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光でチップをつなぐ技術を量産へ NTTなど、製造工程と試作ラインの共同開発

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ニュースの要点

NTTなどが、光と電子の回路を組み合わせる光チップレットの製造技術を共同開発すると発表しました。

NISTで開発された光集積チップをピンセットで持つ資料写真です。
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NTTなどは10月20日、光と電子の回路を組み合わせる「光電融合デバイス」の製造技術について、共同開発を加速すると発表しました。NEDOが共同提案を採択し、光チップレットを製造する工程と評価用の試作ラインを整える計画です。

開発に参加するのは、NTTイノベーティブデバイス、ジャパンセミコンダクター、古河電気工業、新光電気工業の4社です。NTTは助言役として加わります。各社が持つ半導体、光接続、パッケージなどの技術を組み合わせます。

光チップレットは、小さな光回路と電子回路を組み合わせて使う技術です。データセンターなどで計算量が増えるなか、チップやパッケージの間で大量のデータをやり取りする際の電力を抑える手段として開発されています。

今回の共同開発では、作る工程に加え、できあがった回路の検査、光を通す部分の接続、複数の部品をまとめる実装までを扱います。研究開発段階の工程と比べて、生産性を10倍以上にすることを目標としています。

光チップレットの実装に関する研究は2023年度から進められてきました。今回の採択では、その技術を繰り返し安定して作れる製造工程へつなげ、各社が分担する供給体制を整える段階へ進みます。

このニュースをやさしく解説

要点

AIを動かす計算機では、チップ同士で大量のデータを受け渡します。NTTなどが進めるのは、その通信に光を使う小さな部品を、安定してたくさん作るための技術です。今回の共同開発では、製造から検査、接続までをつなぐ工程と、評価用の試作ラインを整えます。

チップの間を光でつなぐ

計算機は、いくつもの部品で仕事を分担しています。計算する部品が増えると、部品の間を行き来するデータも増えます。光チップレットは、小さな光回路と電子回路を組み合わせ、データを光で受け渡すための部品です。データセンターで、この受け渡しに使う電力を抑える手段として開発されています。

作る、調べる、つなぐを一緒に整える

量産へ進むには、回路を作り、その回路を調べ、光が通るように接続し、ほかの部品とまとめる工程が必要です。どこか一つの工程だけ整っていても、完成した部品を繰り返し作る仕組みにはつながりません。今回は半導体や光接続、実装を得意とする4社が参加し、NTTが助言役として加わります。

試作ラインで量産への工程を確かめる

目標としている「生産性10倍以上」は、研究開発段階の製造工程との比較です。各社は試作ラインで工程を評価し、作り方を整えていきます。こうして性能と作りやすさを一緒に確かめることが、光チップレットを計算機の部品として供給する準備になります。2023年度から進めてきた実装研究を、製造と供給の仕組みへつなげる取り組みです。

この記事に出てくる用語を確認する
光チップレット
光回路と電子回路を組み合わせて使う小さな部品。チップやパッケージの間で、光を使ってデータを受け渡します。
実装
回路や部品を配置し、つないで、計算機などで使える形にまとめることです。
試作ライン
本格的な製造に向けて、部品を作る工程やできあがった物を評価するための設備です。
解説の参考資料

本誌の考察

小さな工房にも何度でも試せる計算を

光を使う部品が工場で安定して作れるようになれば、計算機を設計する会社は、その部品を継続して使う計画を立てやすくなります。今回の共同開発から見えてくるのは、光の通信を、多くの計算機で選べる部品へ育てる道筋です。製造と接続をまとめて整えることが、その入口になります。

ここから先、光による接続が普及し、データを動かす電力の節約が計算サービスの価格にも反映される未来を想像します。例えば、小さな家具工房が、新しい椅子の形をAIと一緒に何度も検討できるようになるかもしれません。座る人の体格や部屋の寸法を変え、強度や材料の使い方を比べる計算を、注文ごとに行う場面です。

設計と製造をつなぐ仕組みも整えば、客は店で座り心地を伝え、職人はその場で形を調整できます。計算で候補を絞り、実物に触れて確かめ、その結果を次の設計へ戻します。試す回数を増やせると、小さな工房でも、一人のために形を考える仕事を引き受けやすくなるでしょう。

さらに同じような仕組みが衣服や道具へ広がれば、街の店は、客と一緒に物を設計する場所にもなりそうです。気に入った物を直しながら、体や暮らしの変化に合わせて使い続ける。データセンターの中にある小さな光の部品が、身近な店で注文できる物の種類を増やす未来です。

参考資料

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