Dalam kajian mengenai industri fotonik, Persatuan Antarabangsa untuk Kejuruteraan Optik (SPIE) telah membuat kesimpulan: empat negara - China, Amerika Syarikat, Jerman dan Jepun, pengeluaran hampir 75% komponen fotonik dunia. Dan Kanada, dengan asas penyelidikan dan keupayaan perindustriannya yang mendalam, terus bersaing untuk bahagian pasaran global dalam bidang ini.
Dengan keluasan geografi 9,984,670 kilometer persegi, Kanada berada di tempat kedua selepas Rusia dan Antartika. Berbeza dengan Lithuania, yang terkenal dengan industri teknologi laser ultrapantas "kecil tetapi cantik", Kanada nampaknya kukuh dalam pelbagai bidang fotonik - baik dari segi keupayaan penyelidikan dan infrastruktur, serta aktiviti kelompok industri-akademik.
Menurut Canadian Photonics Society (CPC), negara ini mempunyai lebih daripada 400 syarikat dalam bidang ini, menggaji lebih daripada 20,000 orang secara keseluruhan dan menjana kira-kira $4.6 bilion hasil tahunan untuk negara. Ia mempunyai kadar pertumbuhan purata sebanyak 10% dalam bidang ini dan mengeksport 65% daripada produk yang dibangunkannya ke pasaran global. Ia tidak membosankan apabila ia berkaitan dengan keupayaan penyelidikan, dengan lebih daripada sedozen institusi penyelidikan memberi tumpuan untuk mengambil bahagian dalam penyelidikan fotonik.
Industri fotonik mempunyai tradisi yang lama di negara ini dan membentangkan adegan keusahawanan yang sangat aktif.
Menurut statistik yang disusun daripada data lepas, Kanada telah memainkan peranan perintis dalam bidang fotonik global sejak 60 tahun yang lalu. Sebagai contoh, Bell Northern Research memasang rangkaian gentian optik yang pertama pada tahun 1976, dengan itu membuat kemajuan yang ketara berdasarkan satu dekad penyelidikan ke dalam gentian optik. Penyelidikan ini kemudiannya melahirkan sebuah syarikat spin-off legenda yang cepat berkembang menjadi pemain global dalam industri telekomunikasi: Nortel Networks Corporation.
Nortel Networks ialah "khazanah negara" Kanada - walaupun ia telah dibubarkan dalam proses muflis yang panjang yang bermula pada 2009, warisan teknologi dan pemikirannya terus memberi impak yang mendalam terhadap ekologi industri optoelektronik Kanada: hari ini, dalam industri optoelektronik Kanada , adalah mungkin untuk mencari syarikat yang mempunyai kesan yang besar kepada industri. Industri optoelektronik Kanada boleh didapati di beberapa perusahaan kecil dan sederhana (PKS) yang berakar umbi pada era Nortel.
Sebagai tambahan kepada PKS ini, bidang fotonik di Kanada disokong oleh ekosistem penuh universiti, institusi penyelidikan, pembekal dan syarikat rakan kongsi domestik dan antarabangsa. Ekosistem ini aktif terutamanya antara Quebec dan Ottawa dan menyediakan sokongan padu untuk penyelidikan dan pembangunan fotonik di Kanada.
Ontario terkenal dengan biofotonik, manakala Quebec terkenal dengan penderiaan. Wilayah Ottawa, secara tradisinya pusat industri fotonik Ontario, adalah rumah kepada syarikat komunikasi terkenal seperti Nortel, JDS Uniphase, Cisco dan Alcatel-Lucent Canada. Industri fotonik di Quebec dikuasai oleh syarikat kecil dan sederhana yang sangat pelbagai dan meliputi banyak bidang aplikasi.
Adegan Sains dan Keusahawanan yang Rancak
Tidak kira dari sudut atau tahap mana anda melihatnya, satu perkara yang jelas - industri fotonik Kanada bukan sahaja mempunyai tradisi yang panjang, ia juga mempunyai tumpuan yang kuat pada masa depan.
Malah, orang Kanada telah lama mengaitkan laser dengan gentian optik. Sejak akhir 1960-an, penyelidikan dan industri Kanada telah memberikan sumbangan besar kepada revolusi telekomunikasi berasaskan gentian dan laser. Perlu diingat bahawa laser CO2 pertama di dunia, juga berasal dari Quebec, Kanada. pada akhir 1960-an, Jacques A. Beaulieu mencipta laser gas berkuasa tinggi, atau laser CO2 TEA, ringkasnya, yang merangsang secara mendatar pada tekanan atmosfera. Ciptaan ini bukan sahaja menunjukkan kepimpinan Kanada dalam teknologi laser, tetapi juga menyediakan alat dan platform penting untuk penyelidikan fotonik seterusnya.
Di Québec, penyelidikan fotonik diikuti dan disokong secara meluas: ia dijalankan di Institut Optik Kebangsaan Kanada (INO), Centre d'Optique, de Photonique et de Lumière (COPL) di Université Laval, Centre de Recherche et de Développement de la Défense (DRDC), dan di lapan universiti lain yang terletak di rantau Québec.
Institut ini bukan sahaja melatih saintis generasi akan datang, mereka juga mendorong sempadan penyelidikan dan menimbulkan banyak syarikat permulaan - satu pertiga daripada 220 syarikat yang terlibat dalam industri fotonik di Quebec berumur kurang daripada 10 tahun. Syarikat 220+ ini, seterusnya, menyumbang 50% daripada industri fotonik di Kanada, masing-masing menyediakan aplikasi fotonik dalam 3-4 industri yang berbeza.
Beberapa syarikat fotonik terkemuka di Kanada
Pada Mac 2022, kerajaan Kanada melabur 240 juta dolar Kanada ($187 juta) untuk meningkatkan sektor semikonduktor dan fotonik negara itu, dengan harapan dapat meningkatkan kedudukannya dalam pasaran global. Ini menjadi titik pembangunan utama dalam pembangunan fotoniknya.
Hari ini, dalam bidang fotonik di Kanada, sebagai tambahan kepada sistem fotonik, komponen fotonik bersepadu, dan gentian khusus, teknologi laser inframerah pertengahan adalah salah satu teknologi yang mendapat perhatian ramai. Syarikat baru seperti LumIR Lasers, yang diasaskan pada 2019 dengan matlamat yang jelas dan bercita-cita tinggi, didedikasikan untuk pendemokrasian teknologi inframerah pertengahan, serta untuk menghasilkan revolusi laser baharu dalam semua sektor perindustrian.
Femtum, sebaliknya, sebuah syarikat yang berputar keluar dari Pusat Optik, Fotonik dan Laser Universiti Laval pada tahun 2017, juga merancang untuk membangunkan laser gentian inframerah pertengahan dalam julat panjang gelombang 2.8-3.5 mikron, dengan laser berdenyut yang mampu pemesinan ketepatan baharu bahan bukan logam, seperti corak filem nipis atau pemesinan polimer dan semikonduktor, untuk menambah baik pembuatan industri pembuatan berteknologi tinggi seperti pemprosesan semikonduktor dan pulangan pelaburan.
Kluster OPTONIQUE
Dalam negara yang mempunyai ruang geografi yang begitu luas, pembentukan kelompok industri adalah perkembangan semula jadi.
Pavilion of Optics and Photonics (POP), yang dibuka pada tahun 2006 di Universiti Laval di Bandaraya Quebec, adalah rumah kepada Pusat Optik, Fotonik dan Laser dan berfungsi sebagai pejabat pentadbiran Institut Kanada untuk Inovasi Fotonik.
Quebec Photonics Network (QPN), sebuah organisasi kemajuan fotonik bukan untung, berfungsi sebagai rangkaian dan hab maklumat khusus untuk menghimpunkan syarikat, jabatan kerajaan dan organisasi yang terlibat dalam industri fotonik di rantau ini.
Pusat Optik, Fotonik dan Laser (COPL) ialah pusat penyelidikan universiti terbesar Kanada dalam optik/fotonik.
Kelompok OPTONIQUE Quebec, yang ditubuhkan pada 2017, juga telah menjadi nod utama dalam pembangunan industri fotonik di Kanada. Kluster itu menghimpunkan peserta dari pelbagai bidang termasuk syarikat pemula, PKS, syarikat multinasional, institusi penyelidikan dan universiti, dan membina rangkaian sokongan untuk pemula untuk berpindah dari akademik ke pasaran. Banyak syarikat muda telah berjaya beralih daripada fasa permulaan kepada fasa peningkatan dan telah menempatkan diri mereka dalam pasaran antarabangsa.
Secara purata, dua pertiga daripada jualan syarikat ahli kelompok OPTONIQUE datang daripada eksport. Quebec dan Kanada mempunyai rangkaian pejabat perdagangan yang mengagumkan di seluruh dunia, seperti di Munich dan Berlin, Jerman.
Kelompok OPTONIQUE kerap mempamerkan produknya di pameran perdagangan seperti LASER World of PHOTONICS di Munich, Jerman, dengan bahagian khas khusus untuk Kanada. Untuk syarikat permulaan antarabangsa, terdapat juga program yang membolehkan mereka berintegrasi dengan inkubator berkaitan akademik, seperti inkubator dan pedal gas yang tertumpu secara eksklusif pada teknologi fotonik dan kuantum - seperti Quantino.
Pusat Fabrikasi Fotonik Kanada (CPFC)
CPFC ialah faundri semikonduktor III-V tulen, dikendalikan oleh Majlis Penyelidikan Kebangsaan Kanada, dengan teknologi pembuatan dan pengukuran yang terkini.
Menjawab Penyataan Cabaran Semikonduktor Kerajaan Kanada dan Program Penghidupan Semula CPFC, CPFC menyediakan kepakaran dan infrastruktur kepada syarikat dan institusi penyelidikan, dan kerap menjalankan projek kerjasama antarabangsa.
Pasukan CPFC, satu-satunya faundri semikonduktor kompaun main tulen yang dikendalikan awam di Amerika Utara, mengkhusus dalam reka bentuk dan fabrikasi peranti yang diperbuat daripada Indium Phosphide (InP), Gallium Arsenide (GaAs), Gallium Nitride (GaN) dan bahan lain. Perkhidmatannya juga termasuk reka bentuk dan fabrikasi litar bersepadu fotonik (PIC) dan peranti fotonik diskret, termasuk laser (DFB/BHET), pengesan, penguat dan modulator. cPFC mengekalkan perpustakaan reka bentuk rujukan yang disahkan, termasuk pelaksanaan rekaan, yang daripadanya rantaian proses baharu boleh ditoreh.
Konsortium Industri Fotonik Kanada (CPIC)
Konsortium Industri Fotonik Kanada (CPIC) ialah organisasi pertukaran fotonik dipacu perniagaan yang meliputi keseluruhan rantaian nilai daripada penyelidik kepada syarikat fotonik dan pengguna akhir. Misinya adalah untuk menyediakan rangkaian pengguna akhir, industri fotonik, universiti dan institusi dengan matlamat untuk mempercepatkan pertumbuhan industri Kanada melalui fotonik.
Kerajaan Kanada kini menyokong pembangunan tiga pusat inovasi yang memfokuskan pada (1) teknologi kuantum untuk komunikasi, teknologi penderia atau pengkomputeran, (2) semikonduktor dan teknologi digital, dan (3) bateri dan teknologi bersih. Dalam semua bidang ini, syarikat baharu, PKS dan syarikat besar sedang giat mempromosikan dan meletakkan penyelesaian fotonik. Pusat-pusat ini memudahkan pembiayaan dan modal teroka untuk pemula yang aktif dalam bidang di atas.
Dengan lebih daripada 400 syarikat fotonik, bagaimanakah Kanada boleh "mengembangkan ekosistem"?
(Sumber: Canadian Photonics Consortium; Grafik: Wikipedia-Laser)
Pendidikan optik dan latihan kemahiran di Kanada
Banyak universiti Kanada mempunyai kumpulan atau pusat fotonik. Kolej Algonquin di Ottawa menawarkan program diploma dan ijazah sarjana muda, manakala pelajar di Universiti Laval boleh memperoleh ijazah sarjana dalam biofotonik. Universiti McMaster di Hamilton, Ontario, mempunyai ijazah sarjana muda dalam kejuruteraan gunaan dalam fotonik, dan Universiti Waterloo di Waterloo, Ontario, menawarkan sijil pendidikan untuk profesional fotonik. Kolej Brock di St. Catharines, Ontario juga menawarkan sijil siswazah dalam laser.
Di peringkat global, fotonik ialah bidang yang secara umumnya dibelenggu oleh kekurangan jurutera dan juruteknik terlatih. CPC mengatakan perkara yang sama berlaku di Kanada: "Tidak banyak pendedahan kepada fotonik untuk pelajar sekolah rendah dan menengah, selain pendidikan universiti. "
Diterjemah dengan www.DeepL.com/Translator (versi percuma)
