次世代光インターコネクトに求められる光I/O・集積実装技術と今後の課題～AIデータセンタを支える光電融合・Co-PackagedOptics技術～

セミナー趣旨

　近年、生成AIやHPC、クラウドサービスの拡大に伴い、データセンタ内外の通信容量は急速に増大している。特にAIクラスタでは、GPU間・ラック間・クラスタ間を結ぶ短距離・大容量インターコネクトの重要性が高まっており、電気配線を補完・代替する技術として光インターコネクトへの期待が一層高まっている。
　一方で、光インターコネクトの実用化・高密度化に向けては、光デバイス単体の性能だけでなく、光集積回路と外部の光ファイバや光部品をどのように接続するか、すなわち光I/O技術が重要な課題となっている。シリコンフォトニクス、Co-Packaged Optics (CPO)、多芯ファイバ、光スイッチなどの技術が注目される中で、光I/Oと集積実装技術を一体として理解することが求められている。
　本セミナーでは、次世代光インターコネクトの背景を概観した上で、シリコンフォトニクスにおける光I/O技術、エッジカプラ／グレーティングカプラの特徴と課題、CPOを含む光電融合・集積実装技術の動向を解説する。さらに、広帯域かつ高密度な表面型光I/O技術の一例として、シリコン立体湾曲光結合器（エレファントカプラ）を取り上げ、その原理、作製プロセス、多芯ファイバ接続やビームステアリングへの応用展開について紹介する。
　本講座を通じて、次世代光インターコネクトを支える光I/O・集積実装技術の全体像と、今後の技術課題を理解することを目的とする。

受講対象・レベル

・光通信、光インターコネクト、シリコンフォトニクス、光電融合技術に関心のある方
・データセンタ、AI/HPC、ネットワーク装置、光トランシーバ、光モジュール関連の技術動向を知りたい方
・半導体パッケージ、チップレット、Co-Packaged Optics (CPO)、電子・光集積実装に関心のある方
・光デバイス単体だけでなく、ファイバ接続、光I/O、アライメント、集積実装まで含めて全体像を把握したい方
・次世代光インターコネクト技術の開発動向や今後の課題を理解したい技術者・研究者・事業企画担当者

必要な予備知識

シリコンフォトニクスやCo-Packaged Optics（CPO）に関する専門知識は必須ではない。光通信、半導体集積回路、光ファイバ、データセンタ向け通信技術などの用語に触れたことがあると理解しやすいが、本セミナーでは基本概念から解説する。
事前に、以下のような用語の概要を確認しておくと、理解がより深まる。
・光ファイバ通信
・光インターコネクト
・シリコンフォトニクス
・光電融合
・Co-Packaged Optics（CPO）
・半導体パッケージング
・チップレット
・光I/O

習得できる知識

・AIデータセンタ／HPCにおいて光インターコネクトが求められる背景と技術課題
・シリコンフォトニクス集積回路における光I/O技術の役割と重要性
・エッジカプラ、グレーティングカプラなど代表的なファイバ・チップ間光結合技術の特徴と課題
・Co-Packaged Optics（CPO）を含む光電融合・集積実装技術の基本的な考え方
・多芯ファイバ、2次元光I/O、光スイッチ、自由空間光通信などへの応用展開
・次世代光インターコネクト技術の今後の方向性と課題

セミナープログラム

1. 次世代光インターコネクトを取り巻く背景
1） 生成AI・HPC・クラウドサービスによる通信需要の拡大
2） AIデータセンタにおける短距離・大容量インターコネクトの重要性
3） GPUクラスタにおけるScale-up／Scale-outネットワークの概要
4） 電気配線の帯域・消費電力・距離・配線密度の課題
5） 光インターコネクトが注目される背景
6） Pluggable optics、CPO、光電融合技術の位置づけ

2. シリコンフォトニクスと光I/O技術の基礎
1） シリコンフォトニクス集積回路（Si-PIC）の特徴
2） 光導波路、変調器、受光器、光スイッチの基本構成
3） Si-PICにおける光入出力（光I/O）の役割
4） ファイバ・チップ間光結合が重要となる理由
5） 光I/Oが集積度・実装形態に与える影響

3. 代表的なファイバ・チップ間光結合技術
1） エッジカプラの基本原理と特徴
2） エッジカプラの利点：広帯域性、低損失性、低偏波依存性
3） エッジカプラの課題：チップ端配置、2次元配置への制約
4） グレーティングカプラの基本原理と特徴
5） グレーティングカプラの利点：表面入出力、ウェハレベル評価、2次元配置
6） グレーティングカプラの課題：帯域、偏波依存、入射角依存
7） エッジカプラとグレーティングカプラの使い分け

4. Co-Packaged Opticsと光電融合・集積実装技術
1） Co-Packaged Optics（CPO）の基本概念
2） Pluggable optics、CBO、CPOの違い
3） CPOにおいて光I/Oが重要となる理由
4） 電気I/Oの限界から見た光電融合：配線長、信号変換、消費電力
5） 電子ICとフォトニックICの集積形態：2D、2.5D、3D実装とTSMC COUPE
6） CPO時代の光配線・ファイバ接続：ポリマー導波路と光実装技術

5. 高密度光I/Oに向けた表面型光結合と2次元配置
1） 表面型光I/Oの考え方と2次元配置の意義
2） ウェハレベル評価・高密度実装における表面入出力の利点
3） 高密度化に向けたファイバアレイ・多芯ファイバ（MCF）接続
4） WDM／SDMを活用した高密度光インターコネクト
5） 表面型光I/Oの構造的課題と新しい光結合アプローチ

6. 立体湾曲導波路による垂直光I/O技術と関連動向
1） 立体湾曲導波路による垂直光入出力の考え方
2） シリコン立体湾曲光結合器（エレファントカプラ）の基本構造と動作原理
3） イオン注入を用いた立体湾曲形成技術
4） SiO₂レンズ構造とスポットサイズ変換
5） 広帯域性、低偏波依存性、入射角許容性の考え方
6） 立体湾曲導波路・面外出射技術の関連動向
7） 作製精度とアライメント許容性に関する課題

7. 2次元垂直光I/Oの応用展開と次世代光インターコネクトへの課題
1） 2次元カプラアレイと高密度光I/Oへの展開
2） 多芯ファイバ（MCF）接続とSiフォトニクス光スイッチへの応用
3） 2次元ビームステアリングと自由空間光通信への応用
4） 次世代光インターコネクトに向けた今後の方向性と課題

キーワード：
光インターコネクト、光電融合、シリコンフォトニクス、光I/O、Co-Packaged Optics（CPO）、ファイバ・チップ間光結合、多芯ファイバ（MCF）、2次元表面型光I/O

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 40,700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29,700円

【オンライン受講（見逃し視聴あり）】：1名 46,200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35,200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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