Hot Chipsの話題も今回が最後。インテルの"4 Tb/s Optical Compute Interconnect Chiplet for XPU-to-XPU Connectivity"の話をご紹介したい。 光インターコネクトを利用して プロセッサー同士の接続を狙うインテル もともと、インテルは光インターコネクトに2000年代から熱心だった。それもシリコンオプティクス（シリコン製光学素子）を利用して、光インターコネクトを実現するのが目標だった。 下の画像は2006年のIDFにおけるJustin Rattner氏(当時のCTO)の基調講演のスライドなのだが、配線距離50cmあたりを境に、それより短いものは銅配線、長い物は光配線にするという壮大な野望のためのコンポーネントが次第にそろいつつあることをアピールしていた。 "Today's High Speed Interconnects"

本格離陸はまだ遠い？ 光電融合技術の最新動向を解説：大原雄介のエレ・組み込みプレイバック（1/4 ページ） 今回は、光電融合技術の一つであるCPO（Co-Packaged Optics）関連の話を取り上げる。IntelとBroadcomは、「Hot Interconnects 2024」「Hot Chips 2024」で最新のCPO技術について講演した。 2024年8月は相変わらずのIntelの苦境が伝えられ、また「Raptor Lake」の問題もまだ解決していないのだが、その辺の話は既にいろいろ報じられているのは見送るとして。NVIDIAの決算が良かったにもかかわらず、投資家からの評判がいまひとつで株価が下がった話も、技術的というよりは財務的な問題であって筆者のカバーする範囲ではないので見送らせていただく。 その代わりと言っては何だが、8月21日から「IEEE Hot Interconn

フランスの市場調査会社Yole Groupは2023年7月、ガリウムヒ素（GaAs）およびインジウムリン（InP）系化合物半導体に関する市場分析を発表した。同社は民生アプリケーションへの採用拡大が両市場の成長を加速するとしている。 フランスの市場調査会社Yole Group（以下、Yole）は2023年7月、ガリウムヒ素（GaAs）およびインジウムリン（InP）系化合物半導体に関する市場分析を発表した。同社は民生アプリケーションへの採用拡大が両市場の成長を加速するとしている。 GaAsはコスト面／小型化の利点で再躍進 Yoleによると、2023年第1四半期、データ通信および電気通信市場は、主に過剰在庫とハイパースケーラーおよびクラウドサービスプロバイダーからの光トランシーバー需要の低迷によって急減速。データ通信および電気通信インフラの主要部品であるInP系レーザーを手掛けるメーカーは過剰在

在沖縄米軍人向けの沖縄最古の英語情報誌「This Week on OKINAWA」の６月４日号が、沖縄近海の海底に敷設されている光海底ケーブルから中国製盗聴装置が発見されたことを報じている。 沖縄には現在、NTT、au、KDDI、AT＆Tおよび米軍による光海底ケーブルが敷設されており、日本本土、アジア各国、グアム、ハワイ、豪州へと結ばれている。大手通信会社の技術者の話によると、約５年前に沖縄近海の光海底ケーブルに中国製の盗聴器が取り付けられているのが発見されたという。総務省の元幹部は「当時は、通信局に所属していなかったので、盗聴器の映像は見ていない」と断わった上で「海底ケーブルに盗聴器が取り付けられていることは知っていた。そして、それは１回だけではなかった」と述べたという。 「This Week on OKINAWA」は1955年６月に月刊誌として創刊され、61年２月に週刊化された歴史ある

Foveros Directの第2世代は Bump Pitchが9μmになる 次が(4)のFoveros Directについて。連載第682回では「9μmピッチかどうかは将来公開する」という話だったが、今回ついにこれが9μmであることが明示された。 ちなみにこの先に関して言えば、Foverosは微妙だがFoveros Directは5μm未満のBump Pitchを目指していることも今回示された格好だ。 ガラスベースのSubstrateと Co-Package Opticsが提供予定 最後が(5)の次世代インターコネクト向け。これは要するに、より高速な信号を通すための仕組みである。現在ではPCIeやUCIeでもだいたい32Gbpsあたりが信号速度のピークであり、GDDRも20Gbpsくらいであるが、すでにイーサネットの世界ではレーンあたり100Gbps(56G PAM-4)を超えて200G

三菱電機は、光ファイバー通信用のチューナブルレーザーダイオードチップ「ML9CP61」を開発した。デジタルコヒーレント通信の大容量化と光トランシーバーの小型化に対応した製品となる。 チップで供給、光トランシーバーに適したパッケージ設計が可能に 三菱電機は2022年9月、光ファイバー通信用のチューナブルレーザーダイオードチップ「ML9CP61」を開発したと発表した。デジタルコヒーレント通信の大容量化と光トランシーバーの小型化に対応した製品となる。 ML9CP61は、400Gビット/秒の光トランシーバー標準規格（OIF-400ZR01.0）に準拠した広い波長帯に対応するなど、デジタルコヒーレント通信の大容量化を可能にする製品。1～16チャネル分の異なる発振波長を持つ16個のDFB（分布帰還型）レーザーを並列に配置したアレイ構造とした。 しかも、チップを温度制御することで、波長をチャネルごとに約

大規模レーザー集積実現の鍵は「リン化インジウム」 Mader氏は、「大規模なレーザー集積を可能にする重要なコンポーネントの1つが、リン化インジウムだ。シリコンフォトニクスウエハー上でリン化インジウムを直接加工することで、半導体メーカーはスケーラビリティとコストメリット、電力メリット、従来のシリコンフォトニクス技術では達成できなかったレベルの信頼性を実現できる」と説明している。 「1波長あたり200Gの伝送速度を容易に実現できる当社のリン化インジウム変調器は、シリコンのみの変調器に対して優れた優位性があると確信している。電力効率に関しても、当社の変調器は非常に低損失である。レーザーも、半導体における損失がわずか数パーセントでこちらも損失が低い。このように素子の損失と素子間の損失が少ないため、電力効率において他社を圧倒している」（Mader氏） Mader氏は信頼性については、シリコンへ直接放

ルネサス エレクトロニクスは8月27日、100％子会社であるルネサス セミコンダクタマニュファクチュアリング(RSMC)の滋賀工場について、8月31日付で集約を完了し、集約後の土地について、アーク不動産に譲渡することを発表した。 同社は、滋賀工場について2018年6月に合理的かつ安定的な製品供給を継続する運営が困難になると判断したとし「今後2～3年をめどに工場閉鎖および集約を行う」と発表していたが、滋賀工場の化合物半導体の生産ラインについては、生産ラインのコンパクト化による生産効率の維持・改善により、高い成長が期待される光通信市場を中心に事業の拡大を目指していた。 しかし、2020年5月に近年の技術・価格競争の激化によるシェアの低下などから今後の継続的な収益確保が難しいという判断し、レーザーダイオード(LD)ならびにフォトダイオード/フォトディテクタ(PD)事業からの撤退を決定したことに伴

図2にCo-packaged Opticsを使用したPCBの概念図を示す。 光トランシーバーに接続する電気配線を1本当たり100Gbit/s以上に高速化しようとすると、伝送損失の少ない基板を使用しなければならない。一般的にそのような基板は高価であるため、必要最小限の面積の基板上にASICと光トランシーバーを搭載・高速接続し、それをPCBに固定する方式が考えられている。IC実装におけるMulti-chip Module (MCM)と同じ概念である。このような構造を実現するのが本稿で扱うCo-packaged Opticsだ。ちなみに電源や低速の制御信号などは、PCBと高速基板の間を電気コネクターで接続する。 しかし、図2のような絵は描けても、まだ、データセンターオペレーター、システムベンダー、ICベンダーや光部品サプライヤーにおいては、実現の指針や開発技術の明確化は始まったばかりである。 例

九州大学は、電気光学ポリマーを用いた超高速光変調器の開発に成功した。1チップで最大毎秒200Gビットの信号を発生、高い熱安定性を有することも確認している。 並列化でリンク速度を1.6Tビットに拡張可能 九州大学先導物質化学研究所の横山士吉教授と呂國偉博士らによる研究グループは2020年8月、電気光学ポリマーを用いた超高速光変調器の開発に成功したと発表した。1チップで最大毎秒200Gビットの信号を発生、高い熱安定性を有することも確認している。 ポリマーを用いた光変調器は、従来の無機半導体系（ニオブ酸リチウムやシリコン、インジウムリンなど）光変調器と比べ、伝送速度や消費電力などに優れている。研究グループもこれまで、光信号伝送のデータレートが毎秒100Gビットという光変調器の研究を行ってきた。今回の成果は、開発目標としてきた値の2倍となる高速伝送を達成した。日産化学と共同で、実用化に向けた電気光

光変調器の試作例（電界吸収（EA）変調器）とまとめ（後編）：福田昭のデバイス通信（154） imecが語る最新のシリコンフォトニクス技術（14）（1/2 ページ） 電界吸収変調器（EA変調器）を試作して測定した、静特性と動特性の結果を解説する。さらに、EA変調器の他、マッハツェンダ変調器（MZ変調器）とリング変調器のベンチマーク結果をまとめる。そこから分かることは何だろうか。 電界吸収変調器（EA変調器）の静特性 今回は前後編の後編である。前編を覚えておられない方や未読の方は、あらかじめ前編を読まれてから、本編をお読みすることを強くおすすめする。 後編では、電界吸収変調器（EA（Electro-Absorption）変調器）を試作してその性能を測定した結果を説明する。そしてまとめとして、これまでに試作された3種類の光変調器の性能を示す。 電界吸収変調器（EA変調器）を試作して特性した結果に

リージョナル・データセンター間相互接続に使用される光トランシーバー 図4にMicrosoftのDCIの構成を示す。Tear1はLeaf、Tear2はSpineスイッチに相当する。リージョナル・データセンター間接続では、Spineスイッチのソケットに、波長多重可能な80km伝送の光トランシーバーを直接挿入する。Spineから出た光信号はそのまま光多重して伝送され、波長分離して送信先データセンターのSpineで受信される。 この東西トラフィック接続はRegion内データセンター群のLeaf/Spineスイッチネットワークの部分ネットワークである。このため、その伝送速度はLeaf/Spineと同じである。データセンターのスイッチネットワークの伝送速度が100GbE（ギガビットイーサネット）の場合、DCIも100GbEである。さらに、経済性やメンテナンス性などからデータセンター内のスイッチと同一の

京都大学の研究グループは北陽電機と共同で、フォトニック結晶レーザーを搭載した光測距システム（LiDAR）の開発に成功した。自動運転を目指す自動車や建設機械などの用途に提案していく。 発振面積の拡大で、100m超級の光測距も可能に 京都大学工学研究科の野田進教授や吉田昌宏助教らによる研究グループは2020年6月、北陽電機と共同で、フォトニック結晶レーザーを搭載した光測距システム（LiDAR）の開発に成功したと発表した。自動運転を目指す自動車や建設機械などの用途に提案していく。 LiDARの光源には半導体レーザーが用いられている。しかし、ブロードエリアタイプと呼ばれる従来の半導体レーザーでは、高出力時にビーム品質が著しく劣化したり、ビーム整形のために複雑なレンズ系が必要であったり、太陽光などの影響を受けたりするなど、課題もあった。 研究グループはこれまで、フォトニック結晶レーザーの開発を行って

10G光トランシーバーでは、MSA（Multi-Source Agreement）がシステムベンダーとサプライヤー双方に有益であり、市場拡大やビジネス戦略として重要であることが認識された。 だが、次世代40Gは期待したほど大きな市場規模とはならなかった（筆者も現場にいたので、なぜそうなったかについてはいろいろ意見もあるのだが、また別の機会に執筆したい）。一方で、市場規模こそ、10Gほどではなかったが、40Gによってハイパースケールデータセンターが生まれたことは確かである。 40Gは巨大なファイバーインフラを有するテレコムで必要とされ、伝送システムやルーターで300-pin MSAトランシーバーが採用された。 データコム光トランシーバーではVCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）や回路基板は高速化が困難であったため10G×4でリンクを定義した

現在のハイパースケールデータセンターは数万平方メートルもの敷地に巨大な建物を建て、その中に数十万から百万台以上のサーバが設置され、巨大なネットワークで接続されている。 設備投資と運用コストを下げるためにスケールを追求する競争は「Web 2.0」のブームに乗って2010年前後に始まった。現在も巨大なデータセンターの建設が進められている。図1に、Facebookが建設中の巨大プロジェクトを示す。今年（2018年）3月に起工式を行い、2023年の完成（2020年に一部運用を開始）を目指している、6つの巨大な倉庫のような建物から成るデータセンターだ。 2016年の時点で、ハイパースケールデータセンターを所有するのは24社である。Amazon Web Services（AWS）、Salesforce、Google、Microsoft、Oracle、Facebook、Apple、eBay、騰訊（テンセ

スペースXがいよいよ高速インターネット衛星網Starlink（スターリンク）の構築を開始、5月24日に最初の60機の衛星打ち上げに成功した。この衛星網が前半の4000機を達成した時点で「光ファイバー網よりも低遅延で通信が可能」だという専門家の分析がある。 スターリンク衛星網は、当初は1年に1000～2000機のペースで打ち上げを目指し、1440機の衛星を打ち上げた段階で世界規模で通信可能な「フルカバレッジ」を達成する。高度550キロメートルに4409機（LEO衛星と呼ぶ）が揃うと、Ku帯、Ka帯という高周波数帯で地上と通信する衛星網が完成する。さらに、より高周波数帯の衛星を高度340キロメートルの軌道に7518機（VLEO衛星と呼ぶ）を打ち上げるという構想だ。 衛星間では光通信（レーザー通信）を行うことが予定されており、これが実現すれば、電波よりも高速に通信できるようになる。打ち上げ前のイ