光電融合研究センター設立シンポジウム

13:30

開会挨拶

13:31

産総研からのご挨拶

13:40

来賓からのご挨拶

13:50

基調講演:「光電融合研究センターの設立と今後の抱負」
産総研光電融合研究センターセンター長 天野 建

AI技術の発展により、コンピュータ間の光伝送技術が非常に重要となっている。将来は電子技術と光技術の融合技術の登場が期待されており、産総研では今年度から光電融合研究センターを設立した。本講演では当センターを設立した背景や光電融合研究センターの概要紹介、解決するべき研究課題、進むべき方向性に関して説明する。

14:15

基調講演: 「IOWN構想実現に向けた光電融合の取り組み」
NTT株式会社 NTTデバイスイノベーションセンタ長 才田 隆志 様

NTT研究所では革新的な情報処理基盤に向けてIOWN構想を発表し、実現に向けてパートナとともに研究開発を行っている。本講演ではIOWN実現のための光電融合に関する研究開発について、現在までの取り組みと今後の方向性について紹介する。最初に光ファイバ通信をさらに大容量・低電力に進化させるための光電融合デバイスの研究開発について紹介し、続いて光通信で培った技術を用いてより短距離の通信も光に置き換え、コンピューティングを高度化、低電力化していくための光電融合デバイスの研究開発の取り組みについて紹介する。

14:45

招待講演: 「光電融合による持続可能なAI計算基盤を目指して」
株式会社Preferred Networks 経営企画本部フェロー兼AIコンピューティング事業本部コンピューティングイノベーション部 部長 浅井 大史 様

AIモデルにおけるスケーリング則によるモデルや学習の大規模化と急速な需要拡大にともないAI計算基盤の大規模化が進んでいます。AI計算基盤の大規模化が進むにつれて、規模対応性と効率性の観点からCo-PackagedOptics (CPO)をはじめとした光電融合技術に注目が集まっています。また、AIチップへの光インターコネクトを統合する技術開発も加速しています。本講演では、AIチップの開発からAI計算基盤の構築までの取り組みと知見をもとに、持続可能なAI計算基盤の実現に向けた光電融合技術への期待と展望を紹介します。

15:15

光スイッチシステム研究チーム「持続可能なAI計算基盤に向けた光スイッチシステム研究の取り組み」
光スイッチシステム研究チーム長 水谷 健二

生成AIの普及により、そのデータ処理に必要な通信負荷が急増している。ムーアの法則の終了により電気スイッチによる性能向上にも限界がみられており、今後は新しい通信アーキテクチャの導入が期待される。光スイッチは従来の電気スイッチでの複雑なパケット処理が不要となるだけでなく、不要なOEO変換を無くすことが出来低消費電力化が可能である。また、将来の帯域向上にも柔軟に対応が可能であり、データセンターへの光スイッチの導入検討が進んでいる。この技術動向を紹介するとともに、その動向に関連する産総研が開発している光スイッチや光接続、ネットワーク技術について紹介する。

15:35

ポスターセッションの紹介

15:45

ポスターセッション

16:35

招待講演: "Optical I/O relying on Silicon Photonics and advanced packaging"
Dr. Peter Ossieur, imec

The recent adoption of artificial intelligence has created an enormous demand for large-scale training clusters. These take the form of racks of processing units (xPUs, such as graphical processing units, tensor processing units), interconnected through scale-out and scale-up networks. Scale-out networks rely on pluggables, with the expectation that these will be displaced by co-packaged optics in the next few years due to their reduced power consumption. Today, scale-up networks cover a single rack and are implemented with copper cabling. However, already there is a need to extend scale-up networks beyond the rack. This presents a huge opportunity for optics, if the energy efficiency can be improved to less than a few pJ/bit at shoreline densities > 10Tb/s/mm. We show how this can be achieved relying on a wide-and-slow architecture, combined with optimized modulators, low-power wavelength multiplexers and hybrid bonding. First, solutions are shown for a 2.5D approach, whereby the transceiver is integrated on a silicon interposer next to the xPU. In a more ambitious approach, xPUs are integrated on an optical interconnect wafer, and communicate through SiN waveguides. In this 3D approach, hybrid bonding is used for electrical connectivity and optical  coupling between the passive waveguides and modulators plus detectors.

17:05

光パッケージング研究チーム紹介 光パッケージング研究チーム長 乗木 暁博

近年、AIの急速な発展に伴い、半導体パッケージにおけるデータ入出力の広帯域化および低電力化の需要が高まっている。こうした背景のもと、半導体パッケージ内部に光トランシーバを集積する新たなパッケージング技術として、「光電コパッケージ」が注目を集めている。この潮流を受け、当センターでは新たに「光パッケージング研究チーム」を設立した。本発表では、チームのメンバー構成やミッション、これまでに得られた主要な研究成果を紹介するとともに、現在取り組んでいる研究課題およびプロジェクトの概要について説明する。

9:30

光電子集積デバイス研究チーム紹介
光電子集積デバイス研究チーム長 山本 宗継

生成AI等の大規模演算の必要性から高速信号を低損失伝送可能な光インターコネクトを電子回路に近接/集積する光電融合技術が注目されている。当チームでは光電融合技術の中でも電子/光の接点となるEO/OE変換部に用いられるシリコンフォトニクス技術の開発を行っている。一般的なシリコンプロセスで実装可能な材料/回路構成を使用したデバイス、およびシリコンプロセスでは使用されない異種材料を使用したデバイスの両面からアプローチを行っているので紹介する。また、シリコンフォトニクス技術の社会実装としてMPW(マルチプロジェクトウェハ)サービスについても紹介する。

9:50

招待講演: 「光信号処理のための集積光周波数コム光源」
慶應義塾大学 田邉 孝純 教授

光周波数コムは、等間隔に並んだ多数の光周波数を同時に利用できる革新的な光源であり、近年では微小光共振器を用いたマイクロコムの研究が急速に進展している。本講演では、マイクロコムの生成原理と分散設計、そして光通信・300GHz帯無線伝送・光畳み込み演算への応用を紹介する。特に、集積化SiN共振器によるソリトンコムを用いた多波長光源化と光信号処理の実証、さらに光テンソルコアへの展開について紹介する。

10:20

光演算研究チーム紹介
光演算研究チーム長 Cong Ganguwei

近年、AIの急速な発展に伴い、計算資源の需要は飛躍的に増大している。一方で、電力消費の増大やデジタルプロセッサの性能飽和が深刻な課題となりつつある。こうした背景から、従来の電子計算技術を補完する新しい手段として「光演算」が広く注目されている。この潮流を受け、当センターでは新たに「光演算研究チーム」を設立した。本発表では、チームのメンバー構成やミッション、これまでに得られた主要な研究成果を紹介するとともに、現在取り組んでいる研究課題やプロジェクトの概要について説明する。

10:40

招待講演: "Passage M1000: 3D photonic interposer for AI"
Dr. Nicholas Harris, Founder & CEO of Lightmatter ※online talk

The exponential growth of AI models demands interconnect solutions exceeding the capabilities of traditional electrical links and conventional optics. We introduce the Lightmatter Passage M1000: a multi-reticle 3D photonic interposer designed as a "superchip" platform for next-generation XPU and switch chiplets. The M1000 has a total optical I/O bandwidth of 114 Tbps, enabled by its unique architecture featuring direct 3D electrical-to-optical conversion across the chip area ("edgeless I/O")—eliminating shoreline bottlenecks. Key features include a programmable optical circuit switched (OCS) fabric; support for >4000 mm² die complexes; through-silicon vias (TSVs); >1500W power delivery through the TSVs; and high-density detachable fiber integration (256 fibers)—all without needing to expand the package area. The M1000 demonstrates the viability and transformative potential of tightly integrated 3D co-packaged optics at scale, providing a crucial reference platform for engineering the next generation of AI supercomputers, consisting of 10k+ XPUs within a single scaled-up domain, equipped with unprecedented interconnect performance and efficiency within a compact package.

11:10

光電融合デバイスの評価技術開発と標準化に向けた取り組み
先端フォトニクス標準評価研究チーム長 須田 悟史

光電融合技術の進展に伴い、光電融合デバイスを構成する材料や光コンポーネントに対する評価技術の重要性が高まっている。当チームでは、光電融合技術において注目される外部レーザー光源やポリマー光導波路をはじめ、必要な評価項目と測定手法の体系化を進めている。さらに、IOWN Global Forumにおいても、国際的な標準化に向けた活動を実施している。加えて、ポリマーフォトニクス、シリコンフォトニクス三次元光導波路、データセンター向け信号補償技術など、光電融合要素技術に対する研究開発にも取り組んでいる。本講演では、これらの要素技術に関する取り組み状況について紹介する。

11:30

招待講演: 「CPO用外部光源に向けた高出力半導体レーザ技術」
住友電工デバイス・イノベーション株式会社　井上 大輔 様

データセンタにおける伝送帯域を拡大する技術としてCo-packaged Optics(CPO)が注目されている。CPOの光駆動部は光電融合技術と成熟したシリコンフォトニクス光回路を用いて構成されるが、光配線の必須要素である光源の配置には課題が残されている。外部光源は遠隔からファイバでサーバーラック内部の光駆動部にレーザ光を供給する方法であり、安定した温度環境で信頼性の高い光源として機能する。外部光源の光は多数の光チャネルで分岐利用されるため、通信用レーザとしては非常に高い光出力と同時にサーバ電力を抑えるための高い電力変換効率が求められる。本講演では、CPOの外部光源として使う半導体レーザに対する要求と、近年報告された外部光源向け高出力半導体レーザ光源の技術動向を紹介する。

12:00

閉会の辞

午後: GDC協議会公開シンポジウム