シリコンフォトニクスとは
シリコンフォトニクスとは、半導体の材料であるシリコンの上に、光を通す導波路や、光を変調する素子・受け取る素子をつくり込む技術です。電気信号と光信号を1つのチップで扱えます。電子回路と同じシリコンの製造工程(CMOSプロセス)を使えるため、光通信の部品を半導体と同じように大量に、小さく作れることが最大の特徴です。
これまでの光通信部品は、個別の光学部品を組み立てて作るのが一般的でした。シリコンフォトニクスでは、それをウエハー上にまとめて作ります。ただし、シリコン自体は効率よく光を出せません。そのため光源(レーザー)には別の材料を組み合わせるのが一般的です。
何ができるのか:AIデータセンターでの用途
主な用途は、データセンターで使う光トランシーバーです。サーバーやスイッチの間の信号を光で送ると、銅線より長い距離を、広い帯域で伝送できます。
いま注目されているのはAIの計算基盤です。SK hynixは公式の技術解説「Tech Note」で、数万基のGPUを使ってもAIが「待たされる」のはなぜかという問いを取り上げました。その答えとして示したのが、シリコンフォトニクスとCPO(Co-Packaged Optics)による「光のハイウェイ」です。CPOは、光を送受信する部分をスイッチやプロセッサーと同じパッケージに入れる方式です。電気で信号を運ぶ距離を短くすることを狙っています。なお、同社の解説について当サイトが確認できたのは見出しだけです。具体的な数値や同社製品との関係はわかっていません。
使い方:どう関わるのか
シリコンフォトニクスは、クラウドサービスのように契約してすぐ使うものではありません。関わり方は主に2つあります。
1つ目は利用者として関わる方法です。シリコンフォトニクスを使った光トランシーバーやスイッチを買い、データセンターのネットワークに組み込みます。ネットワーク設計者にとっては、帯域、消費電力、伝送距離を比べるときの選択肢の1つになります。
2つ目は開発者として関わる方法です。ファウンドリ(半導体の受託製造企業)が提供する製造プロセスを使い、自社の光チップを設計・試作します。光回路の設計に加え、レーザーとの接続やパッケージングの専門知識も必要です。
料金:いくらかかるのか
技術そのものに定価はありません。費用は、完成品の光トランシーバーやスイッチの購入代金、またはファウンドリでの試作・量産費用として発生します。金額は速度、数量、契約条件によって変わります。当サイトでは公開された相場を確認できていないため、具体的な金額は書きません。導入を検討する場合は、機器ベンダーやファウンドリに見積もりを依頼することになります。
誰が作っているのか・競合は
製造の担い手として当サイトが報じた例に、受託製造のTower Semiconductorがあります。同社と日本政府は、同社の国内拠点に総額約40億ドルを共同で投資します。内訳はTowerが30億ドル、経済産業省が10億ドルです。計画は3つあります。新潟県新井の休止中の200mm工場を、300mmのシリコンフォトニクス・光パッケージング拠点に転換すること。富山県魚津市の300mm工場を増産すること。その隣に300mmの新工場を建てることです。当サイトの記事見出しでは、これを「光半導体を40倍」と伝えています。
当サイトの記事以外の一般的な情報としては、Intel、TSMC、GlobalFoundriesなども、シリコンフォトニクスの製品や製造プロセスを手がけています。SK hynixのようなメモリメーカーも、この分野を技術テーマとして発信しています。光部品メーカー、ファウンドリ、メモリ・半導体メーカーが入り組んで競い合う分野です。


