Brad Booth, VD för NLM Photonics – Intervjuserie

Brad Booth är VD för NLM Photonics och en veteran inom datacenterutveckling, med ledande roller på Microsoft Azure, Meta, Dell och Intel. En grundare av Consortium for On-Board Optics och bidragsgivare till IEEE Ethernet-standarden, har han länge brottats med kundbehov, branschstandarder och innovativa lösningar.

NLM Photonics utvecklar hybridorganiska elektro-optiska material som kan minska AI-datacenterens nätverksenergianvändning med upp till 50%. Deras Selerion-HTX-plattform levererar mer bandbredd med mindre energi, vilket möjliggör mindre och mer effektiva fotoniska kretsar för hållbar, högpresterande databehandling.

Du har haft en lång resa – från Meta, Azure och Microsoft till att grunda Consortium for OnBoard Optics, och nu leder du NLM Photonics. Vad motiverar dig personligen att fokusera på att förbättra datacenterens energianvändning?

Större delen av min karriär har fokuserat på kommunikation och anslutning, från att arbeta med telefoner på Bell-Northern Research till att arbeta med nätverksarkitektur på Microsoft och lansera branschinitiativ som Ethernet Alliance, Consortium for On-Board Optics och Ultra Ethernet Consortium. Jag har sett hur modern databehandling hänger samman med hur vi flyttar data.

AI:s uppkomst har medfört enorma möjligheter, men har också ökat datamängden som flyttas. Fotonik har blivit kritiskt viktig i dagens datacenter och har en allt större inverkan på den energi som används inom dessa datacenter. Det som motiverar mig är möjligheten att fundamentalt förändra fotonikindustrins bana för att leverera bättre prestanda med mindre energiförbrukning. Det var det som drog mig till NLM Photonics. Vi förbättrar inte bara datacenterens energieffektivitet, vi omformar vad som är möjligt på materialnivå för att jämna ut banan.

Vi har hört att du och din fru lever hållbart – med boskap och insamling av regnvatten utanför nätet. Hur har dessa värderingar format din ledning och NLM:s uppdrag?

När min fru och jag flyttade tillbaka till Austin, TX 2007, köpte vi ett hem på 2,5 hektar som var 100% beroende av ett regnvattensamlingssystem. Det var katalysatorn för att vi skulle sträva efter större hållbarhet. Vi bestämde oss för att ha mjölkgetter, kycklingar och guineafowl samt en växthus och trädgård, och jag byggde hönshuset och getstallet för att vara helt utanför nätet med sitt eget vattensamlingssystem. Vi byggde också till huset för att uppnå en Austin Energy 5-stjärnig klassificering. Det var en utmärkt möjlighet att lära sig om hållbarhet och hur energieffektivitet mäts. Vi har använt det vi lärt oss från det för att försöka införliva det i varhelst vi bor. Det kan vara utmanande, men det har definitivt medfört en medvetenhet om hur en enda person kan ha en inverkan.

NLM:s nya material sägs kunna minska nätverksenergianvändningen med upp till 50% och leverera mycket mer bandbredd. Kan du förklara, på ett enkelt sätt, hur denna teknik fungerar och varför det är ett genombrott?

Traditionella kisel-fotoniska modulatorer förlitar sig på vad som kallas en carrier-depletionseffekt för att ändra fasen eller intensiteten hos ljuset som passerar genom modulatorns vågledare. När datahastigheter ökar, kräver moduleringen mer kraft men resulterar också i signalens kvalitetsförsämring. Över 200 Gb/s är traditionell kisel-fotonik inte längre livskraftig på grund av signalens kvalitet och effektkrav.

Hos NLM har vi utvecklat en fundamentalt annorlunda lösning. Vi ersätter kiseldioxiden i vågledaren med våra organiska elektro-optiska material; detta tillåter modulatorer att fungera mer effektivt och i en mindre fotavtryck än kisel ensam. Den mindre fotavtrycket och den höga elektro-optiska känsligheten hos NLM:s material översätter till högre bandbredd, lägre drivspänning och fler fotoniska integrerade kretsar (PIC) per skiva, allt medan stabiliteten upprätthålls vid temperaturer över 120°C.

Vi ber inte fabrikerna att ändra hela sin infrastruktur. Vår hybridmetod är ett eftertillverkningssteg som inte stör standardtillverkningsflöden. Vår 1,6T DR8 PIC tillverkad på Advanced Micro Foundry (AMF) krävde ingen specialverktyg, och NLM utförde efterbearbetningen på vår anläggning. Till sist kommer NLM:s efterbearbetning att överföras till våra partners för att möjliggöra högvolymtillverkning. NLM:s mål är att möjliggöra för framtida fotoniska enheter att skala sin prestanda utan att överskrida effektbudgetar.

NLM samarbetar med en rad chip-tillverkare och hårdvaruföretag. Vem samarbetar du med just nu, och hur hjälper dessa relationer er att skala upp?

Vi samarbetar med ett fantastiskt nätverk av partners inom fotonik- och halvledarekosystemet. Offentligt har vi diskuterat vårt samarbete med AMF, Enosemi och Centera på vår 1,6T DR8 PIC, men vi har också samarbetat med våra investerare och andra inom branschen. Dessa samarbeten hjälper till att validera vår teknik genom tredje parter i reala system och accelererar vår väg mot skalbar tillverkning. När vi gör framsteg med våra partners planerar vi att dela fler resultat med branschen.

AI-datacenter använder en enorm mängd energi – särskilt för nätverk. Om NLM:s teknik blir allmänt antagen, vilken slags verklig inverkan kunde det ha?

Om den distribueras i stor skala kunde vår teknik minska nätverksenergianvändningen i AI-datacenter med upp till 50%. Det är massivt när man betänker att fotonik kan stå för 20-40% av ett datacenters totala effektförbrukning. I ett AI-datacenter kunde vår teknik minska datacenterens totala effektförbrukning med upp till 15%.

När datacenterleverantörer och hyperscalers försöker skala upp och växa, oavsett om det är för att stödja AI eller inte, kan minskad effektförbrukning av fotonik i datacenteren tillåta dem att expandera kapaciteten i befintliga anläggningar, vilket saktar ner behovet av att bygga nya anläggningar. Det är en väg till hållbar tillväxt när energi har blivit den begränsande faktorn.

Hur passar er teknik in i nästa generation av hårdvara som används i AI-system? Utformar ni för befintlig utrustning eller för nya typer av system som fortfarande är under utveckling?

Båda. NLM:s lösningar passar in i nästa generation av AI- och datacenterhårdvara, börjande med 200 Gb/s per våglängd och skalar till 400 Gb/s per våglängd med våra kisel-organiska hybrid (SOH) PIC:er. NLM har också tillhandahållit teknik för plasmoniska organiska hybrid (POH) PIC:er som de som utvecklats av Polariton Technologies. Dessa PIC:er har uppnått rekordhög elektro-optisk känslighet för applikationer som kräver frekvenser i terahertz-området. NLM arbetar också med en kund inom kvantberäkningsområdet, eftersom vår teknik kan ställas in för lägre förlust.

Ser du er teknik som användbar utöver AI – till exempel i framtida kvantberäkning eller rymdbaserad kommunikation?

Absolut. Vi har redan sett lovande resultat i kvanttillämpningar med vår kvantkund, där våra material levererar rena, stabila signaler även vid kryogena temperaturer. NLM:s lösningar är väl lämpade för satellit- och rymdbaserade system där storlek, vikt och effekt är kritiska. NLM har fått statliga bidrag från NASA och flygvapnet (AFWERX) på grund av fördelarna med vår teknik. Den flexibilitet som vår teknik erbjuder öppnar många gränser.

Vad är nästa steg för er produktlinje, Selerion? Arbetar ni med versioner anpassade för specifika branscher som telekom eller edge-databehandling?

Vi har just meddelat Selerion-BHX, som är speciellt utformad för ultra-hög bandbredd och små formfaktorapplikationer som optisk I/O och satellitkommunikation. Det levererar rekordhög moduleringsverkningsgrad och öppnar dörren för system som opererar vid 400 Gbps och bortom. Vi har möjlighet att anpassa våra material för specifika vertikaler, från telekom till försvar, eftersom en storlek inte passar alla. Vi har också icke-korslänkad teknik som vi säljer till forsknings- och akademiska institutioner.

Er samarbetar med forskare från universitet som UW och ETH Zurich. Vad är på gång, och kan ni dela några spännande utvecklingar som vi bör hålla utkik efter?

Vi bygger vidare på decennier av grundläggande arbete vid University of Washington, och vårt team har samarbetat med världsklassiga laboratorier och forskningsinstitutioner. Några av de mest spännande utvecklingarna involverar nya generationer av våra elektro-optiska material som trycker ännu längre på hastighet, stabilitet och effekteffektivitet. Vi kommer gärna att dela mer när vi kan offentliggöra det.

Du har tidigare hjälpt till att forma viktiga tekniska standarder. Hur viktigt är det för nya material som era att passa in i globala branschstandarder?

Det är avgörande. Antagande hänger samman med kompatibilitet, och branschen behöver lita på att nya material kommer att passa in i befintliga ekosystem. Därför fokuserar vi på kompatibilitet med standard kisel-fabriker och varför vi engagerar oss med standardiseringsorgan. Vårt mål är att göra det enkelt för partners att anta vår teknik utan att behöva omverktyga hela sin process.

Vad råd skulle du ge till unga ingenjörer eller startup-grundare som vill arbeta med hållbara, högpresterande tekniker?

Var inte rädd för att utmana status quo. Många genombrott kommer från att ompröva antaganden – antingen det gäller material, system, effekt eller skala. Och kom ihåg: du behöver inte bygga allt själv. Hitta bra mentorer och partners inom branschen för att hjälpa dig navigera utmaningarna. Samarbeta, iterera och fokusera på att lösa verkliga flaskhalsar. Världen behöver teknik som inte bara presterar utan också är hållbar. Tack för den underbara intervjun och för att arbeta med hållbarhet och datacenter, läsare som vill lära sig mer kan besöka NLM Photonics.