Das Stuttgarter Start-up Q.ANT hat einen KI-Chip entwickelt, der mit Licht statt mit Strom rechnet und dadurch deutlich weniger Energie verbrauchen soll. Der photonische Chip könnte sogar die Halbleiter von Nvidia in den Schatten stellen.
Ein deutsches Start-up hat die Weichen für die Zukunft der Chipindustrie gestellt. Das Stuttgarter Unternehmen Q.ANT hat gemeinsam mit dem Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) mit dem Bau einer Fertigungsanlage für photonische KI-Prozessoren begonnen.
Das Besondere: Die neue Technologie basiert auf bereits vorhandener Halbleitertechnologie, anstatt komplett neue Systeme vorauszusetzen. Photonische Chips gelten als Schlüssel zur nächsten Generation der Computertechnologie. Die neue Pilotlinie in Stuttgart soll unter anderem zeigen, wie sich bestehende Produktionsinfrastrukturen wiederverwerten lassen.
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Was sind photonische Chips?
Statt elektrischer Signale kommen bei den Photonischen Chips Lichtteilchen (Photonen) zum Einsatz. Das hat zwei große Vorteile: Einerseits sinkt der Energieverbrauch und andererseits sind deutlich höhere Übertragungsgeschwindigkeiten möglich. Vor allem für rechenintensive Anwendungen wie KI-Systeme oder Forschungs-Simulationen könnte dieser Ansatz lukrativ sein.
Q.ANT spricht von einer 30-fachen Energieeinsparung und 50-fachen schnelleren Rechenleistung gegenüber herkömmlichen Chips. Möglich wird das durch den Einsatz von Thin-Film Lithium Niobat (TFLN). Dieses Material kann das Licht effektiv und präzise steuern, ohne sich dabei zu erhitzen.
Photonische Chips können zudem eine große Zahl von Rechenoperationen gleichzeitig durchführen. Ein und derselbe Chip ermöglicht etwa mehrere Rechnungen mit unterschiedlichen Wellenlängen. Das ist einer der Gründe, warum photonische Chips so schnell sind.
Die Technologie rechnet derweil nicht mit Einsen und Nullen, also nicht digital, sondern analog. Da die Größe der Chips in Rechenzentren kaum eine Rolle spielt, kann Q.ANT auf eigentlich veraltete Fertigungstechnologie zurückgreifen, die die Produktion relativ erschwinglich gestaltet.
Nachhaltigkeit trifft technologische Unabhängigkeit
Einer der Hauptgründe dafür, warum photonische Chips weniger Energie verbrauchen, ist derweil die Tatsache, dass sie nicht gekühlt werden müssen. Im Gegensatz zu Strom muss das Licht in den Chips nicht gegen Widerstände arbeiten, weshalb auch keine Hitze in Form von Abwärme entsteht. Den Angaben von Q.ANT zufolge schlagen die photonischen Chips die Halbleiter von Unternehmen wie Nvidia um Längen.
Statt neue Produktionsstätten auf der grünen Wiese zu bauen, zeigt das Projekt, wie Unternehmen bestehende Chipfabriken wiederverwenden und modernisieren können. Das ist nicht nur nachhaltig, sondern stärkt auch die europäische Unabhängigkeit von globalen Lieferketten. Gerade in Krisenzeiten – mit Lieferengpässen oder geopolitischen Spannungen – dürfte diese Unabhängigkeit zunehmend strategisch wichtig werden.
Q.ANT hat bereits rund 14 Millionen Euro in Maschinen und Anlagen investiert, um die neue Fertigungslinie aufzubauen. Diese soll künftig bis zu 1.000 Wafer pro Jahr produzieren. Das würde ausreichen, um erste Produkte für Hochleistungsrechner zu testen und zur Marktreife zu bringen.
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