חדשנות במהירות האור

לפני כמה שנים החליטו ברשות החדשנות לתת לתעשיית הלייזרים בישראל דחיפה משמעותית. ההחלטה הובילה להקמתו של מאגד ALTIA (ראשי תיבות של Advanced Laser Technologies for Industrial Applications) ב-2016. ד”ר קובי לסרי, מנכ”ל וי-ג’ן (V-Gen), מונה להיות יו”ר המאגד. וי-ג’ן, שהוקמה ב-1998 וכיום היא חלק מחברת MKS Instruments Inc., מפתחת ומייצרת לייזרים מבוססי סיב אופטי ליישומים תעשייתיים וביטחוניים.

ד”ר לסרי מספר על הקמת המאגד: “לייזרים נחשבים לחלק חיוני ממגוון תעשיות מתקדמות שהפכו חלק בלתי נפרד מחיי היומיום שלנו: מחשבים, טלפונים חכמים, כלי רכב, מיקרו-אלקטרוניקה, מכשור רפואי ועוד. בעולם שבו התעשיות הדינמיות האלו מציגות שיפורים טכנולוגיים מהותיים כל שנה – גם רף הדרישות ממערכות הלייזר מטפס למעלה ללא הפסקה. יצרני מערכות הלייזר עומדים בפני אתגרים גוברים מבחינת דרישות של דיוק, רזולוציה, אמינות, מהירות, קצבי ייצור ומבנה עלויות. 

“התעשייה הישראלית היא מהמובילות בעולם בהרבה תחומים עם טכנולוגיות פורצות דרך בתחום הסייבר, ביו-טכנולוגיה, מיקרו-אלקטרוניקה ועוד”, מתאר ד”ר לסרי. “במקביל, יש פה קבוצות מחקר מובילות עולמית בתחומי האלקטרו-אופטיקה. ברשות החדשנות זיהו את הפוטנציאל להפוך גם את תעשיית הלייזרים למובילה בדור העתיד והתמיכה הזאת בתשתיות ובחדשנות טכנולוגית נותנת יתרון תחרותי עצום לתעשייה הישראלית”. 

כך נולד מאגד אלטיה כמיזם מחקר ופיתוח של הדור הבא של טכנולוגיות לייזר מתקדמות. למטרה זאת התאגדו יחדיו שש חברות מסחריות וקבוצות מחקר מובילות בתחום פיזיקת לייזרים ורכיבים פוטוניים מהמוסדות המחקריים הבאים: הטכניון, מכון וייצמן והאוניברסיטאות העברית, בר-אילן, בן גוריון ותל אביב. בנוסף שותפים במאגד מכון לב והמרכז הישראלי לפוטוניקה מתקדמת בשורק.

מצד התעשייה שותפות במאגד שלוש חברות לייזרים מובילות – וי-ג’ן, סיוון ואל-אופ – ושלוש חברות מתחום הרכיבים: רייקול, שמייצרת גבישים אופטיים; הולו, שמייצרת אלמנטים אופטיים דיפרקטיביים מתקדמים, ואורבוטק, שמייצרת מערכות ופתרונות לתהליכי ייצור בתעשיית האלקטרוניקה והיא משתמשת הקצה של הלייזרים המפותחים במאגד. העשייה במאגד מבוססת על כך שכל משתתף תורם לקבוצה את חלקו בצורת המומחיות והניסיון שיש לו – וכולם עובדים יחדיו בשיתוף פעולה מלא. המאגד מתכנס אחת לרבעון, וכל קבוצת מחקר עורכת פגישות עצמאיות על פי הצורך.

ד”ר לסרי: “שיתוף הפעולה בין החברות וקבוצות המחקר של אלטיה מוצלח מאוד. הידע הרב שנוצר בפיתוח טכנולוגיות הלייזר תורם לחיזוק כושר התחרות של חברות הלייזרים והרכיבים. למרות שאנחנו בחברות השונות פועלים באותו תחום, אנחנו לא מתחרים אחד בשני, אלא משתפים פעולה באופן יוצא מהכלל וזה משרת את הצרכים של כולנו”.

עובדים מתוך שליחות 

ד”ר לסרי מפרט לגבי פעילותו של מאגד אלטיה ברמה המקצועית: “המאגד הוקם במטרה לפתח טכנולוגיות גנריות לייצור לייזרים תעשייתיים מתקדמים, עם יכולות לפולסים ואורכי גל קצרים בהספקים גבוהים, תוך כדי ייעול והוזלה של תהליכי הייצור והצבת תעשיית הלייזרים הישראלית במעמד מוביל בעולם בתחום זה, שרק הולך ומתפתח. 

“היכולות האלו יאפשרו ללייזרים לעמוד בדרישות ההולכות וגוברות מהם כחלק מתהליך שיאפשר חדשנות טכנולוגית בעיבוד של חומרים מתקדמים כמו פולימריים, סיליקון ותרכובות אורגניות, שיידרשו לדור הבא של תעשיית הרכב, הטלפונים החכמים האנרגיה המתחדשת ועוד. 

“בהתאם לחזון הזה הגדרנו למאגד אבני בניין הכוללות פיתוח טכנולוגיות מתקדמות ללייזרים בפולסים קצרים, אורכי-גל קצרים והספקים גבוהים. בנוסף, המאגד שם דגש על רכיבים אלקטרו-אופטיים ייעודיים המאפשרים את פיתוח הלייזרים המתקדמים והקמת תשתית מערכתית להדגמת היישומים השונים”. 

ד”ר אייל שקל, מנכ”ל סיוון טכנולוגיות מתקדמות (Civan Advanced Technologies), חברת היי-טק שמתמחה בפיתוח ויצור לייזרים רבי הספק, לקח גם הוא חלק בהקמת המאגד. ד”ר שקל: “היו לנו באלטיה שלושה מסלולים: מסלול של לייזרים ספציפיים לתעשייה, מסלול של טכנולוגיות הרכיבים שנדרשו לכל הלייזרים, ומסלול היישומים – כדי לבדוק שהלייזרים שבנינו עונים על דרישות המשתמש הסופי”.  

ד”ר שקל מתאר את המעורבות של רשות החדשנות בעבודת המאגד: “מהניסיון האישי שלי, הרשות לחדשנות עושה ניסים ונפלאות. זה גוף מעולה שבראייה הכוללת מחזיר עצמו בגדול. כשהם עוזרים לחברה כמונו ובזכות זה אנחנו מעסיקים 130 עובדים ומייצרים הכנסות ויוצרים מוצרים, אני חושב שזה לא יסולא מפז. 

“הבוחנים של רשות החדשנות שעובדים מולנו הם אנשים שמכירים את התעשייה והאינטראקציה איתם תורמת לנו. לפעמים הם מכירים לנו נושאים, לקוחות וגופים שאנחנו לא מכירים והחיבורים האלו מועילים מאוד. אלה אנשים שלא באים למשרה ממשלתית בשביל הבטחת הכנסה, אלא מתוך שליחות ורצון לתרום – וזה בא לידי ביטוי בעבודה היומיומית”. 

סינרגיה ברמת האישית והמקצועית

“אנחנו נמצאים בשנה השלישית והאחרונה של המאגד”, אומר ד”ר שקל. “בעיניי הוא מצליח מאוד, וזאת משתי סיבות מרכזיות. הסיבה הראשונה היא שעמדנו ביעדים: גם פיתחנו את הלייזרים שהיינו צריכים לפתח וגם פיתחנו את הטכנולוגיות שהיינו צריכים לפתח. סיוון, למשל, עשתה במאגד שני דברים: המצאנו לייזר ירוק וערכנו רשימה של טכנולוגיות הנדרשות לכל הלייזרים של כל המשתתפים. בשתי המשימות עמדנו בכל היעדים. אפילו יש לנו כבר לקוחות ללייזר הירוק שפיתחנו במאגד – וזאת תוצאה מצוינת. 

“הלייזר הירוק שפיתחנו הוא לא הראשון בעולם, אבל יש הבדל עצום ביכולות שלו לעומת האחרים. הלייזר שלנו יודע לתת אנרגיה באורך גל של 530 ננומטר, ובניגוד לכל הלייזרים האחרים הוא רציף ולא פולסי. יש לו הספק גבוה מאוד ויכולת מיתוג מאוד מהירה – אפשר להדליק ולכבות אותו 50 מיליון פעמים בשנייה, שזה מאוד ייחודי. אם רוצים לעבד חומרים, לבצע ריתוך, חיתוך או הדפסת תלת מימד, אורך הגל הזה הרבה יותר טוב מאשר הלייזרים הקיימים היום.

“הסיבה השנייה להצלחה נזקפת לזכות שיתוף הפעולה בין כל החברות שלוקחות חלק במאגד: במסגרת המאגד נוצרו קשרי עבודה מאוד טובים שיימשכו גם אחריו ובמסגרות אחרות. סיוון, למשל, תמשיך בוודאות את קשרי העבודה ושיתופי הפעולה עם כל מי שעבדנו איתם, כולל קבוצות המחקר. אנחנו כבר עכשיו עובדים גם מחוץ למאגד ביחד”.

“ההובלה וההתנהלות במאגד מצוינות”, מספר ד”ר שקל, “וזאת, בין היתר, בגלל שברמה האישית יש ידידות טובה בין כל המשתתפים וזה מאוד תורם לעבודה ולסינרגיה בין החברות”.

גם ד”ר לסרי מרוצה ביותר מתוצאות המאגד: “עשינו פריצת דרך טכנולוגית עולמית בתחום של לייזרי סיב פולסיים לאורכי גל קצרים תוך כדי שמירה על גמישות, יעילות, אמינות והוזלה של תהליכי הייצור לדור הבא של היישומים התעשייתיים. אחת הדוגמאות לשיתוף פעולה פורה היא שילוב טכנולוגיה חדשנית להמרת תדר יעילה שמפותחת בקבוצה של פרופ’ עדי אריה מאוניברסיטת תל אביב, גבישים של חברת רייקול ורכיבים שמפותחים על ידי קבוצות שונות במאגד. הטכנולוגיה נמצאת עדיין בשלבי פיתוח אבל הפוטנציאל המסחרי עצום ליישומים תעשייתיים כגון עיבוד תאים סולריים, מעגלים מודפסים, מסכים גמישים ועוד. 

“דוגמה נוספת לשיתופי פעולה עם הישגים מרשימים היא פיתוח טכנולוגיות אמינות ויעילות ליצירת פולסים קצרים בקבוצה של פרופ’ גדי אייזנשטיין מהטכניון ופרופ’ אבי פאר מאוניברסיטת בר-אילן ביחד עם וי-ג’ן וסיוון. גם שיתוף הפעולה של אלאופ וסיוון עם המרכז לפוטוניקה מתקדמת לפיתוח רכיבים ייחודיים יאפשר לחברות יכולת ייצור עצמית של כלל מרכיבי הלייזר. חשוב לציין שעל פי חוק המאגדים, הידע שנוצר במאגד הוא של כלל המשתתפים וכולם יוצאים נשכרים ממנו”. 

הטכנולוגיה מקדימה את היישומים

“בעקבות המאגד יצרו החברות גם שיתופי פעולה בינלאומיים חשובים” מספר ד”ר לסרי. “בנוסף לבדיקת יישומים בתחום המיקרו-אלקטרוניקה על ידי חברת אורבוטק, חיפשנו חברות גדולות נוספות גם מחוץ לישראל לבחינת יישומים שונים של הלייזרים המפותחים במאגד לתעשיות מתקדמות שונות. למשל, יצרנו שיתוף פעולה עם חברת בוש מגרמניה לבחינת הטכנולוגיות לתעשיית הרכב. בנוסף, יצרנו גם קשר עם יצרן בינלאומי מוביל של טלפונים חכמים שבימים אלה בודק את הלייזר שפותח במאגד ליישומים שישולבו בדור הבא של הטלפונים המודרניים. 

“הקשרים הבינלאומיים שיצרנו על הדרך מובילים אותנו לדור הבא של היישומים התעשייתיים ופותחים אפשרויות ליישומים חדשים. במאגד לקחנו תחומים שבהם ישראל לא היתה מובילה עולמית – ואנחנו מריצים אותם קדימה עם טכנולוגיות שמקדימות את יישומי העתיד. 

“יש פה הצלחה מאוד חשובה למאגד ובמקביל גם לחברות עצמן. גם חברת וי-ג’ן וגם חברת סיוון, למשל, הצליחו לפתח את הלייזרים הראשונים המתבססים על הטכנולוגיות הייחודיות של המאגד, והן כבר קרובות להתחלת שיווק של הדגמים הראשונים שנמצאים בשלבי בדיקה מתקדמים אצל לקוחות פוטנציאליים.

“התהליך היה מהיר גם בזכות הסינרגיה בין הטכנולוגיות המפותחות במאגד ובין החזון של החברות. יש כאן שיתופי פעולה פנטסטיים עם הון אנושי שמוביל בתחום ונותן לנו את הערך הטכנולוגי המוסף שמאפשר התמודדות טובה יותר עם התחרות הקיימת בשוק. 

“העבודה לא תיגמר כשהמאגד ייגמר. קיבלנו כאן טריגר לפתח טכנולוגיות, אבל שלוש שנים זה לא הרבה. את הדברים העיקריים, שאנחנו כבר מזהים כבעלי פוטנציאל עצום, כל חברה לוקחת את זה ביחד עם האקדמיה וממשיכה את הפעילות מעבר לסיום הפיתוח. זאת הגשמת החזון של המאגד”.  

האקדמיה מסתכלת קדימה

ד”ר שקל מספר על שיתוף הפעולה הלא מובן מאליו בין התעשייה והאקדמיה: “העבודה של התעשייה עם האקדמיה מאתגרת ביותר. זה מתחיל כבר בכך שצורת ההסתכלות האקדמית על תוכנית עבודה, לוחות זמנים ועמידה ביעדים היא שונה לחלוטין מזו של העולם המסחרי. 

“באקדמיה יש אתגרים רבים בעת ביצוע שיתוף פעולה עם התעשייה. הקמה של צוות לשיתוף פעולה עם התעשייה מאוד מורכבת בגלל שיכול לקחת זמן רב לגייס סטודנטים לצוות ויש תחלופה של סטודנטים שדורשת זמן להכשרת החדשים. היכולת של האקדמיה להתחיל תוכנית בטרם התקבלו כל האישורים גורמת להם לעבוד בלוח זמנים ארוך יותר מאשר חברות בתעשייה.

“מצד שני, יש חשיבות רבה לעבודה עם האקדמיה מכמה סיבות: הראשונה היא חשיפה לפרופסורים ולקבוצות המחקר שלהם ולמה שהם עושים, לידע ולחשיבה שלהם. השנייה היא שזאת דרך מצוינת לעבוד על נושאים שעוד 5-3 שנים יהפכו לטכנולוגיה. אנחנו בחברה עובדים היום על נושאים שרלוונטיים להיום – אבל חשוב לנו לשמור על יתרון תחרותי. עם האקדמיה אנחנו יכולים לעבוד על נושאים עתידיים. סיבה שלישית היא שזאת הזדמנות להכיר סטודנטים מעולים שנוכל לגייס בהמשך לעבודה בחברה. 

“אני חושב שהפתרון לשיפור העבודה בין אקדמיה לתעשייה הוא קודם כל הגדלת תקציבים לאקדמיה. אם נותנים לכל קבוצה תקציב שבקושי מספיק להחזיק סטודנט, קשה להתקדם. לכן עדיף פחות קבוצות ויותר תקציב לכל אחת. מצד שני, חשוב לקבל מהאקדמיה נכונות לעבודה בקצב המקובל בתעשייה.

“דבר נוסף שהייתי עושה, ברמה רחבה יותר, זה להכניס למודעוּת גם של האוניברסיטה וגם של חברות המסחור שזה טוב לעבוד עם התעשייה. במילים אחרות, הרבה פעמים המחלקות באוניברסיטאות מאוד לוחצות על הפרופסורים שיפרסמו והם לא מקבלים קרדיט על עבודה מול התעשייה. אם היו נותנים להם הכרה על עשיית משהו מועיל לתעשייה בדיוק כמו על כל מאמר שהם מפרסמים, זה היה נותן להם יותר מוטיבציה. 

“אנחנו עובדים עם קבוצות מחקר מאוניברסיטאות באירופה ושם זה לגמרי אחרת. כלומר, האוריינטציה מאוד מעשית. בגרמניה, למשל, עבודה עם התעשייה זאת השאיפה של האקדמיה. הם עובדים עם תקציב של מיליארד יורו בשנה וכל מה שהם עושים זה לסייע לתעשייה. הייתי שמח לראות בארץ יותר מהגישה הזאת”. 

עמי אפלבום, יו”ר רשות החדשנות והמדען הראשי במשרד הכלכלה, מציין כי פוטוניקה הינה אחת מטכנולוגיות הצמיחה המתקדמות של תעשיית ההיי-טק בישראל. בימים אלה רשות החדשנות הינה שותפה להקמת מרכז הפוטוניקה בשורק. מרכז זה יהווה מרכז ידע למו”פ ויספק שירותים לתעשייה דוגמת מצעים לדיודות לייזר, ייצור סיבים אופטים באופן עצמאי, משלב חומרי הגלם ועד סיב מגולגל.