データセンターやAIサーバーでは、チップ間・サーバー間の通信量が急増している。

主な背景：

・AIモデルの巨大化

・データセンターの大規模化

・高速ネットワークの需要

従来の電気配線では、通信距離が長くなるほど信号劣化や消費電力が増加する。

そのため、長距離・高速通信では光通信が有利になる。

シリコンフォトニクスでは、半導体基板上に光回路を形成する。

主な構成要素：

・レーザー（光源）

・光導波路

・変調器

・フォトディテクタ

電気信号を光信号に変換し、光導波路を通して伝送し、再び電気信号に戻すことで高速通信を実現する。

光通信には、電気配線にはない多くの利点がある。

主なメリット：

・高速通信

・長距離伝送が可能

・電磁ノイズの影響が少ない

・消費電力の削減

特にデータセンターでは、サーバー間通信の電力消費が大きな課題となっており、光通信技術の導入が進んでいる。

近年では、光通信技術を半導体チップに直接統合する研究も進んでいる。

代表的な方向：

・光I/Oチップ

・光インターコネクト

・光スイッチ

これにより、チップ間通信を光で行う 光コンピューティング の可能性も議論されている。

シリコンフォトニクスにはまだ多くの課題も存在する。

主な課題：

・レーザーのチップ統合

・製造コスト

・熱管理

・パッケージ技術

特に光部品と電子回路を統合するためには、従来とは異なる設計・実装技術が必要となる。

それでもAI時代のデータ通信需要を考えると、光半導体は今後ますます重要な技術になると考えられている。

・AI時代では高速通信技術が重要

・光通信は電気配線より高速・低消費電力

・シリコンフォトニクスが研究開発の中心

・光I/Oや光コンピューティングが次世代技術

１．なぜAI時代では光通信技術が注目されているのか？

２．シリコンフォトニクスの基本構造にはどのような要素があるか？

３．光半導体技術が普及するための課題は何か？

 

 

 

 

コラム監修：角本 康司 (オーティス株式会社)
語学留学や商社での企画開発を経て2011年にオーティス株式会社入社。経営企画部を中心に製造・技術部門も兼任し、2018年より代表取締役として事業成長と組織強化に努めている。

 

※本記事は教育・啓発を目的とした一般的な技術解説であり、特定企業・製品・技術を示すものではありません。