光でつなぐ半導体を、研究室から工場へ

チップの間を電気ではなく光でつなぐ「光チップレット」を工場で作るための研究開発が、NEDOの事業に採択されました。研究開発の時点と比べて、10倍以上の生産性を目指します。NTTイノベーティブデバイスを代表とする4社の共同提案で、NTTが10月20日に発表しました。2023年度から続く研究開発を、製造・検査・実装の段階に進める位置づけです。

発表されたこと

採択されたのはNEDOの「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業／先端半導体製造技術の開発（補助）」で、テーマ名は「光チップレット実装技術による半導体デバイスの製造技術開発」です。代表提案者のNTTイノベーティブデバイスが製造・検査・実装技術を、ジャパンセミコンダクターがシリコンフォトニクスの量産技術を、古河電気工業が化合物光半導体の量産技術を、新光電気工業が実装と工程内検査を含む量産プロセスを担います。NTTはアドバイザーとして企業連携とサプライチェーンづくりを進めます。

光チップレットは、光の回路と電子の回路を小さく重ねた部品で、CPUやGPUの間のデータのやり取りを電気信号から光信号に置き換えます。生成AIの普及でデータセンターの処理量が増える一方、チップ間の通信で電力を食う問題が大きくなっており、それを抑えるのが狙いです。4社は実際の工場への適用を見据えたパイロットラインを作って評価し、研究開発時点と比べて10倍以上の生産性を目指すとしています。

DEEPPOINTの解説

委託から補助へ、研究から量産の段階に

光チップレットの研究開発は、2024年1月にNEDOの同じ事業でNTTを代表とする「光チップレット実装技術」が採択されたところから始まりました。そのときの区分は委託で、今回は補助です。委託は国が費用を持つ研究、補助は企業が費用の一部を自分で負担する開発です。

顔ぶれも変わりました。2024年の採択と比べると、NTTデバイスクロステクノロジが抜け、東芝デバイス＆ストレージの子会社で岩手県北上市に工場を持つジャパンセミコンダクターが加わっています。代表もNTTからNTTイノベーティブデバイスに移りました。シリコンフォトニクスを量産できる工場が入った点が、研究から量産への切り替えを示しています。

海外では製品化が先行

光でチップをつなぐ競争は海外でも進んでいます。米NVIDIAは2025年3月に、光部品を組み込んだネットワークスイッチを発表し、2025年から2026年にかけて出荷するとしています。NTTのIOWN構想では、パッケージ間をつなぐ光チップレットを2028年ごろにサンプル提供し、2030年ごろに実用化する計画です。性能は研究で示せても、歩留まりよく作れなければ値段が下がらず、データセンターには入りません。今回の採択は、その「作れるか」に国の資金が付いた形です。