Die wachsenden technischen Anforderungen an Mikroelektroniksysteme erfordern leistungsfähigere, energieeffizientere und kompaktere Lösungen. Konventionelle elektronische Bauelemente stoßen dabei zunehmend an physikalische und technische Grenzen, insbesondere hinsichtlich Geschwindigkeit, Energieeffizienz und Miniaturisierung. Die Integration von Photonik auf Halbleiterchips bietet eine vielversprechende Möglichkeit, diese Herausforderungen zu überwinden und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der Systeme erheblich zu steigern.
Die Entwicklung solcher Technologien setzt eine umfassende Forschung, spezialisierte Fachkenntnisse und erhebliche Investitionen voraus, um konkurrenzfähig zu bleiben und technologische Führung zu sichern. Besonders für Österreich als aufstrebenden Halbleiterstandort ist es entscheidend, in diesen Technologiebereich zu investieren und die Expertise weiter auszubauen. Durch die Forschungsarbeiten des AIT wird die Integration optischer Komponenten in elektronische Schaltungen vorangetrieben. Die Schlüsselrolle, die das AIT mit exzellenter Forschung und innovativen Projekten bei der Entwicklung von sogenannten „Photonic Integrated Circuits“ (PICs) übernommen hat, manifestiert sich in einer Reihe wegweisender wissenschaftlicher Publikationen, EU-Projekte und Technologieentwicklungen. Seit 2018 wird die Forschung durch einen ERC Starting Grant gefördert, 2024 konnte mit dem Proof of Concept Grant ein weiterer ERC Grant erfolgreich lukriert werden. Die Forschungen konzentrieren sich auf die Entwicklung monolithischer, siliziumbasierter Quanten-PICs, die eine Schlüsselrolle für die Zukunft der Quantenkommunikation spielen. Sie ermöglichen eine nahtlose Co-Integration optischer Quantentechnologien mit elektronischen Prozessoren und eröffnen neue Möglichkeiten in der sicheren Quantenkommunikation sowie in der energieeffizienten Datenverarbeitung. Besonders relevant ist dabei die Entwicklung einer siliziumbasierten Lichtquelle, die in bestehenden Wafer-Fabriken der Elektronikindustrie die Fertigung integrierter Schaltungen erlaubt. So entsteht die Grundlage für eine kostengünstige und skalierbare Produktion von chipbasierten quanten-optischen Systemen. Das AIT verfügt in diesem Hochtechnologiebereich über rund 20 Patente und trägt aktiv zur Stärkung Österreichs als Halbleiterstandort bei. Besonders die aktive Mitgestaltung des European Chips Act und die Etablierung des Chips-Kompetenzzentrums AT-C3 unterstreichen die zentrale Rolle des AIT in diesem Zukunftsbereich. Eine enge Zusammenarbeit mit der Industrie stellt sicher, dass die entwickelten Technologien nicht nur in der Forschung, sondern auch in konkreten Anwendungen zum Einsatz kommen und europäische Unternehmen langfristig im globalen Wettbewerb stärken. Künftig wird das AIT seine Forschung in der Photonic-on-the-Chip-Technologie weiter ausbauen, um Österreich als führenden Standort für Halbleiterinnovationen nachhaltig zu positionieren.
