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Nominiert 2026

3D-Druck auf der Nanoskala

3D-Druck auf der Nanoskala – Photonische Mikrochips und Lichtbrücken für die digitale Zukunft

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos (Sprecher)
Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Dr.-Ing. Matthias Lauermann
KIT, Karlsruhe
Keystone Photonics GmbH, Karlsruhe
Vanguard Automation GmbH, Karlsruhe

(v.l.n.r.) Dr.-Ing. Philipp Dietrich, Prof. Dr.-Ing. Christian Koos, Dr.-Ing. Matthias Lauermann

Die Digitalisierung verändert Wirtschaft und Gesellschaft grundlegend. Künstliche Intelligenz unterstützt medizinische Diagnosen, automatisiert industrielle Prozesse und hilft dabei, Verkehrsströme effizienter zu steuern. Verwaltungen verarbeiten immer größere Datenmengen, Kommunikationsnetze verbinden Milliarden Geräte weltweit und wissenschaftliche Simulationen liefern Erkenntnisse für Forschung, Klimaschutz oder Materialentwicklung. Die Grundlage all dieser Anwendungen bilden leistungsfähige Rechenzentren, in denen riesige Datenmengen verarbeitet und zwischen Hochleistungsprozessoren ausgetauscht werden. Dabei stößt die klassische elektrische Datenübertragung zunehmend an physikalische Grenzen: Mit steigenden Datenraten wachsen Energieverbrauch, Wärmeentwicklung und Signalverluste. Damit sich die digitale Infrastruktur leistungsfähig und energieeffizient entwickeln kann, braucht es neue Technologien für die Datenübertragung.

Hier setzen die Arbeiten von Prof. Christian Koos, Dr. Philipp Dietrich, Dr. Matthias Lauermann und ihren Teams aus Karlsruhe an. Gemeinsam haben sie eine innovative Fertigungstechnologie entwickelt, die den wirtschaftlichen Aufbau und die industrielle Qualitätsprüfung photonischer Hochleistungschips im großen Maßstab ermöglicht. Diese übertragen Informationen nicht mit elektrischen Signalen, sondern mit Licht, das über Glasfasern geschickt wird. Möglich wird diese Technologie durch hochauflösende 3D-Druckverfahren auf der Nanoskala, mit denen sich optische Strukturen direkt auf Chips und Glasfasern herstellen lassen. Und zwar extrem präzise, mit vielfältigen dreidimensionalen Formen, und vollständig automatisiert – ideal für hochgradig skalierbare Fertigungsprozesse. Darauf aufbauend entwickelten die Forschungs- und Entwicklungsteams ein Verfahren, mit dem sich photonische Mikrochips bereits während ihrer Herstellung testen lassen. Beides zusammen ist ein entscheidender Beitrag dazu, dass optische Datenübertragung im großen Maßstab eingesetzt werden kann. 

Um die Tragweite der Entwicklung einzuordnen, lohnt sich ein Blick auf die Technologie hinter der Innovation: die Photonik. In herkömmlichen Computerchips werden Informationen als elektrische Signale übertragen. Photonische Systeme hingegen verwenden dafür Licht. Das eröffnet erhebliche Vorteile, denn Licht kann wesentlich größere Datenmengen übertragen, und zwar mit deutlich geringeren Übertragungsverlusten und einem entsprechend geringeren Energieverbrauch – ein entscheidender Faktor für die Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit moderner Rechenzentren. Seit Jahren gilt die Photonik deshalb als Schlüsseltechnologie zukünftiger Hochleistungsrechner. Eine Hürde auf dem Weg zur flächendeckenden Nutzung photonischer Mikrochips gab es allerdings bislang: den Übergang vom Chip zur Außenwelt, also zu anderen Chips oder zu Glasfasern. Schon winzige Fehlausrichtungen der Bauteile können dazu führen, dass die Übertragung des Lichtes gestört wird. Um dies zu verhindern, müssen Glasfasern und Chips mit hochpräzisen Positioniersystemen auf der Sub-Mikrometerskala so lange justiert werden, bis die optimale Ausrichtung gefunden ist. Erst dann können sie dauerhaft miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren ist zeit- und kostenintensiv und für die Produktion großer Stückzahlen eher ungeeignet.

Die drei Nominierten und ihre Teams kehrten dieses Prinzip um. Statt Glasfaser und Chip unter hohem Aufwand präzise auszurichten, werden beide zunächst nur grob positioniert und fixiert. Ein hochauflösendes Kamerasystem misst anschließend ihre tatsächliche Position mit einer Genauigkeit von deutlich besser als hundert Nanometern, also rund tausendmal feiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Aus diesen Messdaten berechnet eine Software die optimale Geometrie der Verbindung. Erst danach beginnt der eigentliche Fertigungsschritt.

Mithilfe eines hochauflösenden 3D-Druckverfahrens auf Basis der sogenannten Mehrphotonen-Polymerisation entsteht direkt zwischen beiden Komponenten ein dreidimensionaler Lichtleiter – man spricht dabei auch von einem photonischen Wirebond. Dieser wird individuell an die reale Position der Bauteile angepasst und führt das Licht nahezu verlustfrei von einem Chip zum nächsten. Man kann sich das wie eine Brücke vorstellen: Zunächst wird vermessen, wo an beiden Ufern die Straßen enden. Anschließend wird eine Brücke gebaut, die beide exakt verbindet. Die aufwendige Feinjustierung der Mikrochips untereinander entfällt, unterschiedliche photonische Komponenten können flexibel miteinander kombiniert werden, und aus einem bislang zeitintensiven Präzisionsschritt mit einiger Handarbeit wird ein reproduzierbarer, automatisierbarer Fertigungsprozess. Die gedruckten photonischen Wirebonds erreichen dabei nur winzige Kopplungsverluste und konnten ihre Zuverlässigkeit auch unter industriellen Belastungstests nachweisen. Hierdurch ist die wirtschaftliche Herstellung komplexer photonischer Systeme erstmals auch in hohen Stückzahlen möglich. 

Doch damit endet die Reichweite der Innovation nicht. Denn die Basistechnologie eröffnet eine neue, wegweisende Möglichkeit der Qualitätskontrolle von optischen Mikrochips. Mithilfe des Druckverfahrens wird es nämlich ferner möglich, spezielle optische Freiformstrukturen herzustellen, mit denen Lichtsignale nun schon auf großen Halbleiterscheiben, sog. Wafern, in photonische Strukturen eingekoppelt werden, lange bevor sie in einzelne Mikrochips zerteilt und in komplexe Baugruppen integriert werden. Bislang zeigte sich oft erst nach mehreren Fertigungsschritten, ob ein Chip tatsächlich fehlerfrei arbeitete – zu diesem Zeitpunkt waren bereits zahlreiche kostenintensive Fertigungsschritte abgeschlossen. Mit dem neuen Verfahren werden fehlerhafte Chips nun deutlich früher erkannt und aussortiert, bevor weitere Fertigungsschritte beginnen – das spart Zeit, Geld und Ressourcen.

Die Grundlagen der photonischen Mikrochips und Lichtbrücken entwickelte das Team am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Christian Koos und sein Team erkannten hier das enorme Potenzial, das hochauflösende 3D-Druckverfahren für die integrierte Optik bieten. Aus diesen Überlegungen entwickelte sich ein innovativer technologischer Ansatz. Gemeinsam führten die Nominierten die Idee Schritt für Schritt zur industriellen Reife. Durch ihre Kenntnisse rund um Materialien, Fertigungsprozesse und Verfahren entwickelten sie einen automatisierten und reproduzierbaren Prozess. Aus der gemeinsamen Forschung sind zwei Unternehmen entstanden. Vanguard Automation industrialisiert die Fertigungstechnologie für den Aufbau photonischer Systeme aus einzelnen Chips. Keystone Photonics entwickelt darauf aufbauend Testlösungen für optische Mikrochips auf Wafer-Ebene. Beide Unternehmen beliefern heute international führende Kunden aus der Chip- und KI-Industrie.

Die Verbindung von Mikroelektronik und Photonik wird die digitale Infrastruktur der kommenden Jahrzehnte prägen. Sie eröffnet neue Möglichkeiten für Kommunikation, Sensorik, Quantentechnologien und Künstliche Intelligenz. Die Teams um Christian Koos, Philipp Dietrich und Matthias Lauermann haben dafür nicht nur eine innovative Idee entwickelt. Sie haben gezeigt, wie aus universitärer Forschung industriell einsetzbare Technologie entstehen kann. Ihre Idee verbindet nicht nur Mikrochips, sie verbindet Forschung mit Technik der Zukunft: Made in Karlsruhe.

Unsere Innovation löst das Schnittstellenproblem der integrierten Optik. Optische Bauteile zum Senden und Empfangen von Daten werden immer kleiner, und man integriert sie zunehmend auf optischen Mikrochips – ganz ähnlich zur Mikroelektronik.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos

Fragen an die Nominierten

3D-Druck auf der Nanoskala – Photonische Mikrochips und Lichtbrücken für die digitale Zukunft

Für welche Herausforderungen haben Sie mit Ihrer Innovation eine Lösung gefunden?

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
KI-Systeme und moderne Rechenzentren benötigen leistungsfähige Netzwerke, über die Daten schnell und effizient ausgetauscht werden – beispielsweise zwischen verschiedenen Teilen eines Parallelrechners oder zwischen Prozessor- und Speicherchips. Diese Vernetzung funktioniert über Distanzen von mehr als einem Meter nur optisch – und das wird in heutigen Datenzentren massiv eingesetzt. Dazu werden enorme Mengen optischer Kommunikationsbauelemente benötigt. Wir entwickeln Messsonden, mit denen unsere Kunden früh erkennen können, ob diese Bauelemente funktionieren oder aussortiert werden sollten. Das ist ein bisschen wie bei einem Kuchen: Normalerweise weiß man erst nach dem Anschneiden, ob er gelungen ist. Wir können unseren Kunden sagen, ob der Kuchen gut ist, bevor sie ihn zu Ende backen.

Wie würden Sie das Gesamtpaket Ihrer Innovation beschreiben?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Unsere Innovation löst das Schnittstellenproblem der integrierten Optik. Optische Bauteile zum Senden und Empfangen von Daten werden immer kleiner, und man integriert sie zunehmend auf optischen Mikrochips – ganz ähnlich zur Mikroelektronik. Diese optischen Mikrochips lassen sich heute in großen Stückzahlen und mit hoher Qualität herstellen – oft auf großen Halbleiterscheiben, sog. Wafern. Kritisch wird es dort, wo Licht auf einen anderen Chip, in eine Glasfaser oder in ein Testsystem übertragen werden muss. Wir haben das Problem erstmals dadurch gelöst, dass wir besondere 3D-Druckverfahren mit höchstem Auflösungsvermögen einsetzen – die interessanterweise selbst auch wieder mit Licht funktionieren. Wir nutzen also Licht, um winzige Verbindungsstrukturen für optische Mikrochips herzustellen – die Abmessungen dieser Strukturen betragen oft nur einen Bruchteil des Durchmessers eines Haares. Mit unseren Verfahren lassen sich sowohl optische Leitungen zwischen Chips herstellen als auch Mikrolinsen extrem präzise an Glasfasern oder Chipkanten drucken – und eben jene speziellen Messsonden herstellen, die Keystone anbietet und von denen Philipp gerade gesprochen hat. Damit das zuverlässig in der Praxis funktioniert, mussten zunächst entsprechende Maschinen entwickelt werden, die die Druckprozesse reproduzierbar umsetzen können. Das hat Matthias übernommen. Am Ende entstand eine komplett neue Lösung für die Schnittstelle zwischen optischen Mikrochips und Außenwelt.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Unsere Aufgaben ergänzen sich. Keystone nutzt die Technologie zum Testen optischer Bauteile. Vanguard entwickelt die Maschinen dafür und stellt außerdem die Verbindungen zwischen den getesteten Chips her. Das sind zwei Seiten derselben Medaille.

Wie begann der Innovationsprozess?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Ich wurde 2010 ans KIT berufen. Damals gab es in Karlsruhe viele Forschungsarbeiten zum 3D-Druck auf der Mikro- und Nanoskala. Wir fragten uns, ob sich diese Verfahren nicht auch für die integrierte Optik nutzen lassen. Die ersten Ergebnisse sahen noch abenteuerlich aus, funktionierten aber trotzdem erstaunlich gut. Das Interesse in der Fachwelt war von Anfang an groß. Wir trieben unsere Forschung voran, bauten nach und nach ein Patentportfolio auf und entschieden uns schließlich für eine Ausgründung, weil keine der Firmen, mit denen wir gesprochen hatten, die Technologie übernehmen wollte. Erst dann wurde uns so richtig bewusst, dass wir uns auf ein Maschinenbaugeschäft eingelassen hatten – und wir haben in enger Abstimmung mit unseren Investoren unser Team aus Physikern und Elektrotechnikern entsprechend ergänzt. So wurden aus einer ersten Idee zunächst Forschungsprojekte, dann Technologieentwicklungen und schließlich zwei Unternehmen. Rückblickend merkt man erst, welche Ansätze wirklich tragfähig sind.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
In wissenschaftlichen Veröffentlichungen heißt es oft: „Das lässt sich später in einen Standardprozess für die Industrie überführen.“ In der industriellen Anwendung muss man exakt diese Lösungen dann tatsächlich entwickeln.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Das war der größte Unterschied im Denken. In der Forschung denkt man breit, probiert vieles aus. In der industriellen Umsetzung muss man sich auf eine ganz konkrete Anwendung konzentrieren. Das gilt umso mehr in einer Ausgründung mit limitierten Ressourcen.

Was war die größte Herausforderung?

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Das Besondere ist, dass wir nicht nur eine einzelne Technologie entwickelt haben. Man kann sich das wie ein Haus vorstellen. Das Fundament bildet die additive Mikrofertigung, also der 3D-Druck, der am KIT entwickelt wurde. Darauf aufbauend entstanden die Maschinen und Prozesse, die eine reproduzierbare industrielle Fertigung ermöglichen. Erst auf dieser Basis konnten dann konkrete Produkte entstehen. Wir haben also nicht zwei bestehende Technologien kombiniert, sondern eine grundlegende Technologie entwickelt, industrialisiert und anschließend in marktfähige Anwendungen überführt. Das war die eigentliche Herausforderung.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Für mich bestand sie darin, die Technologie wirklich industrietauglich zu machen. Achtzig Prozent waren vergleichsweise schnell geschafft. Die letzten zwanzig Prozent des Weges haben den größten Aufwand verursacht. In der Forschung reicht oft der Nachweis, dass etwas funktioniert. Für ein Industrieprodukt muss man verstehen, warum es neunundneunzig Mal klappt und beim einhundertsten Versuch nicht funktioniert hat. Und genau darin steckt die eigentliche Arbeit.

Der Bedarf an leistungsfähiger energieeffizienter Datenübertragung wächst weltweit rasant, angetrieben unter anderem durch Künstliche Intelligenz und große Datenzentren. Hatten Sie einen Klick-Moment, an dem Sie wussten, dass Ihre Technologie einen weltweiten Bedarf trifft?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Dass die Technologie Potenzial hat, war früh erkennbar – das oben beschriebene Problem der Schnittstelle zwischen optischen Mikrochips und Außenwelt war vielen bewusst, aber niemand hatte eine zufriedenstellende Lösung. Und es war klar, dass optische Mikrochips ihre weitreichenden Vorteile nur dann entfalten können, wenn dieses Problem gelöst wird. Unsere Arbeit schien also einen Nerv getroffen zu haben – wir wurden nach unseren ersten Publikationen zu vielen Konferenzen eingeladen und das Interesse der Fachwelt war groß. Bis wir aber sicher waren, dass sich daraus ein marktfähiges Produkt entwickeln lässt, dauerte es allerdings deutlich länger – und benötigte einiges an Ausdauer, Kreativität sowie natürlich auch das Vertrauen und die Unterstützung unserer Investoren.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Schon früh kamen die großen Unternehmen aus Elektronik, Kommunikation und optischer Übertragungstechnik auf uns zu. Zunächst waren das oft Technology-Scouts, die sich einen Überblick verschaffen wollten.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Entscheidend war für mich, dass Unternehmen bereit waren, unsere Strukturen nicht nur aus Neugierde zu testen, sondern auch für spezielle Machbarkeitsstudien mit uns zu bezahlen. Das half beim Aufbau der Firma und zeigte, dass echtes Interesse vorhanden war. Der eigentliche Durchbruch kam, als wir belastbare Daten aus einer größeren Zahl von Mustern hatten, die von Dritten mit unseren Maschinen erzeugt wurden und die Stabilitätstests nach einschlägigen Industriestandards überlebten. In diesem Augenblick hatten wir den Beleg: Das funktioniert wirklich! Man hat als Wissenschaftler oder Gründer oft die Sorge, dass man irgendwas übersehen hat, an dem es am Ende doch scheitern kann. Zu spüren, dass eine Idee dann an Schwung gewinnt und die Hürden eine nach der anderen genommen werden, ist ein unbeschreibliches Gefühl.

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Ein Teil unserer Leistung bestand darin, die erste Anwendung zu finden, in der diese additive Mikrofabrikation echten Mehrwert schafft – und zu vielen anderen Möglichkeiten bewusst Nein zu sagen. Und das hat uns erfolgreich gemacht. Für mich war der entscheidende Moment erreicht, als wir die ersten Aufträge für die Großserienfertigung erhielten. Einzelaufträge bekommt man recht schnell. Interessant wird es, wenn Kunden plötzlich deutlich größere Stückzahlen desselben Produkts bestellen. Dann erkennt man, dass der Kunde selbst skaliert und die Technologie einen echten Nutzen entfaltet.

Wie wurde die Datenkommunikation bisher umgesetzt und was unterscheidet Ihre Lösung davon?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Die Idee optischer Mikrochips gibt es schon lange. Der Chip selbst lässt sich heute gut herstellen. Schwierig ist immer noch die Verbindung zur Außenwelt. Eine Glasfaser ist etwa so dick wie ein menschliches Haar, also ca. 100 Mikrometer im Durchmesser. Das Licht wird jedoch nur im inneren Bereich von etwa zehn Mikrometern geführt. Dieser sog. Faserkern muss mit höchster Präzision am Chip ausgerichtet und anschließend fixiert werden. Heute übernehmen das sehr aufwendige Maschinen. Die Glasfaser wird so lange nachjustiert, bis die Kopplung optimal ist. Danach wird sie verklebt. Beim Aushärten schrumpft der Kleber oft minimal – und schon verschlechtert sich die Kopplung wieder. Dennoch ist das bis heute der übliche Aufbauprozess. Unser Ansatz ist ein anderer. Wir befestigen Chips oder Glasfasern zunächst nur grob an ihrer Position. Erst danach wird die optische Verbindung passgenau in den Zwischenraum gedruckt.

Der Effizienzgewinn entsteht also dadurch, dass der 3D-Druck die exakte Ausrichtung übernimmt?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Ja. Die unvermeidbaren Ungenauigkeiten beim Positionieren werden digital ausgeglichen. Ist ein Chip leicht verschoben, folgt die gedruckte Verbindung einfach einer entsprechend angepassten Geometrie, die das wieder ausgleicht. Dadurch entsteht ein vollständig automatisierbarer Prozess, bei dem sich viele optische Verbindungen auf engem Raum herstellen lassen. Das verringert insbesondere auch die Abhängigkeit von kostenintensiven manuellen Montageschritten und eröffnet damit auch die Möglichkeit, solche Fertigungsschritte wieder stärker in Europa durchzuführen. Die Aufbau- und Verbindungstechnik für optoelektronische Systeme war in den vergangenen Jahren weitgehend nach Südostasien verlagert worden, weil oftmals noch manuelle Arbeitsschritte notwendig waren, die dort wesentlich günstiger umsetzbar waren. Mit unserer Technologie lassen sich diese Prozesse automatisieren – und damit auch wieder stärker an Hochlohnstandorten wie z.B. in Europa durchführen.

Wurde Ihre Innovation erst möglich, weil mehrere Technologien zusammenkommen mussten?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Ja, das lässt sich so sagen. Der Bedarf entstand dadurch, dass optische Mikrochips immer leistungsfähiger werden und immer häufiger zum Einsatz kommen, und dass die Aufbau- und Verbindungstechnik, also der Zusammenbau von funktionsfähigen Systemen aus einzelnen Chips, zunehmend zum Flaschenhals wurde. Gleichzeitig entwickelten sich die Druckverfahren und die Lasertechnik so weit, dass eine industrielle Skalierung möglich wurde. Es war also keine einzelne Erfindung, sondern das Zusammenspiel mehrerer Entwicklungen.

Warum profitiert die Gesellschaft insgesamt von Ihrer Innovation?

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Datenverarbeitung ist heute in nahezu allen Lebensbereichen ein grundlegender Baustein. Dabei geht die Entwicklung weg vom einzelnen Hochleistungsrechner hin zu Netzwerken aus vielen Prozessoren. Diese Netzwerke prägen die gegenwärtige Phase des Informationszeitalters. Über größere Entfernungen funktioniert die Verbindung nur mit Licht und unsere Technologie schafft die Grundlage dafür. In gewisser Weise ist diese Vernetzung für unsere Zeit das, was Stromnetze für die Industrialisierung waren – der unsichtbare Motor im Hintergrund, an dem die Datenströme der modernen Informationsgesellschaft unbemerkt zusammenlaufen.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Optische Datenübertragung gibt es schon lange. Angefangen hat sie mit Glasfaserkabeln zwischen Kontinenten in den 1990er Jahren. Damals spielten Kosten oder Energieverbrauch nicht die Hauptrolle. Mit den ersten großen Rechenzentren änderte sich das – die Übertragungsstrecken wurden immer kürzer und die Zahl der Verbindungen nahm rasant zu. Das erfordert komplett neue Technologien, mit denen sich Bauteile in großen Stückzahlen herstellen lassen. Heute wird sogar darüber nachgedacht, optische Kommunikation direkt auf Platinen und womöglich auch auf Chips einzusetzen. Dafür müssen die Systeme noch kleiner, effizienter und kostengünstiger werden. Dort setzen optische Mikrochips, ihre Verbindungstechnik und ihre Testverfahren an. Dieser Bedarf ist in den vergangenen Jahren enorm gewachsen.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Ich sehe unsere Arbeit als Teil einer grundlegenden Infrastruktur. Ähnlich wie Stromleitungen im Hintergrund funktionieren müssen, braucht auch die Datenübertragung eine zuverlässige Basis. Man nimmt sie im Alltag kaum wahr, ist aber ständig auf sie angewiesen.

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Gleichzeitig leisten wir damit einen Beitrag zur Wertschöpfung in Deutschland. Vielleicht haben wir nicht die größten Kommunikationskonzerne. Aber bei der zugrunde liegenden Hardware und den Basistechnologien sind wir international sehr gut aufgestellt.

Vielleicht können Sie noch etwas zu Ihrer Zusammenarbeit sagen. Wer hatte welchen Anteil an der Innovation?

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Als ich 2010 ans KIT berufen wurde, hatte ich noch keine Doktoranden und ich begann nach und nach, meine Gruppe aufzubauen. Matthias und Philipp waren in einer sehr frühen Phase dabei und haben an verschiedenen Stellen mit angepackt. Philipp sagte schon im ersten Gespräch, dass er später eine Firma gründen wolle, und während seiner Promotion begann er bereits, Kontakte zur Industrie aufzubauen. Unternehmen ließen bei uns Mikrostrukturen drucken und bezahlten dafür. Das hat uns früh Sichtbarkeit verschafft. Irgendwann war klar, dass wir ausgründen. Matthias war zu diesem Zeitpunkt bereits in den USA, kam dann aber wieder zurück nach Deutschland und schloss sich der Vanguard Automation GmbH an. Dort begannen wir, die Technologie in industrielle Produkte zu überführen. Matthias übernahm vor allem die Maschinen und die Hardware, Philipp die Materialien und deren Weiterentwicklung.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Der Resist, also der Kunststoff für den 3D-Druck, ist ein zentraler Bestandteil der Technologie. Daran hat Philipp anfangs intensiv gearbeitet. Mein Schwerpunkt lag auf den Maschinen, den Prozessen und darauf, die photonischen Wirebonds und andere optische Mikrostrukturen zuverlässig herstellen zu können.

Wie wird Ihre Innovation in Industrie und Forschung aufgenommen?

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Fast jeder große Konzern aus der optischen Nachrichtentechnik gehört heute zu unseren Kunden oder arbeitet frühzeitig mit uns zusammen. Dadurch übernehmen wir häufig auch eine beratende Rolle. Das zeigt, dass wir international als Spezialist für photonische Testtechnik wahrgenommen werden. Dieses Vertrauen ist für uns enorm wichtig. Unsere Kunden bauen Großserienfertigungen für optische Bauelemente auf und verlassen sich dabei auf unsere Technologie.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Wir erleben, dass die Industrie intensiv nach Lösungen für den Aufbau photonischer Systeme sucht. Unser Ziel ist es, dafür einen neuen Standard zu etablieren. Wir zeigen, dass sich diese Verbindungstechnik effizienter und besser umsetzen lässt, und schaffen damit die Grundlage für die nächste Generation photonischer Bauteile.

Ihre Innovation sorgt also dafür, dass sich mehr funktionierende optische Bauteile einsetzen lassen und der Datentransfer effizienter wird.

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Ja, das kann man so sagen – sowohl beim Aufbau der Systeme als auch beim Test der zugrundeliegenden Chips. In der Halbleiterfertigung folgen viele Herstellungsschritte aufeinander. Zunächst entstehen auf einem Wafer oft Hunderte oder Tausende Chips. Diese werden später zu komplexen Systemen zusammengebaut. Fällt am Ende nur ein einziger Chip aus, ist das gesamte System unbrauchbar. Die Bauteile lassen sich dann nicht einfach austauschen. Deshalb muss man die einzelnen Chips früh prüfen. In der Mikroelektronik ist das seit Langem Standard. In der Photonik fehlten bislang geeignete Verfahren für eine skalierbare Prüfung. Genau diese ermöglichen wir. Unsere Messsonden erlauben es, photonische Chips frühzeitig zu charakterisieren und fehlerhafte Bauteile auszusortieren. Das spart Kosten und ist eine grundlegende Voraussetzung dafür, komplexe photonische Systeme überhaupt wirtschaftlich herstellen zu können.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Wir setzen an zwei Stellen an. Wir entwickeln die Maschinen und Prozesse, mit denen diese Testsonden hergestellt werden. Anschließend kommt unsere Technologie auch beim Aufbau der geprüften Chips zum Einsatz. Betrachtet man das fertige Endprodukt, sind beide Schritte wichtige Bausteine derselben Fertigungskette.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Und in der Forschung bauen wir heute bereits weiter auf diesen Verfahren auf. Mit den neuen Druck- und Verbindungstechnologien lassen sich Systeme entwickeln, die zuvor gar nicht realisierbar waren. Und das eröffnet wieder neue Forschungsrichtungen – und das Potenzial für weitere Innovationen und Ausgründungen.

Wann haben Sie Ihre Leidenschaft für dieses Feld entdeckt?

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Bei mir begann das mit „Jugend forscht“. Damals habe ich mich mit der zerstörungsfreien Prüfung von Vibrationen beschäftigt. Ich richtete einen Laser auf ein vibrierendes Objekt und entwickelte einen Positionsdetektor mit einer Solarzelle und einem Gradientenfilter. Die Idee war, Lager von Windkraftanlagen frühzeitig auf Verschleiß zu prüfen, damit Ausfälle vermieden werden können. Im Grunde war das schon damals zerstörungsfreie Messtechnik. Seitdem hat mich dieses Thema nicht mehr losgelassen.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Ich habe schon als Kind gern gebastelt und auch mal kurz in einer Autowerkstatt gearbeitet. Während des Studiums der Elektrotechnik bin ich eher zufällig zur Optik gekommen. Die integrierte Optik war für mich etwas völlig Neues. Sie liegt zwischen Ingenieurwissenschaft und Physik. Ich konnte mich lange nicht entscheiden, ob ich eher Ingenieur oder Physiker werden wollte – am Ende bin ich dazwischen gelandet.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Ich habe schon als Kind gern gebaut und geschraubt. Eigentlich wollte ich große Maschinen entwickeln und habe deshalb Elektrotechnik studiert. Im Studium habe ich dann entdeckt, wie faszinierend die Welt der kleinen Strukturen ist. Unverändert geblieben ist der Wunsch, Dinge wirklich zum Funktionieren zu bringen. In der Forschung dauert das oft viele Jahre. Wir beginnen meist sehr früh mit einer Idee und treiben sie so lange weiter, bis daraus im besten Fall eine Ausgründung oder ein Produkt entsteht. Das ist auch hier gelungen.

Haben Sie eine Leidenschaft außerhalb Ihrer Arbeit?

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Familie und Kinder sorgen zuverlässig dafür, dass man den Kopf frei bekommt. Außerdem bin ich gern mit dem Kajak unterwegs. Dort kommen Natur, Bewegung und die Wellen zusammen. Als Physiker beobachtet man dabei sogar ganz nebenbei interessante Phänomene.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Bei mir sind es ebenfalls Familie und Natur, vor allem Wandern in den Bergen. Ab und zu gibt es auch zuhause Bastelprojekte wie zum Beispiel ein Teleskop im Garten.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Ich fahre gern Rad und versuche im Sommer, mit Zelt und Fahrrad bis ans Meer zu kommen. Nach einigen Tagen beschäftigt man sich nur noch mit den einfachen Fragen: Wo schlafe ich? Wo bekomme ich etwas zu essen? Das ist unglaublich erholsam. Außerdem pflege ich gemeinsam mit meiner Tochter Streuobstwiesen. Wir pflanzen neue Bäume und machen im Herbst Saft und Most.

Wie sehen Sie die Entwicklung Ihres Forschungs- und Technologiefeldes?

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Im Moment wächst im Bereich der Photonik und Halbleitertechnik alles mit einer enormen Dynamik. Viele Unternehmen fragen sich nicht mehr, ob bestimmte Ansätze prinzipiell funktionieren können, sondern vor allem, wie sie sich möglichst schnell umsetzen lassen und wie die Produktion skaliert werden kann. Die Lieferketten stehen unter enormem Druck – teilweise fehlen bereits einzelne Bauteile aufgrund der hohen Nachfrage. Für uns besteht die Herausforderung darin, diesen Wandel aktiv mitzugestalten und mit dieser Dynamik mitzuwachsen.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Für uns eröffnet die industrielle Umsetzung völlig neue wissenschaftliche Möglichkeiten. Erst weil heute Maschinen und Prozesse verfügbar sind, können wir auf dieser Grundlage weitere Technologien entwickeln. Daraus entstehen bereits die nächsten Ideen.

Wohin entwickelt sich das in den kommenden Jahren?

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Der wichtigste Markt sind derzeit Datenzentren und Anwendungen rund um Künstliche Intelligenz. Gleichzeitig entstehen weitere große Felder wie die Quantentechnologie oder integrierte optische Sensorik. Die integrierte Photonik ist wesentlich breiter, als vielen bewusst ist.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Ich glaube, die Entwicklung der Künstlichen Intelligenz steht erst am Anfang. Heutige Rechenzentren haben bei der Effizienz noch erheblichen Nachholbedarf. Deshalb wird die Optik in den kommenden Jahrzehnten immer kleiner, dichter und energieeffizienter werden. Hier steckt noch sehr viel Innovationspotenzial.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Wenn man den Vergleich zur Mikroelektronik zieht, dann befindet sich die Photonik heute ungefähr dort, wo die Elektronik in ihrer frühen Phase stand. Die Grundlagen funktionieren bereits, jetzt geht es darum, immer mehr Funktionen zu integrieren und neue Anwendungen zu erschließen.

Dr.-Ing. Philipp Dietrich
Der derzeitige KI-Boom treibt die Entwicklung zwar an, gleichzeitig entstehen viele Basistechnologien, die später weit über diesen Bereich hinaus genutzt werden können – etwa in der Medizintechnik, der Sensorik oder der Quantentechnologie. Deshalb ist es wichtig, heute die technologischen Grundlagen zu schaffen.

Dr.-Ing. Matthias Lauermann
Die Photonik ist in der Öffentlichkeit noch vergleichsweise wenig sichtbar. Jeder kennt Mikroelektronik, aber kaum jemand weiß, welche Bedeutung photonische Technologien inzwischen haben. Dabei besitzt dieses Gebiet ein enormes Potenzial – und Deutschland spielt dabei eine wichtige Rolle.

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos
Entscheidend ist, dass wir diesen Weg konsequent weitergehen. Erfolgreiche Technologiestandorte entstehen nicht durch einzelne Unternehmen, sondern durch ein ganzes Umfeld aus Forschung, Ausgründungen und Industrie. Die Photonik bietet dafür hervorragende Voraussetzungen.

Vielen Dank für das Gespräch.

Weitere Details

Lebensläufe

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos

13.04.1978

Geboren in Heilbronn

1997 – 2002

Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik an der Universität Karlsruhe (TH)
Abschluss als Diplomingenieur (Dipl.-Ing.), Schwerpunkt: Optische Nachrichtentechnik

2001 – 2002

Diplomarbeit in der „Ultrafast Optics“ Group am Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA

2002 – 2007

Promotion am Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ) der Universität Karlsruhe (TH) zum Dr.-Ing.
Thema: „Nanophotonic Devices for Linear and Nonlinear Optical Signal Processing“

2008 – 2010

Leiter der Technologieradare „Advanced Nanotools“ und „Metrology“ bei der Carl Zeiss AG, Oberkochen

Seit 2010

Professur (W3) für Photonik und Teratronik
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Seit 2013

Leiter des Instituts für Photonik und Quantenelektronik (IPQ) sowie Mitglied der Leitung des Instituts für Mikrostrukturtechnik (IMT) am KIT

Seit 2018

Wissenschaftlicher Sprecher des „Karlsruhe Center of Optics & Photonics“ (KCOP)

2025

Gastwissenschaftler bei Nubis Communications, New Providence (NJ), USA (Forschungssemester in der Industrie)

Stipendien

 

Studienstiftung des deutschen Volkes, Deutsch-Amerikanische Fulbright-Kommission,
DaimlerChrysler Stipendiatenprogramm Forschung und Technologie, Dr.-Jürgen-Ulderup-Stiftung

Mitgliedschaften

 

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), Optica (bis 2021 „The Optical Society“, OSA),
DGaO (Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik), VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.)

Ehrungen und Auszeichnungen

2007

Südwestmetall-Förderpreis

2011

ERC Starting Grant („EnTeraPIC“)

2012

Alfried Krupp-Förderpreis für junge Hochschullehrer

2017

ERC Consolidator Grant („TeraSHAPE“)

2014

Landesforschungspreis Baden-Württemberg

2017

ERC Consolidator Grant („TeraSHAPE“)

2017

Gips-Schüle-Forschungspreis

2018

Berthold Leibinger Innovationspreis (2. Preis)

2020

Falling Walls 2020 – Selected as one of the top ten in „Engineering and Technology“

2024

ERC Synergy Grant („Athens“), Koordinator

2025

Karl Heinz Beckurts-Preis

Ausgründungen

 

Vanguard Photonics GmbH / Vanguard Automation GmbH (2016/2017), SilOriX GmbH (2021),
Deeplight SA & Deeplight GmbH (2021), Luxtelligence SA (2022), Keystone Photonics GmbH (2023),
Teragear GmbH (2024)

Patente

 

Mehr als 40 Patentfamilien und Patentanmeldungen

Publikationen

 

Autor/Co‑Autor von mehr als 160 Publikationen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften; Autor/Co‑Autor von mehr als 320 Publikationen in Konferenzbeiträgen mit Peer Review; Autor/Co‑Autor von mehr als 430 Vorträgen und Konferenzpräsentationen

Dr.-Ing. Philipp Dietrich

04.06.1989

Geboren in Mainz

2008 – 2014

Studium der Physik an der Eberhard Karls Universität Tübingen
Abschluss als Diplomphysiker, Schwerpunkt: Mikrostrukturtechnik

2014 – 2021

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Promotion als Dr.-Ing. zum Thema „Functional Photonic Structures Fabricated by 3D Laser Lithography“

2016

Mitgründer der Firma Vanguard Automation GmbH, 2024 Verkauf an Mycronic

2021 – 2025

Technology Fellow bei Keystone Photonics

2024

Gründer der Firma Keystone Photonics GmbH, 2025 Verkauf an Formfactor

2024 – heute

CEO bei Keystone Photonics, ab 2026 als Sr. Director bei Formfactor

Stipendien

2010 – 2014

Dr. Johannes HEIDENHAIN Stipendium

2015

IBM PhD Fellowship

Ehrungen und Auszeichnungen

2018

2. Platz Berthold Leibinger Innovationspreis

Patente

 

Patentanmeldungen in mehr als 10 Patentfamilien

Publikationen

 

Autor/Mitautor von mehr als 40 Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Zeitschriften und begutachteten Tagungsbänden

Dr.-Ing. Matthias Lauermann

28.10.1984

Geboren in Schwäbisch Hall, Deutschland

2004 – 2012

Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik am Karlsruher Institut für Technologie
Abschluss als Diplomingenieur, Schwerpunkt: Integrierte Optik

2012 – 2015

Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Promotionsstudent am Institut für Photonik und Quantenelektronik des Karlsruher Instituts für Technologie

2017

Promotion zum Doktor der Ingenieurwissenschaften (Dr.-Ing.) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zum Thema „Silizium-organische Hybridbauelemente für die elektrooptische Hochgeschwindigkeits-Signalverarbeitung“

2015 – 2017

Senior Development Engineer in der Abteilung für High-Speed Test & Characterization bei Infinera Co. (jetzt Nokia), Sunnyvale, CA, USA

2017 – 2019

Senior Development Engineer bei Vanguard Photonics GmbH

2019 – 2022

Head of System Engineering bei Vanguard Automation GmbH

2022 – 2025

Head of RnD bei Vanguard Automation GmbH

Seit 2025

Technology Fellow bei Vanguard Automation GmbH

Stipendien

 

Stipendium der Helmholtz International Research School for Teratronics (HIRST)

Ehrungen und Auszeichnungen

2014

Honorable Mention, Maiman Outstanding Student Paper Competition (CLEO)

2025

Ausgewählt in die Photonics100 2026

Patente

 

7 Patentfamilien und Patentanmeldungen

Publikationen

 

Autor/Co‑Autor von mehr als 100 Publikationen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und in Peer‑reviewten Konferenzbeiträgen

Kontakt

Koordination und Pressekontakt

Christian Könemann
Pressesprecher
Karlsruher Institut für Technologie
Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 (0) 721 / 60 84 11 90
E-Mail: hristian.koenemann@kit.edu
Web: www.kit.edu

Sprecher

Prof. Dr. Christian Koos
Karlsruher Institut für Technologie
Institut für Photonik und Quantenelektronik
Engesserstr. 5
76131 Karlsruhe
Tel.: +49 (0) 721 / 60 84 24 91
E-Mail: christian.koos@kit.edu
Web: www.kit.edu

Beschreibung der Institute und Unternehmen zu ihren nominierten Projekten

3D-Druck auf der Nanoskala – Photonische Mikrochips und Lichtbrücken für die digitale Zukunft

Der selbstverständliche Zugang zu Information und die effiziente Verarbeitung großer Datenmengen sind zu zentralen technischen Grundlagen moderner Gesellschaften geworden. Diese Entwicklung spiegelt sich in globalen Megatrends wider: Künstliche Intelligenz (KI) ist dabei, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft in beispielloser Tiefe zu verändern und wächst derzeit schneller als jede bisherige Entwicklung in der Informations- und Kommunikationstechnik (IKT). Parallel dazu vernetzt das Internet der Dinge (IoT) die physische und digitale Welt mit bislang unerreichter Dichte. Milliarden intelligenter Geräte erfassen, teilen und nutzen Daten in Echtzeit und ermöglichen neue Formen von Effizienz, Transparenz und Automatisierung.

Obwohl diese Entwicklungen noch am Anfang stehen, stößt die zugrundeliegende technische Infrastruktur bereits an ihre Grenzen – insbesondere bei der Übertragung der gewaltigen Datenmengen, die die Grundlage massiv paralleler Verarbeitung in Hochleistungs-Datenzentren und KI-Clustern bilden. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, werden Daten zunehmend optisch übertragen – mit Licht statt mit elektrischen Signalen. Photonische integrierte Schaltungen (engl. Photonic Integrated Circuits, PIC) auf optischen Mikrochips stellen hierfür eine Schlüsseltechnologie dar: Analog zu elektronischen Mikrochips kombinieren sie eine Vielzahl von Bauelementen zum Senden und Empfangen von Lichtsignalen auf kleinstem Raum und verbinden damit hohe Funktionalität mit außerordentlicher Skalierbarkeit. Die Fertigung der photonischen Mikrochips selbst erfolgt dabei hochgradig parallel auf großen Halbleiterscheiben, sog. Wafern, und funktioniert bereits heute zuverlässig und in großem Maßstab. Der Flaschenhals bei der effizienten Massenfertigung entsprechender optischer Sender- und Empfängersysteme liegt jedoch in den nachgelagerten Schritten, insbesondere in der Aufbau- und Verbindungstechnik sowie dem Testen der fertigen Chips, die bislang häufig manuell und wenig automatisiert ablaufen.

Den Teams um Prof. Christian Koos, Dr. Philipp Dietrich und Dr. Matthias Lauermann ist es gelungen, mit ihrer Arbeit am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und in den beiden Ausgründungen Vanguard Automation GmbH und Keystone Photonics GmbH gleich zwei zentrale Herausforderungen der integrierten Optik auf einmal zu lösen: Das effiziente Testen optischer Schaltkreise auf Wafer-Ebene sowie den skalierbaren und flexiblen Aufbau leistungsfähiger optischer Systeme aus einzelnen Mikrochips mithilfe einer weitgehend automatisierten Verbindungstechnik.

Dazu werden hochauflösende 3D-Druckverfahren gezielt auf die integrierte Optik angewendet, um funktionale optische Strukturen direkt auf Chips und an Glasfasern herzustellen – mit Auflösungen von deutlich weniger als einem Mikrometer und einer Präzision im Nanometerbereich. Diese Druckverfahren nutzen ihrerseits wieder Licht als Werkzeug – ein fokussierter Strahl eines Femtosekundenlasers löst in einem lichtempfindlichen Material durch das Zusammenwirken mehrerer Photonen eine stark lokalisierte chemische Vernetzungsreaktion aus, die auch als Multiphotonen-Polymerisation bezeichnet wird. So entstehen frei geformte Lichtwellenleiter zwischen optischen Mikrochips oder zwischen Chips und Glasfasern, die in Anlehnung an die Aufbau- und Verbindungstechnik der Mikroelektronik auch als photonische Wirebonds bezeichnet werden. Die Form dieser 3D-gedruckten Verbindungen wird durch geeignete Algorithmen direkt an die zuvor gemessene Position der jeweiligen Bauteile angepasst, sodass eine aufwendige, präzise Justage überflüssig wird. In ähnlicher Weise lassen sich auch winzige Linsen direkt dort auf die Chips drucken, wo das Licht ein- und austritt und damit eine besonders verlustarme optische Kopplung erreichen – auch hier ist der entscheidende Vorteil, dass sich diese Strukturen mit extremer Präzision ausrichten und formen lassen.

Damit diese Technologie zuverlässig in der industriellen Praxis funktioniert, mussten aufbauend auf den am KIT erarbeiteten Grundlagen passende Maschinen und zuverlässige Prozesse entwickelt werden, die den Druckvorgang reproduzierbar und in großem Maßstab beherrschbar machen. Diese Aufgabe übernahm die Ausgründung Vanguard Automation GmbH – aus einem vielversprechenden Laborverfahren wurde damit eine industrielle Maschinen- und Prozessbasis, die die Grundlage neuartiger Multi-Chip-Systeme in der integrierten Optik bildet. Auf dieser Basis lassen sich insbesondere unterschiedliche Materialien effizient zu kompakten und leistungsfähigen Modulen kombinieren, statt sich auf ein einzelnes Materialsystem beschränken zu müssen.

Das Innovationspotenzial der Technologie ist allerdings nicht auf die optische Aufbau- und Verbindungstechnik beschränkt. So nutzte das Team die Möglichkeiten des Ansatzes gezielt, um ein weiteres, bislang offenes Problem der integrierten Optik zu lösen: Das effiziente Testen photonischer Schaltkreise auf Wafer-Ebene. Das grundlegende Problem: Optoelektronische Sender- und Empfängersysteme bestehen oft aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten – und werden komplett unbrauchbar, wenn auch nur ein einziges fehlerhaftes Bauteil verbaut wird. Bislang war es jedoch kaum möglich, optische Bauteile schon während der Fertigung auf Wafer-Ebene zu prüfen und defekte Komponenten frühzeitig auszusortieren, weil die empfindlichen Wellenleiterfacetten von optischen Schaltungen meist erst nach der Vereinzelung der Chips zugänglich sind.

Die Ausgründung Keystone Photonics GmbH hat hier einen ganz neuen Weg gefunden: Das Team nutzt die erarbeiteten Druckverfahren, um spezielle optische Messsonden mit optischen Freiformstrukturen herzustellen, die Licht in sonst nicht zugängliche Komponenten effizient ein- und auskoppeln. Damit lassen sich optische Mikrochips erstmals zuverlässig und in großem Maßstab auf Wafer-Ebene testen, fehlerhafte Bauteile frühzeitig aussortieren und so Kosten und Ressourcen sparen. Der Ansatz hat sich mittlerweile als ein zentraler Prozess innerhalb der Fertigungskette optoelektronischer Sender und Empfänger für KI-Cluster etabliert – eine wesentliche Voraussetzung dafür, solche Systeme überhaupt erst wirtschaftlich in großen Stückzahlen fertigen zu können.

Die Zukunftsaussichten sind glänzend: Die Technologien von Vanguard und Keystone treffen auf einen rapide wachsenden Markt, der insbesondere durch den Ausbau globaler KI-Infrastruktur getrieben wird, und eröffnen damit enormes wirtschaftliches Potenzial. Abgesichert werden die Innovationen durch ein immer weiterwachsendes Patentportfolio von mehr als 20 Patentfamilien, das sowohl grundlegende Verfahren als auch industrielle Prozess- und Systemtechnologien abdeckt. Das außerordentliche Potenzial wurde bereits erkannt: Beide Ausgründungen wurden mittlerweile von international führenden Konzernen übernommen, die die fokussierte Weiterentwicklung der Technologien als festen Bestandteil weltweiter Wertschöpfungsketten sicherstellen. So ist die Vanguard Automation GmbH heute Teil des schwedischen Konzerns Mycronic, einem international etablierten Hersteller von Produktionslösungen für die Elektronikindustrie, und die Keystone Photonics GmbH wurde durch FormFactor übernommen, einem international führenden Anbieter für Test- und Messtechnik in der Halbleiterindustrie. Die Einbettung in global etablierte Vertriebs- und Servicestrukturen ist eine entscheidende Voraussetzung dafür, dass sich die Ausgründungen mit ihren disruptiven Technologien schnell in den stark umkämpften internationalen Wertschöpfungsketten der KI-Industrie etablieren konnten und sich dort auch langfristig behaupten können. Die Kernkompetenz, Entwicklung und Fertigung bleiben dabei auch in Zukunft an den Standorten in Karlsruhe verankert und wachsen weiter: Schon heute sind insgesamt mehr als 70 hochqualifizierte Arbeitsplätze in der integrierten Photonik entstanden, mittelfristig wird ein Ausbau auf mehr als 200 Stellen erwartet.

Die Innovation profitiert dabei maßgeblich vom starken lokalen Innovationsumfeld rund um das KIT – und stärkt dieses Umfeld zugleich durch neue, hochqualifizierte Arbeitsplätze im Hochtechnologiebereich. Damit konnten beide Ausgründungen zugleich den Grundstein für ein lokales industrielles Ökosystem im Bereich der integrierten Optik legen, auf dessen Basis sich zukünftig weitere Innovationen aufbauen lassen.

Die Teams um Christian Koos, Philipp Dietrich und Matthias Lauermann haben neue technische Verfahren und Konzepte etabliert, mit denen sich optische Chips wesentlich effizienter und besser testen und verbinden lassen. Damit können leistungsfähige optische Systeme für Datennetze, Rechenzentren und Künstliche Intelligenz schneller, zuverlässiger und kostengünstiger entstehen als bislang – ein Ergebnis von Forschung und Innovation, die auch im globalen Maßstab einzigartig ist und einen Beitrag zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland leistet.