Švicarska tvrtka Luxtelligence S.A. iz Lausanne ušla je u ekskluzivni klub najinovativnijih dobavljača Europske svemirske agencije (ESA) nakon što je na sajmu Space Tech Expo Europe 2025 u Bremenu 20. studenoga 2025. dobila prestižnu nagradu ESA Innovation Award. Riječ je o priznanju koje naglašava koliko je za europsku svemirsku industriju važno razvijati nove, napredne fotoničke čipove sposobne odgovoriti na eksploziju podatkovnog prometa – od kvantnih računala do satelitskih komunikacijskih sustava.

Nagrada je dio šireg programa procjene dobavljača ESA-e, u okviru kojeg Agencija svake godine nagrađuje tvrtke koje podižu ljestvicu u pogledu kvalitete, pouzdanosti i inovativnosti. Uz Luxtelligence, koji je preuzeo nagradu za inovacije, ove su godine istaknute i tvrtke OHB iz Njemačke te Huld iz Finske, čime ESA šalje jasnu poruku da bez vrhunskih industrijskih partnera nema sigurne i konkurentne Europe u svemiru.

Što predstavlja ESA Innovation Award

ESA Innovation Award dio je sustava nagrada koje Agencija dodjeljuje dobavljačima na temelju višegodišnje suradnje, rezultata u projektima te doprinosa cjelokupnoj europskoj svemirskoj zajednici. U sklopu tog sustava dodjeljuju se, među ostalim, nagrade za izvrsnost (Excellence Award) i inovacije (Innovation Award). Dok nagrada za izvrsnost naglašava dosljednu kvalitetu isporuka i upravljanja velikim programima, nagrada za inovacije fokusira se na tvrtke koje razvijaju tehnologije koje mogu promijeniti pravila igre.

Ovogodišnja dodjela održala se na štandu ESA-e na sajmu Space Tech Expo Europe 2025 u Bremenu, jednoj od ključnih europskih priredbi posvećenih svemirskoj industriji i pratećim tehnologijama. Upravo je u tom okruženju Luxtelligence istaknut kao primjer kako se dugogodišnje fundamentalno istraživanje može pretvoriti u konkretne proizvode spremne za tržište – i to u području integrirane fotonike, koja je danas jedan od strateških stupova naprednih komunikacijskih sustava.

Nagradu je u ime ESA-e uručila Britta Schade, voditeljica Odjela za kvalitetu, koja je pritom naglasila da se Innovation Award ne dodjeljuje samo za pojedinačni uspjeh, nego za cjelovit pristup inovacijama. U slučaju Luxtelligencea to znači sustavno uklanjanje ključnih prepreka koje su godinama kočile širu primjenu naprednih fotoničkih sklopova u svemirskim misijama – prije svega problema s podešavanjem (tunabilnošću), graničnim vrijednostima napona i snage te zahtjevima za industrijskom proizvodnjom.

Luxtelligence: od EPFL-a do prve europske platforme ove vrste

Luxtelligence S.A. proizašao je iz istraživačkog okruženja École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), jedne od vodećih europskih institucija u području fotonike i kvantnih tehnologija. Tim okupljen oko laboratorija za integriranu fotoniku godinama je radio na tome kako tankoslojne feroelektrične materijale – ponajprije litijev niobat (LiNbO₃) i litijev tantalate (LiTaO₃) – pretočiti u optoelektroničke čipove spremne za masovniju proizvodnju.

Za razliku od klasičnih silicijskih fotoničkih platformi, feroelektrični tanki filmovi omogućuju iznimno brzu modulaciju svjetlosti uz niže gubitke i niže pogonske napone. Takva kombinacija svojstava idealna je za potrebe podatkovnih centara, telekomunikacijskih mreža nove generacije, kvantnih komunikacija, ali i za zahtjevne svemirske aplikacije u kojima svaki vat snage i svaki gram mase igraju presudnu ulogu.

Luxtelligence je prva europska tvrtka koja komercijalno nudi optoelektroničke fotoničke integrirane sklopove bazirane na tankoslojnim feroelektričnim materijalima i cilja nadmašiti postojeći standard silicijske fotonike. Tvrtka se pozicionira kao specijalizirani dobavljač čipova od tankoslojnog litijeva niobata i litijeva tantalata, s fokusom na vrlo široku propusnost, niske gubitke i stabilnost u zahtjevnim radnim uvjetima.

Iako se slična istraživanja i pilot-proizvodnje u području naprednih fotoničkih čipova provode u Sjedinjenim Američkim Državama i Kini, Luxtelligence je među prvima u Europi koji tu tehnologiju pretvaraju u zrele proizvode namijenjene industrijskim korisnicima. Pritom se oslanja na snažan multidisciplinarni tim u kojem sudjeluju stručnjaci za fotoniku, elektroniku, kvantne tehnologije, materijale i industrijsko inženjerstvo.

Zašto su optičke komunikacije strateško pitanje

Optička komunikacija, bilo putem optičkih vlakana ili slobodnog prostora, postala je ključna infrastruktura za suvremeno digitalno društvo. Kako raste potražnja za prijenosom podataka – pokretana širenjem 5G i budućih 6G mreža, cloud usluga, umjetne inteligencije i kvantnog računarstva – tako raste i pritisak na postojeće telekomunikacijske i podatkovne mreže.

U zemaljskim komunikacijama prijelaz s bakrenih vodova na optička vlakna već je omogućio skokovit rast kapaciteta, ali sve te mreže u pozadini trebaju kompaktne, štedljive i skalabilne optoelektroničke čipove koji svjetlosni signal pretvaraju u električni i obrnuto. Chip-based optoelektronika, kakvu razvija Luxtelligence, srce je takvih sustava: modulatore, pojačala i druge fotoničke blokove koji određuju koliko podataka možemo prenijeti po jednom kanalu i uz koliku potrošnju energije.

Kada se na to nadodaju svemirske aplikacije – satelitske širokopojasne mreže, optičke veze između satelita, komunikacija satelit-zemlja te buduće kvantne komunikacijske mreže – postaje jasno zašto ESA optičke komunikacije smatra strateškim područjem. Free-Space Optical (FSO) komunikacija, odnosno prijenos svjetlosnog snopa kroz atmosferu ili vakuum, omogućuje visoke brzine prijenosa bez potrebe za teškim i kompleksnim radiofrekvencijskim antenama.

Tehnologija koju razvija Luxtelligence izravno cilja upravo takve scenarije. Njihovi čipovi mogli bi postati jezgra budućih optičkih terminala za satelite, zemaljske postaje i međusatelitske veze, gdje je važno postići maksimalne brzine uz minimalnu potrošnju energije, visoku otpornost na zračenje i pouzdan rad tijekom godina u orbiti.

Rješavanje ključnih uskih grla u integriranoj fotonici

Integrirana fotonika već desetljeće slovi kao tehnologija budućnosti, ali njezino punokrvno uvođenje u svemirske sustave kočilo je nekoliko vrlo konkretnih problema. Prvi je tunabilnost – mogućnost finog podešavanja svojstava komponenti poput rezonatora i lasera kako bi se kompenzirale proizvodne tolerancije i promjene u radu. Drugi je problem graničnih vrijednosti napona i snage, budući da visoki pogonski naponi otežavaju integraciju s postojećom elektronikom i povećavaju potrošnju energije. Treći izazov je sama industrijska proizvedivost: kako laboratorijske procese pretvoriti u pouzdanu serijsku proizvodnju.

Luxtelligence je uz podršku ESA-inih programa Discovery i NAVISP Element 1 razvio tehnološku platformu koja adresira sva tri problema istodobno. Njihov proizvodni proces temelji se na preciznom mikrostrukturiranju tankoslojnih feroelektričnih materijala, pri čemu se postižu iznimno glatke vodilice svjetlosti i vrlo niski optički gubici. Time se otvara prostor za modulatore koji rade na višim brzinama, pri nižim naponima i uz manje zagrijavanje.

Prema dosadašnjim demonstracijama, čipovi tvrtke Luxtelligence postižu brzine prijenosa reda veličine stotina gigabita u sekundi po jednom kanalu, pri čemu je pokazana transmisija blizu 400 Gb/s, otprilike četiri puta brža od tipičnih rješenja temeljenih na silicijskoj fotonici. Takvi rezultati upućuju na to da bi buduće generacije čipova mogle omogućiti i terabite u sekundi po jednom optičkom linku, što je izravno u skladu s potrebama podatkovnih centara i satelitskih mega-konstelacija.

Dodatna je prednost to što Luxtelligence svoju tehnologiju razvija i industrializira u europskim proizvodnim pogonima. Umjesto oslanjanja na dobavljače izvan kontinenta, ESA i europska industrija dobivaju domaći izvor ključne komponente za buduće komunikacijske sustave, čime se smanjuje geopolitički rizik i jača tehnološki suverenitet Europe.

Tri ESA-ine aktivnosti koje su otvorile put nagradi

U obrazloženju nagrade ESA posebno ističe pet projekata iz područja fotonike, od kojih su tri financirana kroz programe Discovery i NAVISP Element 1 i izravno povezana s radom Luxtelligencea. Ta su istraživanja imala za cilj ukloniti konkretne tehničke prepreke koje su dosad sprječavale uvođenje naprednih fotoničkih integriranih sklopova u svemirske misije.

Visokogustoćni litijev niobat za modulatore niskog napona

Prva aktivnost, pod nazivom “High density Lithium Niobate integrated photonic circuits for high-speed low-voltage modulators”, usmjerena je na razvoj visoko integrirane fotoničke platforme na bazi tankoslojnog litijeva niobata. Ključni cilj bio je prenijeti EPFL-ov laboratorijski proces nanoobrade – uključujući specifičnu tehnologiju premaza poput “diamond-like carbon” (DLC) – u industrijsko okruženje kojim upravlja Luxtelligence.

Tijekom 18-mjesečnog projekta razvijen je skup temeljnih građevnih blokova (process design kit, PDK) koji uključuju visokobrzinske modulatore s niskim pogonskim naponom, valovodne vodilice, rezonatore i druge komponente nužne za složenije fotoničke sklopove. Time je postavljen temelj za prvu europsku komercijalnu platformu ove vrste, dostupnu i vanjskim korisnicima koji žele razvijati vlastite čipove na litijevu niobatu.

Erbijem dopirani fotonički pojačivači na čipu

Druga aktivnost, “Erbium-doped photonic integrated circuit-based amplifier”, razvijana je u suradnji s tvrtkom DEEPLIGHT i fokusirala se na izgradnju optičkog pojačivača na čipu dovoljno kompaktnog i robusnog za svemirske uvjete, a da pritom zadrži performanse usporedive s terestričkim sustavima. Erbij je odavno poznat kao ključni element u optičkim pojačivačima za telekomunikacijske valne duljine oko 1550 nm, no izazov je bio integrirati ga u fotoničku platformu na tankoslojnom litijevu niobatu.

Projekt je pokazao da se istim proizvodnim tehnikama koje Luxtelligence koristi u svojoj tvornici mogu izraditi i pojačivači na čipu, spremni za kvalifikaciju u svemirskim misijama. Takav pristup otvara mogućnost izgradnje potpuno integriranih optičkih lanaca – od modulatora do pojačala – na jednoj monolitnoj platformi, što pojednostavljuje dizajn sustava, smanjuje masu i povećava pouzdanost.

Tanki film litijeva tantalata: sljedeći korak u razvoju platforme

Treća, još uvijek aktivna ESA-ina aktivnost, “Thin-film Lithium Tantalate on Insulator Photonics”, istražuje uporabu litijeva tantalata (LiTaO₃) kao komplementarnog materijala litijevu niobatu. Litijev tantalate dijeli mnoga korisna svojstva litijeva niobata – poput snažnog elektrooptičkog učinka – ali nudi i dodatne pogodnosti, primjerice u pogledu frekvencijskog širenja, otpornosti na visoke temperature ili stabilnosti određenih optičkih parametara.

Luxtelligence u sklopu ovog projekta primjenjuje svoju postojeću tehnologiju jetkanja i obrade na novu platformu, s ciljem postizanja ultraniskih optičkih gubitaka i vrlo kvalitetnih rezonatora na litijevu tantalatu. Ako se ti ciljevi ostvare, otvorit će se vrata novoj generaciji integriranih izvora svjetlosti i frekvencijskih češljeva koji bi mogli igrati važnu ulogu u kvantnim komunikacijama, preciznim mjerenjima i naprednim navigacijskim sustavima.

Od fundamentalnih istraživanja do industrijskog uspjeha

Nagrada ESA Innovation Award za Luxtelligence dolazi u godini u kojoj Agencija obilježava pola stoljeća svojih temeljnih aktivnosti istraživanja i razvoja. Programi osnovnog istraživanja, koji su započeli još tijekom 1970-ih, osmišljeni su upravo kako bi spremno dočekali trenutak kada nove tehnologije sazriju za praktičnu primjenu. Iz te perspektive priča o Luxtelligenceu primjer je kako se dugoročna ulaganja u fundamentalnu fotoniku, kvantne tehnologije i nove materijale mogu pretvoriti u konkretnu industrijsku platformu.

U svibnju 2025. u Firenci je održano obilježavanje 50 godina osnovnog istraživanja ESA-e, na kojem su se okupili arhitekti najuspješnijih ESA-inih misija i poduzetnici koji danas grade buduću svemirsku infrastrukturu. Luxtelligence je među tvrtkama koje u takvom okruženju pokazuju kako rezultati laboratorijskih eksperimenata prelaze u industrijski svijet – i to upravo u trenutku kada Europa okreće sve više pozornosti suverenosti u kritičnim tehnologijama.

Za ESA-u i njezine partnere, ovakav primjer uspjeha potvrda je da programi Discovery i NAVISP Element 1 imaju ključnu ulogu u spajanju istraživačkih institucija i industrije. Financiranjem rizičnijih, ali potencijalno revolucionarnih ideja u ranim fazama razvoja, Agencija daje priliku tvrtkama poput Luxtelligencea da demonstriraju tehnologije koje bi inače ostale zatvorene u laboratorijima ili bi otišle izvan Europe.

Implikacije za buduće misije i industriju

Tehnologije koje razvija Luxtelligence imaju neposredne implikacije za niz budućih misija i komercijalnih projekata. U kratkom roku, fotonički čipovi na bazi litijeva niobata i litijeva tantalata mogli bi se naći u optičkim terminalima za satelite koji pružaju širokopojasni internet, u međusatelitskim linkovima za razmjenu velikih količina podataka te u eksperimentalnim kvantnim komunikacijskim demonstratorima.

U srednjoročnom razdoblju, kako se proizvodi dodatno standardiziraju i spuste troškovi proizvodnje, iste bi se platforme mogle proširiti i na podatkovne centre na Zemlji. Visokobrzinski modulatori niskog napona i integrirani pojačivači mogli bi smanjiti potrošnju energije u mrežnoj opremi, što je posebno važno u kontekstu stalnog rasta potrošnje električne energije zbog digitalizacije i umjetne inteligencije. Time optoelektronički čipovi iz svemirske domene postaju dio šireg trenda “zelenije” i učinkovitije digitalne infrastrukture.

Dugoročno gledano, integrirana fotonika na feroelektričnim tankim filmovima mogla bi postati temelj čitave nove generacije kvantnih i svemirskih sustava. Precizni frekvencijski češljevi, integrirani laserski izvori, ultraosjetljivi senzori i kompaktne kvantne komunikacijske platforme samo su neki od smjerova u kojima se ova tehnologija može razvijati. Nagrada ESA Innovation Award signal je da europska svemirska zajednica već sada računa na takve mogućnosti te daje poticaj da se taj razvoj odvija unutar Europe.

Luxtelligence, kao relativno mlada tvrtka koja se razvila na temelju akademske izvrsnosti i strateške podrške ESA-e, pokazuje da je prijelaz od ideje do industrijskog proizvoda moguć i u zahtjevnim visokotehnološkim nišama. Za europsku svemirsku industriju to je ohrabrujući znak da kontinent može zadržati i povećati svoju ulogu u globalnoj utrci za bržim, sigurnijim i održivijim komunikacijskim sustavima – na Zemlji i u svemiru.