Medzinárodná spoločnosť pre optické inžinierstvo (SPIE) v štúdii o fotonike dospela k záveru: štyri krajiny – Čína, Spojené štáty americké, Nemecko a Japonsko, produkujú takmer 75 % svetových fotonických komponentov. A Kanada so svojou hlbokou základňou výskumu a priemyselných kapacít naďalej súťaží o podiel na globálnom trhu v tejto oblasti.
S geografickou rozlohou 9 984 670 kilometrov štvorcových je Kanada na druhom mieste po Rusku a Antarktíde. Na rozdiel od Litvy, ktorá je známa svojím „malým, ale krásnym“ priemyslom ultrarýchlych laserových technológií, sa Kanada javí ako silná v rôznych oblastiach fotoniky – tak z hľadiska výskumných kapacít a infraštruktúry, ako aj odvetvovo-akademickej klastrovej aktivity.
Podľa Canadian Photonics Society (CPC) sa krajina môže pochváliť viac ako 400 spoločnosťami v tejto oblasti, ktoré celkovo zamestnávajú viac ako 20{2}} ľudí a generujú pre krajinu ročný príjem približne 4,6 miliardy USD. V tejto oblasti dosahuje priemernú mieru rastu 10 % a 65 % produktov, ktoré vyvíja, vyváža na svetový trh. Pokiaľ ide o výskumné kapacity, nie je to žiadna hviezda, pretože viac ako tucet výskumných inštitúcií sa zameriava na účasť na výskume fotoniky.
Odvetvie fotoniky má v tejto krajine dlhú tradíciu a predstavuje veľmi aktívnu podnikateľskú scénu.
Podľa štatistík zostavených z minulých údajov hrá Kanada za posledných 60 rokov priekopnícku úlohu v globálnej fotonike. Napríklad Bell Northern Research nainštaloval prvú optickú sieť v roku 1976, čím dosiahol významný pokrok na základe desaťročného výskumu optických vlákien. Tento výskum neskôr splodil legendárnu spin-off spoločnosť, ktorá sa rýchlo vyvinula na globálneho hráča v telekomunikačnom priemysle: Nortel Networks Corporation.
Nortel Networks je kanadský „národný poklad“ – hoci bol rozpustený v zdĺhavom bankrotovom procese, ktorý sa začal v roku 2009, jeho technologické dedičstvo a spôsob myslenia majú naďalej hlboký vplyv na ekológiu kanadského optoelektronického priemyslu: dnes v kanadskom optoelektronickom priemysle , je možné nájsť spoločnosť, ktorá má významný vplyv na odvetvie. Kanadský optoelektronický priemysel možno nájsť v množstve malých a stredných podnikov (MSP), ktoré majú svoje korene v ére Nortel.
Okrem týchto malých a stredných podnikov je oblasť fotoniky v Kanade podporovaná celým ekosystémom univerzít, výskumných inštitúcií, domácich a medzinárodných dodávateľov a partnerských spoločností. Tento ekosystém je obzvlášť aktívny medzi Quebecom a Ottawou a poskytuje silnú podporu výskumu a vývoju fotoniky v Kanade.
Ontario je známe biofotonikou, zatiaľ čo Quebec je známy snímaním. Región Ottawa, tradične centrum fotonického priemyslu v Ontáriu, je domovom známych komunikačných spoločností ako Nortel, JDS Uniphase, Cisco a Alcatel-Lucent Canada. Odvetviu fotoniky v Quebecu dominujú malé a stredne veľké spoločnosti, ktoré sú veľmi rôznorodé a pokrývajú mnoho oblastí použitia.
Živá vedecká a podnikateľská scéna
Bez ohľadu na to, z akého uhla pohľadu alebo úrovne sa na to pozeráte, jedna vec je jasná – kanadský fotonikový priemysel má nielen dlhú tradíciu, ale aj silné zameranie na budúcnosť.
V skutočnosti Kanaďania už dlho spájajú lasery s optickými vláknami. Od konca 60. rokov 20. storočia kanadský výskum a priemysel významne prispeli k revolúcii v telekomunikáciách založených na vláknach a laseroch. Za zmienku stojí, že prvý CO2 laser na svete tiež vznikol v kanadskom Quebecu. Koncom 60. rokov Jacques A. Beaulieu vynašiel vysokovýkonný plynový laser, skrátene CO2 TEA laser, ktorý budí horizontálne pri atmosférickom tlaku. Tento vynález nielenže demonštroval vedúce postavenie Kanady v laserovej technológii, ale poskytol aj dôležitý nástroj a platformu pre následný výskum fotoniky.
V Québecu je výskum fotoniky široko sledovaný a podporovaný: vykonáva sa v Národnom inštitúte optiky Kanady (INO), Centre d'Optique, de Photonique et de Lumière (COPL) na Université Laval, Centre de Recherche et de Développement de la Défense (DRDC) a na ôsmich ďalších univerzitách v regióne Québec.
Tieto inštitúty nielen školia ďalšiu generáciu vedcov, ale posúvajú aj hranice výskumu a dávajú vznik mnohým startupom – jedna tretina z 220 spoločností zapojených do fotonického priemyslu v Quebecu má menej ako 10 rokov. Týchto 220+ spoločností zasa predstavuje 50 % fotonického priemyslu v Kanade, pričom každá poskytuje fotonické aplikácie v 3-4 rôznych odvetviach.
Niektoré z popredných kanadských fotonických spoločností
V marci 2022 kanadská vláda investovala 240 miliónov kanadských dolárov (187 miliónov dolárov) na posilnenie sektora polovodičov a fotoniky v krajine v nádeji, že zlepší svoju pozíciu na globálnom trhu. Toto sa stalo kľúčovým vývojovým bodom vo vývoji jeho fotoniky.
Dnes je v oblasti fotoniky v Kanade popri fotonických systémoch, integrovaných fotonických komponentoch a špeciálnych vláknach jednou z technológií, ktorým sa venuje veľká pozornosť, technológia stredného infračerveného žiarenia. Startupy ako LumIR Lasers, založené v roku 2019 s jasnými a ambicióznymi cieľmi, sa venujú demokratizácii strednej infračervenej technológie, ako aj prineseniu novej laserovej revolúcie vo všetkých priemyselných odvetviach.
Na druhej strane spoločnosť Femtum, ktorá v roku 2017 vznikla z Centra pre optiku, fotoniku a lasery na Lavalskej univerzite, tiež plánuje vyvinúť stredno-infračervené vláknové lasery v rozsahu vlnových dĺžok 2.8-3,5 mikrónov, s pulznými lasermi schopnými nového presného obrábania nekovových materiálov, ako je vzorovanie tenkých vrstiev alebo obrábanie polymérov a polovodičov, na zlepšenie výroby v high-tech výrobných odvetviach, ako je priepustnosť polovodičov a návratnosť investícií.
OPTONIQUE Cluster
V krajine s takým obrovským geografickým priestorom je vytváranie priemyselných klastrov prirodzeným vývojom.
Pavilón optiky a fotoniky (POP), ktorý bol otvorený v roku 2006 na Laval University v Quebec City, je domovom Centra pre optiku, fotoniku a lasery a slúži ako administratívna kancelária Kanadského inštitútu pre fotonické inovácie.
Quebec Photonics Network (QPN), nezisková organizácia na rozvoj fotoniky, slúži ako sieť a informačné centrum určené na združovanie spoločností, vládnych oddelení a organizácií zapojených do fotonického priemyslu v regióne.
Centrum pre optiku, fotoniku a lasery (COPL) je najväčšie univerzitné výskumné centrum v Kanade v oblasti optiky/fotoniky.
Klaster OPTONIQUE Quebec, založený v roku 2017, sa tiež stal kľúčovým uzlom vo vývoji fotonického priemyslu v Kanade. Klaster spája účastníkov z rôznych oblastí vrátane startupov, malých a stredných podnikov, nadnárodných spoločností, výskumných inštitúcií a univerzít a vytvára podpornú sieť pre startupy, aby mohli prejsť z akademickej sféry na trh. Mnohé mladé spoločnosti úspešne prešli z počiatočnej fázy do fázy scale-up a etablovali sa na medzinárodnom trhu.
V priemere dve tretiny tržieb členských spoločností klastra OPTONIQUE pochádzajú z exportu. Quebec a Kanada majú pôsobivú sieť obchodných zastúpení po celom svete, napríklad v Mníchove a Berlíne v Nemecku.
Klaster OPTONIQUE pravidelne vystavuje svoje produkty na veľtrhoch ako LASER World of PHOTONICS v nemeckom Mníchove so špeciálnou sekciou venovanou Kanade. Pre medzinárodné startupy dokonca existujú programy, ktoré im umožňujú integrovať sa s akademickými inkubátormi, ako sú inkubátory a plynové pedály zamerané výlučne na fotonické a kvantové technológie – ako Quantino.
Canadian Photonics Fabrication Center (CPFC)
CPFC je čistá zlieváreň polovodičov III-V, ktorú prevádzkuje Národná rada pre výskum Kanady, s najmodernejšími výrobnými a meracími technológiami.
V reakcii na výzvu kanadskej vlády Semiconductor Challenge a program revitalizácie CPFC poskytuje CPFC spoločnostiam a výskumným inštitúciám odborné znalosti a infraštruktúru a pravidelne sa podieľa na medzinárodných projektoch spolupráce.
Tím CPFC, jediná verejne prevádzkovaná zlievareň polovodičových zlúčenín s čistou hrou v Severnej Amerike, sa špecializuje na návrh a výrobu zariadení vyrobených z fosfidu india (InP), arzenidu gália (GaAs), nitridu gália (GaN) a ďalších materiálov. Jej služby zahŕňajú aj návrh a výrobu fotonických integrovaných obvodov (PIC) a diskrétnych fotonických zariadení vrátane laserov (DFB/BHET), detektorov, zosilňovačov a modulátorov. cPFC spravuje knižnicu overených referenčných návrhov vrátane vyrobených implementácií, z ktorých možno čerpať nové procesné reťazce.
Kanadské fotonické priemyselné konzorcium (CPIC)
Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC) je obchodne riadená organizácia na výmenu fotoniky, ktorá pokrýva celý hodnotový reťazec od výskumníkov po spoločnosti zaoberajúce sa fotonikou a koncových používateľov. Jej poslaním je poskytovať sieť koncových používateľov, fotonický priemysel, univerzity a inštitúcie s cieľom urýchliť rast kanadského priemyslu prostredníctvom fotoniky.
Kanadská vláda v súčasnosti podporuje rozvoj troch inovačných centier zameraných na (1) kvantové technológie pre komunikáciu, senzorové technológie alebo výpočtovú techniku, (2) polovodiče a digitálne technológie a (3) batérie a čisté technológie. Vo všetkých týchto oblastiach začínajúce podniky, MSP a veľké korporácie aktívne propagujú a umiestňujú fotonické riešenia. Tieto centrá uľahčujú financovanie a rizikový kapitál pre startupy pôsobiace vo vyššie uvedených oblastiach.
Ako môže Kanada s viac ako 400 fotonickými spoločnosťami „rásť ekosystém“?
(Zdroj: Canadian Photonics Consortium; Grafika: Wikipedia-Laser)
Vzdelávanie a školenie o optike v Kanade
Mnohé kanadské univerzity majú fotonické skupiny alebo centrá. Algonquin College v Ottawe ponúka diplomové a bakalárske študijné programy, zatiaľ čo študenti na Laval University môžu získať magisterský titul v biofotonike. McMaster University v Hamiltone, Ontario, má bakalársky titul v odbore aplikované inžinierstvo vo fotonike a University of Waterloo vo Waterloo, Ontario, ponúka vzdelávacie certifikáty pre profesionálov v oblasti fotoniky. Brock College v St. Catharines v Ontáriu dokonca ponúka absolventský certifikát v laseroch.
Celosvetovo je fotonika oblasťou, ktorá je vo všeobecnosti sužovaná nedostatkom vyškolených inžinierov a technikov. CPC tvrdí, že to isté platí aj v Kanade: „Žiaci na základných a stredných školách okrem univerzitného vzdelávania nie sú príliš vystavení fotonike. "
Preložené s www.DeepL.com/Translator (bezplatná verzia)
