Ethernet Consortium. Vi em primeira mão como a computação moderna depende de como movimentamos os dados.

A ascensão da IA trouxe imensa capacidade, mas também aumentou o volume de dados transferidos. A fotônica tornou-se extremamente importante nos data centers atuais e está tendo um impacto crescente na porcentagem de energia utilizada nesses data centers. O que me motiva é a oportunidade de mudar fundamentalmente a trajetória da indústria fotônica para oferecer melhor desempenho com menor consumo de energia. Foi isso que me atraiu para a NLM Photonics. Não estamos apenas melhorando a eficiência energética de um data center; estamos remodelando o que é possível no nível material para achatar a trajetória.

Soubemos que você e sua esposa vivem de forma sustentável — criando gado e coletando água da chuva da rede elétrica. Como esses valores moldaram sua liderança e a missão da NLM?

Quando minha esposa e eu nos mudamos de volta para Austin, Texas, em 2007, compramos uma casa de 2.5 acres que dependia 100% de um sistema de coleta de água da chuva. Isso foi o catalisador para buscarmos maior sustentabilidade. Decidimos ter cabras leiteiras, galinhas e pintadas, além de uma estufa e um jardim, e eu construí o galinheiro e o estábulo das cabras completamente independentes da rede elétrica, com seu próprio sistema de coleta de água. Também construímos um anexo à casa que recebeu a classificação 5 estrelas da Austin Energy. Foi uma ótima oportunidade para aprender sobre sustentabilidade e como a eficiência energética é medida. Usamos o que aprendemos com isso para tentar incorporar isso em todos os lugares em que vivemos. Pode ser desafiador, mas certamente nos trouxe a consciência de como até mesmo uma pessoa pode ter um impacto.

Dizem que os novos materiais da NLM reduzem o consumo de energia da rede em até 50% e oferecem muito mais largura de banda. Você pode explicar, em termos simples, como essa tecnologia funciona e por que ela é tão inovadora?

Os moduladores fotônicos de silício tradicionais dependem do que é conhecido como efeito de depleção de portadora para alterar a fase ou a intensidade da luz que passa pelo guia de ondas do modulador. À medida que as taxas de dados aumentam, a capacidade de modulação requer maior potência, mas também resulta em degradação da qualidade do sinal. Acima de 200 Gb/s, os moduladores fotônicos de silício tradicionais não são mais considerados viáveis devido à qualidade do sinal e aos requisitos de potência.

Na NLM, desenvolvemos uma solução fundamentalmente diferente. Substituímos o óxido de silício no guia de ondas por nossos materiais eletro-ópticos orgânicos; isso permite que os moduladores operem de forma mais eficiente e em um espaço menor do que o silício sozinho. Esse espaço menor e a alta responsividade eletro-óptica dos materiais da NLM se traduzem em maior largura de banda, tensões de acionamento mais baixas e mais circuitos integrados fotônicos (PICs) por wafer, mantendo a estabilidade em temperaturas acima de 120 °C.

Não estamos pedindo às fábricas que alterem toda a sua infraestrutura. Nossa abordagem híbrida é uma etapa de pós-fabricação que não interrompe os fluxos de fabricação padrão. Nosso PIC DR1.6 de 8T, fabricado na Advanced Micro Foundry (AMF), não exigiu ferramentas especiais, e a NLM realizou o pós-processamento em nossa fábrica. Eventualmente, o pós-processamento realizado pela NLM será transferido para nossos parceiros para permitir a fabricação em larga escala. O objetivo da NLM é permitir que futuros dispositivos fotônicos escalem seu desempenho sem estourar os orçamentos de energia.

A NLM trabalha com diversas empresas de fabricação de chips e hardware. Com quem vocês estão colaborando atualmente e como esses relacionamentos estão ajudando vocês a crescer?

Estamos trabalhando com uma grande rede de parceiros em todo o ecossistema de fotônica e semicondutores. Discutimos publicamente nossa colaboração com AMF, Enosemi e Centera em nosso 1.6T DR8 PIC, mas também temos colaborado com nossos investidores e outros profissionais do setor. Essas colaborações ajudam a validar nossa tecnologia por meio de terceiros em sistemas reais e aceleram nosso caminho para a fabricação escalável. À medida que progredimos com nossos parceiros, planejamos compartilhar mais resultados com o setor.

Os data centers de IA consomem uma quantidade enorme de energia, especialmente para redes. Se a tecnologia da NLM for amplamente adotada, que tipo de impacto no mundo real ela poderá ter?

Se implementada em larga escala, nossa tecnologia poderá reduzir o consumo de energia da rede em data centers de IA em até 50%. Isso é enorme, considerando que a fotônica pode ser responsável por 20% a 40% da energia total de um data center. Em um data center de IA, nossa tecnologia poderá reduzir os requisitos gerais de energia do data center em até 15%.

À medida que provedores de data centers e hiperescaladores buscam escalar e crescer, independentemente de oferecerem ou não suporte à IA, reduzir o consumo de energia da fotônica nos data centers pode permitir que eles expandam a capacidade das instalações existentes, reduzindo a necessidade de construção de novas. É um caminho para o crescimento sustentável em um momento em que a energia se tornou o fator determinante.

Como sua tecnologia se encaixa na próxima geração de hardware usada em sistemas de IA? Você está projetando para equipamentos existentes ou para novos tipos de sistemas que ainda estão surgindo?

Ambas. As soluções da NLM se adaptam à IA de última geração e ao hardware de data center, começando com 200 Gb/s por comprimento de onda e escalando para 400 Gb/s por comprimento de onda com nossos PICs híbridos orgânicos de silício (SOH). A NLM também forneceu tecnologia para PICs híbridos orgânicos plasmônicos (POH), como os desenvolvidos pela Polariton Technologies. Esses PICs têm atingiu recorde de responsividade eletro-óptica para aplicações que exigem frequências na faixa de terahertz. A NLM também está trabalhando com um cliente na área de computação quântica, pois nossa tecnologia pode ser ajustada para perdas menores.

Você vê sua tecnologia sendo útil além da IA, como na computação quântica do futuro ou nas comunicações espaciais?

Com certeza. Já vimos resultados promissores em aplicações quânticas com nosso cliente quântico, onde nossos materiais fornecem sinais limpos e estáveis, mesmo em temperaturas criogênicas. As soluções da NLM são adequadas para sistemas baseados em satélites e no espaço, onde tamanho, peso e potência são cruciais. A NLM recebeu subsídios governamentais da NASA e da Força Aérea (AFWERX) devido aos benefícios de nossa tecnologia. A versatilidade de nossa tecnologia abre muitas fronteiras.

O que vem por aí para sua linha de produtos, Selerion? Vocês estão trabalhando em versões adaptadas para setores específicos, como telecomunicações ou computação de ponta?

Acabamos de anunciar o Selerion-BHX, projetado especificamente para aplicações de ultra-alta largura de banda e formato compacto, como E/S ópticas e comunicações via satélite. Ele oferece eficiência de modulação recorde e abre caminho para sistemas que operam a 400 Gbps e além. Temos a capacidade de adaptar nossos materiais para setores específicos, de telecomunicações a defesa, pois não há uma solução única para todos. Também temos tecnologia não reticulável que vendemos para instituições acadêmicas e de pesquisa.

Você está trabalhando com pesquisadores de universidades como a UW e a ETH Zurique. O que está por vir? Pode compartilhar algum desenvolvimento interessante que devemos observar?

Estamos construindo sobre décadas de trabalho fundamental na Universidade de Washington, e nossa equipe tem colaborado com laboratórios e instituições de pesquisa de classe mundial. Alguns dos desenvolvimentos mais empolgantes envolvem novas gerações de nossos materiais eletro-ópticos que impulsionam ainda mais a velocidade, a estabilidade e a eficiência energética. Teremos prazer em compartilhar mais informações quando pudermos divulgá-las publicamente.

Você ajudou a moldar padrões tecnológicos importantes no passado. Qual a importância de novos materiais como os seus se adequarem aos padrões globais da indústria?

É crucial. A adoção depende da interoperabilidade, e a indústria precisa confiar que os novos materiais se encaixarão nos ecossistemas existentes. É por isso que nos concentramos na compatibilidade com fábricas de silício padrão e nos envolvemos com órgãos de normalização. Nosso objetivo é facilitar a adoção da nossa tecnologia pelos parceiros sem a necessidade de reestruturar todo o processo.

Que conselho você daria a jovens engenheiros ou fundadores de startups que desejam trabalhar em tecnologias sustentáveis e de alto impacto?

Não tenha medo de desafiar o status quo. Muitos avanços surgem da revisão de premissas — sejam elas sobre materiais, sistemas, energia ou escala. E lembre-se: você não precisa construir tudo sozinho. Encontre bons mentores e parceiros no setor para ajudá-lo a superar os desafios. Colabore, itere e concentre-se em resolver gargalos do mundo real. O mundo precisa de tecnologia que não apenas tenha desempenho, mas também seja sustentável.

Obrigado pela ótima entrevista e por trabalhar em sustentabilidade e data centers, os leitores que desejam saber mais devem visitar Fotônica NLM.