データセンター向け光電融合CPO(Co-Packaged-Optics)技術の現在から近未来への展望

セミナー趣旨

　データセンター向け半導体市場はフィジカルAI時代を迎えて拡大し続けている。しかし、その拡大を阻む最大の要因はデータセンター消費電力の急増であり、この対策は国家の成長戦略上も重要な施策になっている。NIVIDAは2025年にスーパーコンピュータ用のスイッチトレイQuantumにTSMC製造の光電融合CPO (Co-Packaged-Optics)を初採用、消費電力低減に効果が高いことを示した。さらに、2026年は汎用的なイーサ―ネットのデータセンター向けでスイッチトレイSpectrumにもCPOを導入することをCES2026で公表した。
　上記のように、光電融合CPOは今後の消費電力低減のキー技術である。今後もさらなる電力低減を目指し、多くの新技術がCPOに搭載あるいは組み合わされていく可能性が高い。具体的には、温度耐性に優れた量子ドット（QD）レーザ、伝送遅延を極限まで低減する中空コアファイバー（HCF)、高速光変調を実現する薄膜ニオブ酸リチウム(TFLN)、さらに光コネクトのスイッチそのものにMicro LEDアレイで電力低減１/10を試作確認した米国Avicenaの提案、などがある。
　本セミナーでは、まず、製品適用が始まったばかりの光電融合CPOを支える、Solid core光ファイバー、DFB半導体レーザ、さらにはTSMCのCPOチップに搭載されているSiフォトニクスのMRM変調器、Geフォトダイオード（Ge PhD）それぞれの動作原理、構造、製造方法を詳細に解説する。次に、NVIDIAの2030年以降を含むAI プラットホーム、およびTSMCのCPOのそれぞれのロードマップを解析、2028年にはGPU、HBM搭載の第3世代CPOに加え、TFLN、QDレーザ、HCFの導入、2030年以降ではガラスインターポーザを使ったCPOのComputerトレイ化の、素子断面構造を推定する。また、NVIDIAのスイッチトレイSpectrumの光コネクト伝送系に使われるDSP付きプラガブル、LPO、CPOの消費電力、伝送系の配線数などを定量的に比較解析する。
　最後に、SerDesが作り出す200Gbps高速シリアル信号をベースにした現在のCPOを含む光伝送系に対して、全く発想の異なる2Gbpsの低速Micro LEDのパラレルの伝送系で現CPOに比べ1/10の低消費電力を試作検証したAvicenaのLight Bundle技術を解析、SerDesを使ったCPOのロードマップ技術と比較する。

受講対象・レベル

・半導体での光電融合CPOあるいはSiフォトニクスに関する、装置の企業、大学の研究機関で設計、開発業務に対して最新の光電融合CPOの技術動向の知見を得たいと考えている方
・光電融合CPOの関連材料、装置の企業、大学の研究機関で市場動向マーケッティグ、営業、企画に対して、最新技術動向の基礎理解を望まれる方

必要な予備知識

・高校卒業レベルの物理、化学の知識
・この分野に興味のある方なら、専門的な予備知識は必要ありません。

習得できる知識

・光電融合CPOとこれにQDレーザ、中空コアファイバー（HCF）、薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）、Micro LEDの新技術を加えたデータセンター向け光伝送技術の市場動向
・データセンター内光伝送理解に必要な、光ファイバー、DFB半導体レーザ、Coupe2.0に搭載されたSiフォトニクスのMRM変調器、Ge PhDの動作原理、構造、製造方法の技術習得
・NVIDIAのAI プラットホーム、TSMCのCPOロードマップに含まれる2028年適用可能性の第3世代CPO、2030年以降のガラスインターポーザ適用予定の素子の断面構造の情報取得
・NVIDIAのQuantum-800X、Spectrum-6を例にした定量的な伝送系システムの理解と消費電力低減の知識
・発想の全く異なるMicro LED相互伝送技術の内容の理解と情報習得
など

セミナープログラム

１．データセンター用途での光電融合、CPOの必要性と対応技術
　～光電融合、CPOの必要性、対応技術と外部光源ELSの導入～

２．データセンター用途での光源とその特性
　1）Solid core光fiberの分類、構造、重要特性
　2）次世代対応中空core fiber（HCF）のコンセプト、構造、製造方法
　3）半導体レーザとLEDの発光原理比較、発光のメカニズム（自然放出、誘電放出）
　4）量子ドット（QD）レーザのコンセプト、製造方法、構造

３．CES2026 NVIDIA公表NetworkスイッチにCPO初採用のAI Platform概要
　1）Rubin AI Platformの概要とラック構成
　2）データセンターPodの技術分類:EthernetベースPodとInfiniBandベースPod
　3）CPOを搭載したNetworkスイッチの詳細構成（Quantum-800X）

４．TSMCの第2世代CPO技術（Coupe2.0）の解析
　1）Coupe構造と搭載Siフォトニクス素子（MRM変調、Ge PD）の原理、構造、製造方法
　2）Coupeの電気信号、光信号の構成と流れの解析（NVIDIA Quantum-800X搭載品）

５．NVIDIA Rubin SwitchトレイSpectrum-6の光接続方式の種類と性能
　1）3方式（DSP内蔵プラガブル、LPOプラガブル、CPO）共存の接続方式と消費電力比較
　2）CPO初搭載Quantum-800X運用上の最大課題（fiber固定接続）とそのコネクター化
　3）QDレーザのELS、CPO内蔵に対するコスト、消費電力効果の試算

６．NVIDIAのAI Platform、TSMCのCPOロードマップの調査と解析
　1）NVIDIAとTSMCのロードマップ比較
　2）2028年適用を目指す第3世代CPO（GPU、HBM搭載のSiフォトニクス基板）の構造推定
　3）遅延低減で変調器導入を図る薄膜ニオブ酸リチウムTFLN
　4）次世代HCFとSolid core SMFの比較およびHCF、QDレーザ、TFLN技術の整理
　5）2030年以降適用を目指すガラスインターポーザを使ったComputerトレイの構造推定

７．Micro LEDをデータ通信に適用する技術の開発状況とその解析
　1）半導体レーザとLEDの比較まとめ
　2）Micro LEDをインターコネクト使用の技術開発機関とリーダAvicenaの開発内容
　3）Switchトレイ適用技術の解析（Quantum-800Xへの適用事例想定）
　4）GPU-HBM相互接続への適用技術の解析（Rubin GPU、HBM4搭載への適用事例）
　5）量産検証の手順の解析とMicro LED使用数量規模感の試算

＜質疑応答＞

セミナー講師

セミナー受講料

【オンライン受講（見逃し視聴なし）】：1名 55,000円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき44,000円

【オンライン受講（見逃し視聴あり）】：1名 60,500円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき49,500円
＊「見逃し視聴あり」でお申込の場合、当日のご参加が難しい方も後日セミナー動画の視聴が可能です。

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開催場所

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