LIGHTSPRING lève 3,1 millions d’euros pour s’attaquer au maillon faible des puces photoniques
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La deeptech bisontine Lightspring boucle un tour d’amorçage de 3,1 millions d’euros mené par Atlantic et OVNI Capital. Issue de travaux conduits au laboratoire FEMTO-ST, elle développe un procédé permettant de fabriquer directement sur les puces des interfaces optiques en trois dimensions. L’objectif est moins d’améliorer les circuits photoniques eux-mêmes que de résoudre l’un des principaux obstacles à leur industrialisation : leur connexion aux fibres, aux lasers et aux autres composants. Un problème appelé à devenir critique avec le développement des interconnexions optiques dans les infrastructures d’intelligence artificielle.
Les puces photoniques savent transporter et traiter de l’information avec de la lumière. Encore faut-il réussir à faire entrer cette lumière dans la puce, puis à l’en faire sortir.
C’est sur cette opération apparemment secondaire que se concentre Lightspring. Dans l’industrie photonique, la fabrication des circuits intégrés, ou PIC pour photonic integrated circuits, s’est considérablement structurée ces dernières années. Plusieurs plateformes industrielles permettent désormais de produire des circuits en silicium photonique, nitrure de silicium ou phosphure d’indium, mais leur assemblage avec les fibres optiques, les lasers et les autres puces reste beaucoup moins standardisé.
Il faut positionner les différents éléments avec une précision micrométrique, voire submicrométrique, mesurer le signal, corriger leur position puis immobiliser l’ensemble. Ces opérations d’alignement actif sont coûteuses, relativement lentes et difficiles à transposer à des volumes comparables à ceux de l’industrie des semi-conducteurs.
Lightspring estime ainsi que le packaging peut représenter environ la moitié du coût d’une puce photonique, contre environ 20 % pour sa fabrication en foundry. Si cette proportion varie considérablement selon les architectures, le diagnostic est largement partagé par l’industrie : à mesure que les PIC progressent, leur assemblage devient l’un des principaux obstacles au passage à la production de masse. Nanoscribe présente notamment la réduction de la complexité d’assemblage et des contraintes d’alignement comme un enjeu central du packaging photonique industriel.
Imprimer l’interface directement sur la puce
Lightspring propose de changer la manière de traiter le problème. Pour ce faire, la startup utilise la polymérisation à deux photons, ou 2PP, une technique de lithographie permettant de fabriquer en trois dimensions des structures de quelques micromètres avec une très grande précision. Plutôt que de tenter d’aligner parfaitement une fibre et un guide d’ondes, elle imprime directement sur la puce une structure optique adaptée à leur géométrie.
Microlentilles, guides d’ondes en trois dimensions ou éléments de mise en forme du faisceau peuvent ainsi servir d’intermédiaire entre les composants.
La technologie doit permettre de réaliser aussi bien des connexions entre une fibre et une puce qu’entre un laser et un circuit photonique, voire entre plusieurs chiplets. Lightspring vise des pertes inférieures à 0,5 dB par interface et veut supprimer le recours à l’alignement actif pour certaines configurations.
L’idée n’est donc plus de contraindre tous les composants à se rencontrer avec une précision extrême, mais de fabriquer l’interface qui s’adapte à leur position.
« Toute l’industrie travaille à rendre les puces photoniques plus rapides, alors que la lumière perd encore une part importante de son énergie au moment où elle entre ou sort du composant », explique Grégoire Bonnat, cofondateur et CEO de Lightspring. « Nous avons décidé de nous attaquer précisément à ce problème : construire l’interface optique de la même manière que le reste de la puce, dans une étape de fabrication reproductible. »
Transformer le packaging en objet programmable
La principale ambition de Lightspring ne réside toutefois pas dans l’impression 3D elle-même, et la startup développe ce qu’elle présente comme un Process Design Kit dédié au couplage optique 3D. Cette couche pourrait devenir beaucoup plus stratégique que les structures imprimées individuellement.
Dans l’industrie des semi-conducteurs, le PDK constitue l’interface entre la conception d’une puce et les capacités physiques d’une usine. Il décrit les composants disponibles, leurs caractéristiques, les règles de conception et les contraintes liées au procédé de fabrication. C’est notamment ce qui permet à un designer de concevoir un circuit qui pourra ensuite être reproduit industriellement.
Lightspring cherche à appliquer cette logique aux interfaces optiques : le concepteur d’un PIC pourrait à terme sélectionner une architecture de couplage, l’intégrer à son design puis générer les structures 3D et les paramètres nécessaires à leur fabrication. Le packaging cesserait ainsi d’être systématiquement conçu comme une opération spécifique réalisée en bout de chaîne pour devenir une couche prévue dès la conception.
C’est probablement là que se situe la proposition de valeur la plus importante de la jeune société : transformer une opération mécanique complexe en process programmable.
Adrià Grabulosa, aujourd’hui CTO de Lightspring, et Daniel Brunner, directeur scientifique de l’entreprise et directeur de recherche au CNRS, travaillent depuis plusieurs années au sein de FEMTO-ST sur l’intégration photonique additive en trois dimensions. Leurs travaux ont notamment porté sur des procédés compatibles CMOS et sur l’intégration de plateformes photoniques hybrides.
L’IA rapproche progressivement l’optique du processeur
Cette problématique de packaging prend une nouvelle dimension avec la montée en puissance des infrastructures d’intelligence artificielle.
Dans les clusters de calcul, une part croissante de l’énergie est consacrée non plus uniquement au calcul lui-même, mais au déplacement des données entre processeurs, mémoires et équipements réseau. Plus le nombre d’accélérateurs augmente et plus les débits progressent, plus les interconnexions électriques atteignent leurs limites en matière de consommation, de distance et de dissipation thermique.
L’industrie rapproche donc progressivement les interfaces optiques du compute. Après les modules optiques installés en façade des switches, une partie du secteur travaille sur le co-packaged optics, qui consiste à installer les composants photoniques directement dans le package ou à proximité immédiate des ASIC réseau et, à terme, d’autres accélérateurs.
Cette évolution améliore les performances des interconnexions, mais déplace aussi l’une des difficultés essentielles à l’intérieur du package. Il faut connecter ensemble ASIC, composants photoniques, lasers et fibres avec des tolérances extrêmement faibles, tout en conservant des processus compatibles avec une fabrication à grande échelle.
C’est précisément le marché que Lightspring veut adresser, et la startup prévoit de lancer des programmes de co-développement avec des industriels autour du co-packaged optics et des infrastructures IA.
Une technologie déjà disputée
Lightspring n’arrive cependant pas sur un terrain vierge. L’Allemagne dispose notamment de deux acteurs particulièrement avancés dans ce domaine. Vanguard Automation, désormais intégré au groupe suédois Mycronic, développe ses Photonic Wire Bonds, des guides d’ondes tridimensionnels imprimés entre des composants prépositionnés. Son offre associe machines, matériaux et logiciel et couvre, selon l’entreprise, aussi bien le prototypage que la production automatisée. Son logiciel BrightWire 3D identifie notamment automatiquement la position des guides d’ondes et des fibres avant de générer la structure correspondante.
Nanoscribe occupe une autre position importante et commercialise des systèmes de microfabrication 3D permettant d’imprimer directement des éléments optiques sur des fibres, des wafers ou des circuits photoniques. Sa plateforme Quantum X align revendique une précision d’alignement descendant jusqu’à 100 nanomètres et des pertes de couplage pouvant atteindre 1 dB ou moins selon les configurations. Des travaux réalisés avec ses équipements ont déjà démontré des connexions fibre-PIC présentant des pertes inférieures au décibel.
Être indépendant de la machine
Lightspring insiste notamment sur deux caractéristiques de son approche : elle serait indépendante des matériaux utilisés et des équipements de fabrication.
La première dimension répond à une particularité de la photonique. Contrairement à l’électronique, largement structurée autour du silicium, différents matériaux coexistent selon les applications. Le silicium photonique, le nitrure de silicium, le phosphure d’indium ou encore le lithium niobate présentent chacun leurs avantages et leurs contraintes.
Un système capable de connecter ces plateformes sans redévelopper intégralement le packaging pour chacune d’entre elles pourrait donc occuper une position intéressante dans la chaîne de valeur.
L’indépendance vis-à-vis de l’équipement est potentiellement encore plus importante. Nanoscribe ou Vanguard proposent des écosystèmes combinant équipements, procédés et logiciels. Si Lightspring parvient au contraire à faire fonctionner ses designs et ses recettes sur plusieurs plateformes de microfabrication, son produit pourrait progressivement devenir le process lui-même, plutôt que la machine qui l’exécute.
C’est ce qui pourrait rapprocher son modèle économique de celui d’un fournisseur de propriété intellectuelle et de procédés pour semi-conducteurs.
Les 3,1 millions d’euros doivent financer le passage du laboratoire à la ligne de production
Lightspring vient désormais financer cette démonstration industrielle. Le tour d’amorçage de 3,1 millions d’euros est mené par Atlantic et OVNI Capital, avec la participation de Concept Ventures, Ixcore, Plug and Play Ventures et plusieurs business angels issus de l’industrie. La société a parallèlement obtenu 350 000 euros en remportant le concours i-Lab et indique avoir sécurisé plus de 3,5 millions d’euros de financements dilutifs et non dilutifs.
Créée juridiquement à Besançon en 2026 par Grégoire Bonnat, Adrià Grabulosa et Daniel Brunner, Lightspring s’appuie cependant sur plusieurs années de travaux scientifiques antérieurs. Elle prévoit maintenant de renforcer son équipe en recrutant notamment dans la microfabrication, la caractérisation optique et le design de circuits photoniques, avec l’objectif d’atteindre une douzaine de collaborateurs. Son site présente déjà la technologie comme une plateforme destinée à transformer le packaging photonique en étape de fabrication programmable.
Le financement doit également servir à compléter le PDK, industrialiser les outils de conception et qualifier le procédé dans des conditions compatibles avec les exigences de clients industriels.
Le vrai test sera celui du rendement industriel
Une excellente connexion optique obtenue en laboratoire ne constitue pas encore un produit de semi-conducteur. Lightspring devra désormais montrer que la même interface peut être fabriquée des centaines, puis des milliers de fois avec des performances suffisamment homogènes. Les industriels regarderont autant les pertes optiques que le temps nécessaire à la fabrication, le rendement de la ligne, les variations entre composants et la tenue des structures dans le temps.
La question des matériaux polymères sera notamment importante. Température, humidité, vibrations, puissance optique et cycles thermiques imposeront des campagnes de qualification longues avant une adoption sur des applications critiques. Il ne s’agit plus seulement de savoir si la microfabrication 3D permet de réaliser une connexion performante, mais si cette connexion reste performante après plusieurs années, dans plusieurs environnements et sur des volumes industriels.
Du composant au standard industriel
À ce stade, plusieurs modèles économiques restent possibles pour Lightspring. La startup pourrait dans un premier temps réaliser elle-même le packaging pour ses clients, notamment dans le cadre de programmes de co-développement. Cette approche lui permettrait de conserver la maîtrise du procédé et d’accumuler les données nécessaires à sa qualification, mais imposerait progressivement des investissements industriels importants.
Une autre voie consisterait à transférer ses procédés vers des foundries, des spécialistes du packaging ou des OSAT. Lightspring fournirait alors le PDK, les designs, les recettes et la propriété intellectuelle nécessaires à leur mise en œuvre.
Ce modèle serait beaucoup plus scalable. Il ferait de la startup non plus un fabricant de composants optiques, mais un fournisseur de technologie intégré à la chaîne de conception et de production.
Tout l’enjeu sera de savoir si Lightspring peut imposer cette couche suffisamment tôt pour qu’elle devienne un standard utilisé par plusieurs plateformes.
Le marché ne l’attendra pas. Vanguard automatise déjà le photonic wire bonding et Nanoscribe accélère ses systèmes de lithographie alignée pour adresser la production photonique. La société bisontine doit donc aller vite, tout en franchissant les étapes de qualification qu’impose une industrie où une innovation ne devient réellement stratégique que lorsqu’elle peut être fabriquée plusieurs millions de fois.
Les 3,1 millions d’euros annoncés aujourd’hui financent ce passage. Pour Lightspring, la prochaine étape consiste à démontrer que cette interface peut devenir une brique industrielle reproductible, transférable et intégrée dès la conception des prochaines générations de puces photoniques.
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