特許情報からみた次世代フォトニクスネットワーク実現への道光電融合材料・技術［2025］

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　光と電気、通信業界と半導体メーカーの連携で、加速している次世代フォトニクスネットワーク実現への道、その第一段階として光電融合関連の材料・技術の動向にフォーカスしてお届けします。例年、産業界で注目の分野や材料に焦点を当て、その技術動向を特許情報とともに幅広く俯瞰してきた菅田氏による、待望の［2025］セミナー。

　新市場・分野における技術・特許調査や分析は、技術キーワードが未確立、情報が断片化・不足している等、難易度が高いと言われる中、これまでも「5G・6G材料」や「メタマテリアル」などの最先端テーマの調査・分析と講演に取り組み、好評を博してきた菅田氏が、本年は「光電融合」に焦点を当て、コンソーシアム動向や業界連携もにらみながら解説。
　幅広く分野を横断しての特許・情報収集、そしてそこからの考察のコツ、さらには、後発でも勝てる特許出願戦略なども交えながら解説しますので、新規事業や新規開発テーマを探索をしている方にもおすすめの一講です。

　生成AIの進化がデータセンター（DC）の電力消費を急増させただけでなく、光通信によるデータトラフィックの向上を求めています。DCにおけるデータトラフィックの増加は指数関数的であり、既存の電気配線では対応が困難になりつつあります。DCの急激なトラフィック増大に伴い、光伝送技術は長距離通信（テレコム）だけでなく、DC内のサーバ間や情報通信機器ボード上の短距離配線においても必須なものとなっています。
　データ転送処理量の拡大に対応するため、伝送周波数の高周波化が必要となり、電気的伝送では減衰が過大となるため、伝送損失の少ない光伝送に置き換えていく必要があります。これが、IOWN（Innovative Optical and Wireless Network）の中心技術であるAPN（All Photonics Network）の基本思想です。その第一段階として、産業界では伝送距離に応じて電気と光を自在に使い分ける光電融合（PEC：Photonics Electronics Convergence／CPO：Co-Packaged Optics）への取り組みが進められています。IOWNの最終形態であるAPNをめざし、第一段階となる次世代DCインフラ構築では、光通信と光電融合を組み込み、消費電力の大幅な低減とデータ処理の高速化の実現を目指しています。ですから、電気信号が優位な状況にある対象には電気回路を、光信号の優位性が確保できている対象には光回路を用いるのが、光電融合と捉えることができます。

　現状では、コンピューターとネットワークは、電気と光でつながっていますが、電気は遅く、エネルギーを使い過ぎます。そこで、ネットワークについては、電気信号への変換なしに、エンドツーエンドで、光で接続するAPNの実現が目指されているわけです。ですから、コンピューターの内部回路にも、光を用いるべきですが、現状の光においては、電気ほどは各種デバイスの量産性は整っておらず、しかもその量産実現にはそれなりの時間を要することも分かっています。そこで、まずはコンピューターの内部回路でも、できるだけ電気を使わずに、光でつなぐことが目指されています。これこそが、光電融合の本質と考えられます。
　これまでの光I/O（入出力）は機器の箱の表面までで、内部はすべて電気回路です。ですから、箱の内部に入って来た多量のデータはパラレルに変換し、送り先で1つのデータに戻す必要があります。機器内部のさまざまな電気デバイスの性能は急速に向上していますが、現状はその間のデータ伝送が足枷となっています。機器の箱の中まで光でつながれば、この無駄は解消されます。しかも、光のI/Oを直付けし、「光のインターコネクト」で高効率伝送ができれば、性能向上・遅延削減・エネルギー効率の改善など、多様な効果も期待できます。

　データ爆増時代を乗り越える次世代技術として期待される光電融合は、その実用化への道を大きく前進させています。半導体メーカーと通信業界の連携、そして革新的な製造プロセスの確立が、DCやAIシステムにおける劇的な性能向上と省エネルギー化を現実のものとしつつあります。国際的なコンソーシアムや標準化団体が光電融合の標準化を推進しており、異なる企業の製品間での相互接続性を確保するための取り組みも進んでいます。これにより、個別の企業が開発した技術が広く普及するための道筋がつけられつつあります。
　本セミナーでは、「知財戦略や戦略的特許出願、さらには特許情報の読み解き方」を踏まえ、光電融合／Co-Packaged Optics、更にはチップレットなどに関する取り組みの俯瞰を試みます。

1. はじめに 2. 公開情報：業界／企業／技術開発動向の入手・把握 3. 光電融合／CPO（Co-Packaged Optics）への取り組み：特許情報検索～業界／企業／技術開発の動向把握 4. 先行特許への戦略的対抗策は？ 5. 技術者視点からみた特許出願戦略／特許情報把握の要諦 6. IWON構想が示す社会的な技術課題と技術課題解決への取り組み 7. 光電融合／CPO（Co-Packaged Optics）に取り組む企業 8. 光電融合とチップレット
9. 光電融合部材に取り組む企業
10. 特許情報からみた光電融合部材への取り組み
11. まとめ　～ビジネスモデルの視点から

［キーワード］IOWN　APN　CPO（Co-Packaged Optics）　チップレット　インターポーザ　外部光源　PCI接続コネクター
接着剤　フェルール　接合材　基板　光変調器　光導波路　ビルトアップ材料　メンブレンフォトニクス

知的財産権のリサーチ・コンサルティングやセミナー業務に従事する傍ら、「特許情報までも活用した企業活動の調査・分析」、さらには活動の幅を広げ、知財情報をベースとする連載執筆など、知財アナリストの知見を活かした業界動向分析を多分野にわたり行っている。現在では「企業活動に役立つ、知的財産に関わるコンサルティング活動」にも取り組んでいる。公的依頼公演も多数。

●過去講演セミナー例
・後発でも勝つための知的財産・事業参入戦略
・特許情報からみた５Ｇ材料開発戦争［2021］
・特許情報からみた5G・6G材料開発戦争［2022］
・特許情報からみたBeyond 5G材料開発戦争［2023］  
・特許情報からみた メタマテリアル／メタサーフェス［2024］

■講師より
前もって「ご質問事項」「リクエスト」などをお送りいただければ、可能な範囲で「配布資料」に反映させていただきます。ご参加者の方々とのディスカッションを交えながら、解説と事例紹介を進めることで、セミナーをより実践的なものにしたいと考えております。