L’innovation en photonique sur silicium au Canada puise ses sources dans une occasion d’apprentissage pratique lancée il y a plus de dix ans par CMC Microsystèmes et un jeune professeur de l’Université de la Colombie-Britannique.

« En 2008, la photonique sur silicium n’était pas encore à l’avant-plan. Personne n’avait trouvé de manière de l’exploiter efficacement », explique Dan Deptuck, scientifique en optoélectronique chez CMC. « À l’époque, nous peinions à trouver une technologie pour la formation des étudiants. Nous avons ensuite appris que nous pouvions avoir accès aux opérations de fabrication de puces dans une fonderie internationale, à un prix très bas. En discutant avec Lukas Chrostowski sur l’ajout éventuel d’une composante de fabrication photonique dans son cours sur les lasers, j’ai suggéré la photonique sur silicium. »

Chrostowski, alors nouveau professeur adjoint de génie électrique et informatique à l’UCB, a saisi l’occasion. « J’ai toujours été motivé à donner des cours qui comportent un volet pratique, comme la conception et la mise à l’essai », dit-il.

En quelques semaines, avec son collègue Nicolas Jaeger, il a créé le premier cours de cycle supérieur au monde sur la conception, le prototypage et la mise à l’essai de circuits intégrés nanophotoniques. Plus tard la même année, avec l’aide de Deptuck et de l’IMEC, le plus grand centre de recherche indépendant de l’Europe en matière de nanoélectronique et de nanotechnologie, près d’une douzaine d’étudiants ont pu voir leurs conceptions transformées en réelles puces.

Le moment était bien choisi : un an plus tard, le cours attirait son premier client industriel, TeraXion. Grâce à cet apprentissage, l’entreprise basée au Québec a été en mesure de réaliser en une année des avancées importantes en matière de R et D sur un nouveau produit, tout en épargnant temps et argent. « Le cours leur a donné des indications sur le potentiel et le rendement de la photonique sur silicium, plus tôt que n’importe qui d’autre, et c’est devenu une partie importante de leur entreprise », ajoute Deptuck.

Les conséquences sur les étudiants ont été encore plus profondes. « J’ai été surpris de la rapidité avec laquelle les étudiants ont commencé à publier des articles à partir de leurs projets », indique Chrostowski.

La participation universitaire et industrielle a augmenté, et en 2012, le CRSNG a octroyé à Lukas Chrostowski et à une équipe de professeurs de plusieurs universités canadiennes une subvention d’une durée de six ans dans le cadre de son Programme de formation orientée vers la nouveauté, la collaboration et l’expérience en recherche (FONCER). C’est alors que l’initiative SiEPIC est née. Celle-ci visait à développer le cours en un programme complet de formation, avec un volet de recherche et des stages dans l’industrie. Les services de fabrication industrielle de la fonderie singapourienne Advanced Micro Foundry, auxquels le service de fabrication de CMC donne accès, continuent d’être un élément clé de ce programme.

« J’ai été surpris de la rapidité avec laquelle les étudiants ont commencé à publier des articles »

Grâce à du financement supplémentaire du CRSNG et de Prompt, un consortium de plus de dix entreprises, CMC et les universités Laval, McGill, McMaster et UCB ont amorcé des activités de prototypage avancé rapide (SiEPICfab) en 2019 afin de soutenir le prototypage de la photonique sur silicium.

En tout, c’est plus de 400 chercheurs et étudiants du Réseau national de conception du Canada qui ont renforcé la réputation du Canada en matière d’innovation des circuits intégrés nanophotoniques grâce à leur formation SiEPIC.

Des entreprises, comme les multinationales Ciena, Celestica, Keysight et Huawei Canada, ont également tiré parti de la situation en embauchant des diplômés très bien formés grâce à CMC, ajoute Dan.

Aujourd’hui, Lukas est emballé par l’avenir de la photonique sur silicium dans des domaines émergents comme l’apprentissage machine, l’intelligence artificielle, les capteurs et l’informatique quantique.

Une bonne partie de cette effervescence provient de l’idée de voir ses diplômés repousser les limites de la technologie dans l’industrie. « Les étudiants sont très recherchés. Ceux qui obtiennent leur diplôme disposent d’un choix de 50 à 100 entreprises pour y travailler : le monde leur appartient! J’en tire une énorme satisfaction. »

« Je suis extrêmement reconnaissant envers CMC et les professeurs partout au Canada qui ont contribué à réaliser le programme », ajoute-t-il. « C’est merveilleux de collaborer sur quelque chose qui a des effets aussi marqués. »

Crédit photo : Jeff Vinnick/Photo Features

juin 2020