Brad Booth, CEO da NLM Photonics – Série de Entrevistas

Brad Booth é o CEO da NLM Photonics e um veterano na evolução de centros de dados, com funções de liderança na Microsoft Azure, Meta, Dell e Intel. Fundador do Consórcio para Óptica a Bordo e contribuinte para os padrões Ethernet da IEEE, ele tem longamente conectado as necessidades dos clientes, os padrões da indústria e soluções inovadoras.

NLM Photonics desenvolve materiais híbridos orgânicos eletro-ópticos que cortam o uso de energia da rede de centros de dados de AI por até 50%. Sua plataforma Selerion-HTX entrega mais largura de banda com menos energia, permitindo circuitos fotônicos menores e mais eficientes para computação de alto desempenho sustentável.

Você teve uma jornada incrível – desde a Meta, Azure e Microsoft até fundar o Consórcio para Óptica a Bordo, e agora liderar a NLM Photonics. O que o motiva pessoalmente a se concentrar em melhorar o uso de energia dos centros de dados?

Grande parte da minha carreira se concentrou em comunicações e conectividade, desde trabalhar em aparelhos de telefone na Bell-Northern Research até trabalhar em arquiteturas de rede na Microsoft e lançar consórcios da indústria como a Ethernet Alliance, Consórcio para Óptica a Bordo e Consórcio Ultra Ethernet. Eu vi de perto como a computação moderna depende de como movemos dados.

O surgimento da IA trouxe uma capacidade imensa, mas também aumentou o volume de dados sendo movidos. A fotônica se tornou criticamente importante nos centros de dados de hoje e está tendo um impacto crescente na porcentagem de energia usada dentro desses centros de dados. O que me motiva é a oportunidade de fundamentalmente mudar a trajetória da indústria de fotônica para entregar melhor desempenho com menos consumo de energia. É isso que me atraiu para a NLM Photonics. Nós não estamos apenas melhorando a eficiência energética de um centro de dados; estamos redefinindo o que é possível no nível do material para achatar a trajetória.

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

Quando minha esposa e eu nos mudamos para Austin, TX em 2007, compramos uma casa em 2,5 acres que era 100% dependente de um sistema de coleta de água da chuva. Foi o catalisador para nos esforçarmos para uma maior sustentabilidade. Decidimos ter cabras leiteiras, galinhas e aves de capoeira, bem como um galinheiro e um galpão para cabras completamente fora da rede, com seu próprio sistema de coleta de água. Também construímos uma extensão da casa que alcançou uma classificação de 5 estrelas da Austin Energy. Foi uma ótima oportunidade para aprender sobre sustentabilidade e como a eficiência energética é medida. Usamos o que aprendemos disso para tentar incorporar isso em todos os lugares onde vivemos. Pode ser desafiador, mas certamente trouxe uma consciência de como uma pessoa pode ter um impacto.

Os novos materiais da NLM são ditos para cortar o uso de energia da rede por até 50% e entregar muito mais largura de banda. Você pode explicar, em termos simples, como essa tecnologia funciona e por que é uma quebra de paradigma?

Os moduladores de fotônica de silício tradicionais dependem do que é conhecido como efeito de depleção de portador para alterar a fase ou intensidade da luz que passa pelo guia de onda do modulador. À medida que as taxas de dados aumentam, a capacidade de modulação requer mais energia, mas também resulta em degradação da qualidade do sinal. Acima de 200 Gb/s, a fotônica de silício tradicional não é mais considerada viável devido à qualidade do sinal e aos requisitos de energia.

Na NLM, desenvolvemos uma solução fundamentalmente diferente. Substituímos o óxido de silício no guia de onda por nossos materiais eletro-ópticos orgânicos; isso permite que os moduladores operem de forma mais eficiente e em uma pegada menor do que o silício sozinho. Essa pegada 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, tudo isso mantendo a estabilidade em temperaturas acima de 120°C.

Não estamos pedindo que as fábricas mudem toda a sua infraestrutura. Nossa abordagem híbrida é uma etapa pós-manufatura que não interrompe os fluxos de manufatura padrão. Nosso PIC de 1,6T DR8 fabricado na Advanced Micro Foundry (AMF) não exigiu ferramentas especiais, e a NLM realizou o pós-processamento em nossas instalações. Eventualmente, o pós-processamento que a NLM realiza será transferido para nossos parceiros para permitir a manufatura em alta volume. O objetivo da NLM é permitir que os dispositivos fotônicos futuros escalonem seu desempenho sem ultrapassar os orçamentos de energia.

A NLM trabalha com uma variedade de empresas de fabricação de chips e hardware. Com quem você está colaborando agora, e como essas relações estão ajudando a escalar?

Estamos trabalhando com uma rede fantástica de parceiros em todo o ecossistema de fotônica e semicondutor. Publicamente, discutimos nossa colaboração com a AMF, Enosemi e Centera em nosso PIC de 1,6T DR8, mas também estamos colaborando com nossos investidores e outros na indústria. Essas colaborações ajudam a validar nossa tecnologia por meio de terceiros em sistemas do mundo real e aceleram nosso caminho para a manufatura escalável. À medida que fazemos progressos com nossos parceiros, planejamos compartilhar mais resultados com a indústria.

Os centros de dados de IA usam uma enorme quantidade de energia – especialmente para rede. Se a tecnologia da NLM for amplamente adotada, qual pode ser o impacto no mundo real?

Se implantada em escala, nossa tecnologia pode cortar o uso de energia da rede em centros de dados de IA por até 50%. Isso é massivo quando se considera que a fotônica pode representar 20-40% do uso total de energia de um centro de dados. Em um centro de dados de IA, nossa tecnologia pode reduzir os requisitos de energia do centro de dados como um todo por até 15%.

À medida que os provedores de centros de dados e os hyperscalers buscam escalar e crescer, seja para suportar a IA ou não, reduzir o consumo de energia da fotônica nos centros de dados pode permitir que eles expandam a capacidade em instalações existentes, retardando a necessidade de construir novas instalações. É um caminho para o crescimento sustentável em um momento em que a energia se tornou o fator limitante.

Como a 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?

ambos. As soluções da NLM se encaixam na próxima geração de hardware de IA e centros de dados, começando com 200Gb/s por comprimento de onda e escalando para 400Gb/s por comprimento de onda com nossos PICs híbridos de silício orgânico (SOH). A NLM também forneceu tecnologia para PICs híbridos orgânicos de plasmônica (POH) como os desenvolvidos pela Polariton Technologies. Esses PICs alcançaram responsividade eletro-óptica de registro para aplicações que exigem frequências na faixa de terahertz. A NLM também está trabalhando com um cliente no espaço de computação quântica, porque nossa tecnologia pode ser sintonizada para perda mais baixa.

Você vê sua tecnologia sendo útil além da IA – como em computação quântica futura ou comunicações baseadas em espaço?

Absolutamente. Já vimos resultados promissores em aplicações quânticas com nosso cliente quântico, onde nossos materiais entregam sinais limpos e estáveis, mesmo em temperaturas criogênicas. As soluções da NLM são bem adaptadas para sistemas baseados em satélite e espaço, onde tamanho, peso e energia são críticos. A NLM teve subvenções governamentais com a NASA e a Força Aérea (AFWERX) devido aos benefícios de nossa tecnologia. A versatilidade de nossa tecnologia abre muitas fronteiras.

O que está por vir para sua linha de produtos, Selerion? Você está trabalhando em versões personalizadas para setores específicos, como telecomunicações ou computação de borda?

Acabamos de anunciar o Selerion-BHX, projetado especificamente para aplicações de banda de alta largura e fator de forma pequeno, como I/O óptico e comunicações por satélite. Ele entrega eficiência de modulação de quebra de recordes e abre a porta para sistemas que operam a 400Gbps e além. Temos a capacidade de personalizar nossos materiais para verticais específicos, desde telecomunicações até defesa, porque um tamanho não se encaixa em todos. Também temos tecnologia não cruzável que vendemos para instituições de pesquisa e acadêmicas.

Você está trabalhando com pesquisadores de universidades como UW e ETH Zurich. O que está no pipeline, e pode compartilhar algum desenvolvimento emocionante que devemos assistir?

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 emocionais envolvem novas gerações de nossos materiais eletro-ópticos que empurram ainda mais a velocidade, estabilidade e eficiência de energia. Estamos ansiosos para compartilhar mais quando pudermos divulgar publicamente.

Você ajudou a moldar padrões de tecnologia importantes no passado. Quão importante é para novos materiais como os seus se encaixarem nos padrões globais da indústria?

É crítico. 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 as fábricas de silício padrão e por isso nos envolvemos com os órgãos de padronização. Nosso objetivo é tornar fácil para os parceiros adotarem nossa tecnologia sem retoolar todo o seu processo.

Qual 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. Muitas quebras de paradigma vêm de revisitar suposições – seja sobre materiais, sistemas, energia ou escala. E lembre-se: você não precisa construir tudo sozinho. Encontre bons mentores e parceiros na indústria para ajudá-lo a navegar os desafios. Colabore, itere e concentre-se em resolver gargalos do mundo real. O mundo precisa de tecnologia que não apenas execute, mas também sustente.

Obrigado pela grande entrevista e por trabalhar na sustentabilidade e nos centros de dados, leitores que desejam aprender mais devem visitar NLM Photonics.