Σε μια μελέτη για τη βιομηχανία φωτονικών, η International Society for Optical Engineering (SPIE) κατέληξε σε ένα συμπέρασμα: τέσσερις χώρες - Κίνα, Ηνωμένες Πολιτείες, Γερμανία και Ιαπωνία, παράγουν σχεδόν το 75% των φωτονικών συστατικών στον κόσμο. Και ο Καναδάς, με τη βαθιά βάση της έρευνας και των βιομηχανικών δυνατοτήτων του, συνεχίζει να ανταγωνίζεται για το παγκόσμιο μερίδιο αγοράς σε αυτόν τον τομέα.
Με γεωγραφική έκταση 9.984.670 τετραγωνικών χιλιομέτρων, ο Καναδάς είναι δεύτερος μόνο μετά τη Ρωσία και την Ανταρκτική. Σε αντίθεση με τη Λιθουανία, η οποία είναι γνωστή για τη «μικρή αλλά όμορφη» βιομηχανία υπερταχείας τεχνολογίας λέιζερ, ο Καναδάς φαίνεται να είναι ισχυρός σε ποικίλα πεδία φωτονικής - τόσο από άποψη ερευνητικών δυνατοτήτων και υποδομών, όσο και από άποψη βιομηχανικής-ακαδημαϊκής δραστηριότητας συμπλέγματος.
Σύμφωνα με την Canadian Photonics Society (CPC), η χώρα διαθέτει περισσότερες από 400 εταιρείες σε αυτόν τον τομέα, που απασχολούν περισσότερα από 20,000 άτομα συνολικά και αποφέρουν περίπου 4,6 δισεκατομμύρια δολάρια σε ετήσια έσοδα για τη χώρα. Έχει μέσο ρυθμό ανάπτυξης 10% σε αυτόν τον τομέα και εξάγει το 65% των προϊόντων που αναπτύσσει στην παγκόσμια αγορά. Δεν είναι αδύνατο όταν πρόκειται για ερευνητικές δυνατότητες, με περισσότερα από δώδεκα ερευνητικά ιδρύματα να επικεντρώνονται στη συμμετοχή σε έρευνα φωτονικής.
Η βιομηχανία της φωτονικής έχει μακρά παράδοση σε αυτή τη χώρα και παρουσιάζει μια πολύ ενεργή επιχειρηματική σκηνή.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία που έχουν συγκεντρωθεί από δεδομένα του παρελθόντος, ο Καναδάς διαδραματίζει πρωτοποριακό ρόλο στον παγκόσμιο τομέα φωτονικής τα τελευταία 60 χρόνια. Για παράδειγμα, η Bell Northern Research εγκατέστησε το πρώτο δίκτυο οπτικών ινών το 1976, σημειώνοντας έτσι σημαντική πρόοδο βασισμένη σε μια δεκαετία έρευνας στις οπτικές ίνες. Αυτή η έρευνα δημιούργησε αργότερα μια θρυλική spin-off εταιρεία που γρήγορα εξελίχθηκε σε παγκόσμιο παίκτη στον κλάδο των τηλεπικοινωνιών: την Nortel Networks Corporation.
Η Nortel Networks είναι ένας καναδικός "εθνικός θησαυρός" - αν και διαλύθηκε σε μια μακρά διαδικασία πτώχευσης που ξεκίνησε το 2009, η τεχνολογική κληρονομιά και η νοοτροπία της συνεχίζουν να έχουν βαθύ αντίκτυπο στην οικολογία της βιομηχανίας οπτοηλεκτρονικών του Καναδά: σήμερα, στην καναδική βιομηχανία οπτοηλεκτρονικών , είναι πιθανό να βρείτε μια εταιρεία που έχει σημαντικό αντίκτυπο στον κλάδο. Η βιομηχανία οπτοηλεκτρονικών του Καναδά μπορεί να βρεθεί σε μια σειρά από μικρές και μεσαίες επιχειρήσεις (ΜΜΕ) που έχουν τις ρίζες τους στην εποχή του Nortel.
Εκτός από αυτές τις ΜΜΕ, ο τομέας της φωτονικής στον Καναδά υποστηρίζεται από ένα πλήρες οικοσύστημα πανεπιστημίων, ερευνητικών ιδρυμάτων, εγχώριων και διεθνών προμηθευτών και συνεργαζόμενων εταιρειών. Αυτό το οικοσύστημα είναι ιδιαίτερα ενεργό μεταξύ του Κεμπέκ και της Οτάβας και παρέχει ισχυρή υποστήριξη για έρευνα και ανάπτυξη φωτονικής στον Καναδά.
Το Οντάριο είναι γνωστό για τη βιοφωτονική, ενώ το Κεμπέκ είναι γνωστό για την ανίχνευση. Η περιοχή της Οττάβα, παραδοσιακά το κέντρο της βιομηχανίας φωτονικής του Οντάριο, φιλοξενεί γνωστές εταιρείες επικοινωνιών όπως η Nortel, η JDS Uniphase, η Cisco και η Alcatel-Lucent Canada. Η βιομηχανία φωτονικών στο Κεμπέκ κυριαρχείται από μικρές και μεσαίες εταιρείες που είναι πολύ διαφορετικές και καλύπτουν πολλούς τομείς εφαρμογής.
Μια ζωντανή επιστήμη και επιχειρηματική σκηνή
Ανεξάρτητα από ποια οπτική γωνία ή επίπεδο το κοιτάξετε, ένα πράγμα είναι ξεκάθαρο - η καναδική βιομηχανία φωτονικής όχι μόνο έχει μακρά παράδοση, αλλά έχει επίσης μεγάλη εστίαση στο μέλλον.
Στην πραγματικότητα, οι Καναδοί έχουν από καιρό συσχετίσει τα λέιζερ με τις οπτικές ίνες. Από τα τέλη της δεκαετίας του 1960, η καναδική έρευνα και βιομηχανία έχουν συμβάλει σημαντικά στην επανάσταση των τηλεπικοινωνιών που βασίζονται σε ίνες και λέιζερ. Αξίζει να σημειωθεί ότι το πρώτο λέιζερ CO2 στον κόσμο, προέρχεται επίσης από το Κεμπέκ του Καναδά. στα τέλη της δεκαετίας του 1960, ο Jacques A. Beaulieu εφηύρε το λέιζερ αερίου υψηλής ισχύος, ή εν συντομία λέιζερ CO2 TEA, το οποίο διεγείρει οριζόντια σε ατμοσφαιρική πίεση. Αυτή η εφεύρεση όχι μόνο απέδειξε την ηγετική θέση του Καναδά στην τεχνολογία λέιζερ, αλλά παρείχε επίσης ένα σημαντικό εργαλείο και πλατφόρμα για τη μετέπειτα έρευνα φωτονικής.
Στο Κεμπέκ, η έρευνα φωτονικής παρακολουθείται και υποστηρίζεται ευρέως: πραγματοποιείται στο Εθνικό Ινστιτούτο Οπτικής του Καναδά (INO), στο Centre d'Optique, de Photonique et de Lumière (COPL) στο Université Laval, στο Centre de Recherche et de Développement de la Défense (DRDC), και σε άλλα οκτώ πανεπιστήμια που βρίσκονται στην περιοχή του Κεμπέκ.
Αυτά τα ινστιτούτα δεν εκπαιδεύουν μόνο την επόμενη γενιά επιστημόνων, αλλά πιέζουν επίσης τα όρια της έρευνας και δημιουργούν πολυάριθμες νεοφυείς επιχειρήσεις - το ένα τρίτο των 220 εταιρειών που συμμετέχουν στη βιομηχανία φωτονικής στο Κεμπέκ είναι λιγότερο από 10 ετών. Αυτές οι 220+ εταιρείες, με τη σειρά τους, αντιπροσωπεύουν το 50% της βιομηχανίας φωτονικών στον Καναδά, η καθεμία από τις οποίες παρέχει φωτονικές εφαρμογές σε 3-4 διαφορετικούς κλάδους.
Μερικές από τις κορυφαίες εταιρείες φωτονικής του Καναδά
Τον Μάρτιο του 2022, η καναδική κυβέρνηση επένδυσε 240 εκατομμύρια καναδικά δολάρια (187 εκατομμύρια δολάρια) για να ενισχύσει τον τομέα ημιαγωγών και φωτονικής της χώρας, ελπίζοντας να βελτιώσει τη θέση της στην παγκόσμια αγορά. Αυτό έγινε βασικό σημείο ανάπτυξης στην ανάπτυξη της φωτονικής του.
Σήμερα, στον τομέα της φωτονικής στον Καναδά, εκτός από τα φωτονικά συστήματα, τα ολοκληρωμένα φωτονικά εξαρτήματα και τις ειδικές ίνες, η τεχνολογία λέιζερ μεσαίου υπέρυθρου είναι μια από τις τεχνολογίες που τραβάει μεγάλη προσοχή. Startups όπως η LumIR Lasers, που ιδρύθηκαν το 2019 με σαφείς και φιλόδοξους στόχους, είναι αφιερωμένες στον εκδημοκρατισμό της τεχνολογίας υπέρυθρων μεσαίων ακτίνων, καθώς και στο να επιφέρουν μια νέα επανάσταση με λέιζερ σε όλους τους βιομηχανικούς τομείς.
Η Femtum, από την άλλη πλευρά, μια εταιρεία που απελευθερώθηκε από το Κέντρο Οπτικής, Φωτονικής και Λέιζερ του Πανεπιστημίου Laval το 2017, σχεδιάζει επίσης να αναπτύξει λέιζερ με μεσαίες υπέρυθρες ίνες στο εύρος μήκους κύματος των 2.{3}}.5 microns, με παλμικά λέιζερ ικανά για νέα μηχανική κατεργασία ακριβείας μη μεταλλικών υλικών, όπως μοτίβο λεπτής μεμβράνης ή μηχανική κατεργασία πολυμερών και ημιαγωγών, για τη βελτίωση της κατασκευής μεταποιητικών βιομηχανιών υψηλής τεχνολογίας, όπως η απόδοση των ημιαγωγών και η απόδοση της επένδυσης.
Συστάδα OPTONIQUE
Σε μια χώρα με τόσο τεράστιο γεωγραφικό χώρο, ο σχηματισμός βιομηχανικών ομάδων είναι μια φυσική εξέλιξη.
Το Pavilion of Optics and Photonics (POP), το οποίο άνοιξε το 2006 στο Πανεπιστήμιο Laval στην πόλη του Κεμπέκ, φιλοξενεί το Κέντρο Οπτικής, Φωτονικής και Λέιζερ και λειτουργεί ως διοικητικό γραφείο του Καναδικού Ινστιτούτου Φωτονικής Καινοτομίας.
Το Quebec Photonics Network (QPN), ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός προόδου φωτονικής, λειτουργεί ως κόμβος δικτύου και πληροφοριών αφιερωμένος στη συγκέντρωση εταιρειών, κυβερνητικών υπηρεσιών και οργανισμών που εμπλέκονται στη βιομηχανία φωτονικής στην περιοχή.
Το Κέντρο Οπτικής, Φωτονικής και Λέιζερ (COPL) είναι το μεγαλύτερο πανεπιστημιακό ερευνητικό κέντρο του Καναδά στην οπτική/φωτονική.
Το σύμπλεγμα OPTONIQUE Quebec, που ιδρύθηκε το 2017, έχει επίσης γίνει βασικός κόμβος στην ανάπτυξη της βιομηχανίας φωτονικής στον Καναδά. Το cluster συγκεντρώνει συμμετέχοντες από διαφορετικούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων νεοφυών επιχειρήσεων, ΜΜΕ, πολυεθνικών, ερευνητικών ιδρυμάτων και πανεπιστημίων, και δημιουργεί ένα δίκτυο υποστήριξης για τις νεοφυείς επιχειρήσεις να μετακινηθούν από τον ακαδημαϊκό χώρο στην αγορά. Πολλές νέες εταιρείες έχουν περάσει με επιτυχία από τη φάση εκκίνησης στη φάση της κλιμάκωσης και έχουν καθιερωθεί στη διεθνή αγορά.
Κατά μέσο όρο, τα δύο τρίτα των πωλήσεων των εταιρειών-μελών του συμπλέγματος OPTONIQUE προέρχονται από εξαγωγές. Το Κεμπέκ και ο Καναδάς έχουν ένα εντυπωσιακό δίκτυο εμπορικών γραφείων σε όλο τον κόσμο, όπως στο Μόναχο και στο Βερολίνο της Γερμανίας.
Το σύμπλεγμα OPTONIQUE εκθέτει τακτικά τα προϊόντα του σε εμπορικές εκθέσεις όπως το LASER World of PHOTONICS στο Μόναχο της Γερμανίας, με ειδικό τμήμα αφιερωμένο στον Καναδά. Για τις διεθνείς νεοφυείς επιχειρήσεις, υπάρχουν ακόμη και προγράμματα που τους επιτρέπουν να ενσωματωθούν με θερμοκοιτίδες που σχετίζονται με ακαδημαϊκά θέματα, όπως θερμοκοιτίδες και πεντάλ αερίου που επικεντρώνονται αποκλειστικά σε φωτονικές και κβαντικές τεχνολογίες - όπως το Quantino.
Καναδική Φωτονική Κατασκευή Κέντρο (CPFC)
Το CPFC είναι ένα καθαρό χυτήριο ημιαγωγών III-V, το οποίο λειτουργεί από το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά, με προηγμένες τεχνολογίες κατασκευής και μέτρησης.
Ανταποκρινόμενη στο Πρόκληση Πρόκλησης Ημιαγωγών της Κυβέρνησης του Καναδά και στο Πρόγραμμα Αναζωογόνησης CPFC, η CPFC παρέχει τεχνογνωσία και υποδομή σε εταιρείες και ερευνητικά ιδρύματα και αναλαμβάνει τακτικά διεθνή έργα συνεργασίας.
Η ομάδα CPFC, το μόνο δημόσιο χυτήριο σύνθετων ημιαγωγών καθαρού παιχνιδιού στη Βόρεια Αμερική, ειδικεύεται στο σχεδιασμό και την κατασκευή συσκευών από φωσφίδιο του ινδίου (InP), αρσενίδιο του γαλλίου (GaAs), νιτρίδιο γαλλίου (GaN) και άλλα υλικά. Οι υπηρεσίες της περιλαμβάνουν επίσης το σχεδιασμό και την κατασκευή φωτονικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (PIC) και διακριτών φωτονικών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων λέιζερ (DFBs/BHETs), ανιχνευτών, ενισχυτών και διαμορφωτών. Το cPFC διατηρεί μια βιβλιοθήκη επικυρωμένων σχεδίων αναφοράς, συμπεριλαμβανομένων κατασκευασμένων υλοποιήσεων, από τις οποίες μπορούν να αξιοποιηθούν νέες αλυσίδες διεργασιών.
Καναδάς Φωτονική Βιομηχανία Κοινοπραξία (CPIC)
Η Canadian Photonics Industry Consortium (CPIC) είναι ένας επιχειρηματικός οργανισμός ανταλλαγής φωτονικών που καλύπτει ολόκληρη την αλυσίδα αξίας από ερευνητές έως εταιρείες φωτονικών και τελικούς χρήστες. Η αποστολή της είναι να παρέχει ένα δίκτυο τελικών χρηστών, βιομηχανιών φωτονικής, πανεπιστημίων και ιδρυμάτων με στόχο την επιτάχυνση της ανάπτυξης της καναδικής βιομηχανίας μέσω της φωτονικής.
Η κυβέρνηση του Καναδά υποστηρίζει επί του παρόντος την ανάπτυξη τριών κέντρων καινοτομίας που επικεντρώνονται σε (1) κβαντικές τεχνολογίες για επικοινωνίες, τεχνολογίες αισθητήρων ή υπολογιστές, (2) ημιαγωγούς και ψηφιακές τεχνολογίες και (3) μπαταρίες και καθαρές τεχνολογίες. Σε όλους αυτούς τους τομείς, οι νεοφυείς επιχειρήσεις, οι ΜΜΕ και οι μεγάλες εταιρείες προωθούν ενεργά και τοποθετούν φωτονικές λύσεις. Τα κέντρα αυτά διευκολύνουν τη χρηματοδότηση και το επιχειρηματικό κεφάλαιο για νεοφυείς επιχειρήσεις που δραστηριοποιούνται στους παραπάνω τομείς.
Με περισσότερες από 400 εταιρείες φωτονικής, πώς μπορεί ο Καναδάς «να αναπτύξει το οικοσύστημα»;
(Πηγή: Canadian Photonics Consortium; Γραφικό: Wikipedia-Laser)
Οπτική εκπαίδευση και κατάρτιση δεξιοτήτων στον Καναδά
Πολλά καναδικά πανεπιστήμια έχουν ομάδες ή κέντρα φωτονικής. Το Algonquin College στην Οτάβα προσφέρει προγράμματα διπλώματος και πτυχίου, ενώ οι φοιτητές στο Πανεπιστήμιο Laval μπορούν να αποκτήσουν μεταπτυχιακό στη βιοφωτονική. Το Πανεπιστήμιο McMaster στο Χάμιλτον του Οντάριο, έχει πτυχίο στην εφαρμοσμένη μηχανική στη φωτονική, και το Πανεπιστήμιο του Βατερλό στο Βατερλό του Οντάριο, προσφέρει εκπαιδευτικά πιστοποιητικά για επαγγελματίες φωτονικής. Το Brock College στο St. Catharines του Οντάριο προσφέρει ακόμη και πτυχίο στα λέιζερ.
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η φωτονική είναι ένας τομέας που γενικά μαστίζεται από έλλειψη εκπαιδευμένων μηχανικών και τεχνικών. Το CPC λέει ότι το ίδιο ισχύει και στον Καναδά: «Δεν υπάρχει μεγάλη έκθεση στη φωτονική για μαθητές δημοτικού και δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, εκτός από την πανεπιστημιακή εκπαίδευση. "
Μεταφράστηκε με www.DeepL.com/Translator (δωρεάν έκδοση)
