Przyspieszenie transformacji fotonicznej dzięki znacznie krótszym pracom badawczo-rozwojowym

Firmy z branży fotonicznej, opracowujące nowe produkty lub nowości produktowe, które przechodzą od startupu do skalowania i pracują nad pierwszymi prototypami, szukają sposobów na szybkie i niezawodne dopasowanie komponentów fotonicznych i walidację rozwoju swoich produktów. Pomimo wszystkich osiągnięć, rozwój zintegrowanej fotoniki jest hamowany przez powolne prototypowanie i prace badawczo-rozwojowe.

Finansowany przez UE projekt ULTRAPHO ma na celu walidację i komercjalizację nowej koncepcji fotoniki. Dzięki niemu europejski przemysł półprzewodników stanie się światowym liderem w dziedzinie technologii fotonicznych i urządzeń wykorzystujących grafen do zwiększenia przepustowości światłowodów. Celem projektu ULTRAPHO FTI jest zmiana rynku fotonicznych urządzeń komunikacyjnych poprzez wprowadzenie na rynek przełomowej technologii. Ostatecznym celem jest ustanowienie nowego, wiodącego na świecie przedsiębiorstwa w branży półprzewodników w UE. Wspierani przez głównych graczy, takich jak Nokia, Sony i GlobalFoundries, członkowie konsorcjum staną się światowymi liderami w rozwijającej się dziedzinie technologii i urządzeń fotonicznych.

Zasadniczo nowe, szybkie urządzenia fotoniczne wykorzystują grafen do zwiększenia przepustowości transmisji danych w światłowodach. Wraz z nowatorskimi narzędziami do wytwarzania i charakteryzacji oraz technologią opracowaną i wprowadzoną na rynek przez konsorcjum, objęty jest cały łańcuch wartości od produkcji do produktu końcowego. Konsorcjum wprowadza na rynek ultraszybki i szerokopasmowy fotodetektor grafenowy, który ma coraz większe znaczenie dla centrów danych lub infrastruktury 5G.

"Elastyczność w sekwencji produkcji rozwiązania opakowaniowego stała się kluczowym elementem".

Aby przyspieszyć transformację fotoniczną, Etteplan opracował "Etteplan Indigo". Modułową platformę maszynową do montażu szerokiej gamy elementów mikrooptycznych, takich jak fotodetektor grafenowy firm Black Semiconductor i Graphenea. "Black Semiconductor i Grahenea opracowują fotodetektor z grafenem, zdolny do konwersji sygnałów optycznych na RF i odwrotnie", mówi Niels Jansen, kierownik ds. inżynierii w Etteplan. "Poprosili Etteplan o pomoc w znalezieniu rozwiązań dla montażu back-end tego produktu. Ponieważ produkt ten był wciąż w fazie rozwoju, kluczowym elementem stała się elastyczność w sekwencji produkcji rozwiązania opakowaniowego.

Zazwyczaj dostosowanie platformy maszyny z produktu X do wykonania testu z produktem Y zajmuje wiele dni. Z reguły dostawca maszyny musi zostać wezwany do konwersji ustawień maszyny. Jeśli w celu zmiany produktu trzeba przesunąć suwnicę w inne położenie, wybrać inną trasę wyrównywania, zajmuje to dużo czasu w przypadku sterowania PLC. Trzeba go utworzyć, przetestować w trybie offline, śledzić zmiany w oprogramowaniu, a ktoś musi przyjechać na miejsce, aby dostosować ustawienia, przetestować i zatwierdzić. To może zająć od sześciu do ośmiu godzin, pod warunkiem, że programista jest łatwo dostępny, aby wprowadzić te zmiany.

Zmieniając parametry produkcji lub kompletne sekwencje w prosty sposób, można szybko i wygodnie przetestować, a także zweryfikować wiele wariantów projektu produktu, co ostatecznie umożliwia rozwój produktu w celu osiągnięcia wysokiej jakości wyników i ograniczonego czasu realizacji. Firma Etteplan opracowała rozwiązanie, które właśnie to umożliwiło. Oparte na platformie open source Blockly, rozwiązanie łączy w sobie prosty i wydajny interfejs programowania oparty na blokach za pośrednictwem standardowej przeglądarki internetowej, aby umożliwić użytkownikom samodzielne programowanie sekwencji produkcyjnych.

"To rozwiązanie łączy w sobie prosty i wydajny interfejs programowania blokowego za pośrednictwem standardowej przeglądarki internetowej, aby umożliwić użytkownikom samodzielne programowanie sekwencji produkcyjnych".

"Etteplan Indigo" ma krótki czas cyklu i umożliwia szybsze wprowadzanie na rynek automatycznych oraz precyzyjnych systemów osiowania, przy jednoczesnym dziesięciokrotnym zwiększeniu przepustowości w stosunku do obecnie dostępnych rozwiązań. "Ale co najważniejsze, elastyczne rozwiązanie produkcyjne (FPS) umożliwia samodzielne programowanie zmian w celu zapakowania następnego prototypu" - mówi Niels Jansen, kierownik ds. inżynierii w Etteplan. "Wizualnie programowalne oprogramowanie steruje sterownikiem PLC, bez potrzeby programowania przez producenta maszyny. Przedstawienie modułów w postaci wizualnych bloków sprawia, że śledzenie i dostosowywanie etapów pakowania jest dziecinnie proste. Nie potrzebujesz do tego doktoratu, więc możesz szybko i łatwo wprowadzić do produkcji stosunkowo nieprzeszkolone osoby. Pozbyliśmy się złożoności i zależności, a to znacznie przyspiesza pracę".

"Nasza modułowa maszyna jest również atrakcyjna finansowo pod względem inwestycji i zajmuje mniej miejsca", stwierdza Niels Jansen. "Nie ma trzech lub czterech maszyn obok siebie pracujących nad różnymi produktami. Jest tylko jedna maszyna. Co więcej, powtarzalność skonfigurowanego, zaprogramowanego przebiegu jest dużym plusem. System umożliwia przechowywanie zaprogramowanej sekwencji produkcyjnej i skonfigurowanych parametrów w celu ich późniejszego pobrania i ponownego wykorzystania. Dlatego nie bez powodu ośmielamy się nazywać "Etteplan Indigo" "fotonicznym przełomem"."

Platforma maszyny spełnia specyficzne potrzeby związane z użytkowaniem w środowiskach badawczo-rozwojowych (start-up) i scale-up, umożliwiając dokładny montaż elementów optycznych przy stosunkowo niskich kosztach inwestycyjnych. "Jeśli wielkość produkcji wzrośnie, można zmienić konfigurację systemu, po prostu dodając moduły, aby stworzyć w pełni zautomatyzowane rozwiązanie montażowe", mówi Niels Jansen. "Modułowe podejście pozwala na stworzenie maszyny, która jest dostosowana do bieżących wymagań, pozostawiając jednocześnie dużo miejsca na dostosowanie różnych komponentów i ulepszeń oraz integrację maszyny z linią montażową".

"Poza korzyściami dla badań i rozwoju oraz zwiększania skali działalności wynikającymi z szybszego przezbrajania, widzimy również firmy, które bardzo potrzebują szybkiego i łatwego przezbrajania maszyny pakującej, aby sprostać wymaganiom produkcyjnym" - mówi Niels Jansen. "Dobrym przykładem są odlewnie, które nie produkują jeszcze dużych ilości produktów fotonicznych i wytwarzają niewielkie ilości różnych produktów. Potrzebują one inteligentnego sposobu, aby ich produkcja montażowa była odpowiednia dla innych i nowych produktów. Kluczowy dla odlewni jest czas przezbrojenia. Odlewnie działające w branży fotonicznej chcą skonfigurować swoją linię produkcyjną w sposób umożliwiający montaż produktu X jednego dnia i produktu Y następnego. Im szybciej można dokonać tej zmiany, tym więcej można wyprodukować i tym szybciej można sprostać wymaganiom klientów. Chcesz skupić się na ulepszaniu i wytwarzaniu produktu końcowego, a nie spędzać czas na maszynach, które go wytwarzają. To innowacyjne oprogramowanie drastycznie skróci czas przezbrajania".

"Jestem przekonany, że dzięki naszemu oprogramowaniu możemy znacznie przyspieszyć proces badawczo-rozwojowy. Platforma montażu fotonicznego Etteplan Indigo obniży również koszty pakowania, a tym samym cenę urządzeń fotonicznych".