光電融合とは？次世代通信・AI社会を支える革新技術

光電融合とは何か？

 

光電融合（Photon-Electronics Convergence）は、光信号を扱うフォトニクス技術と電気信号を扱うエレクトロニクス技術を高密度に統合し、高速・低遅延・省電力な通信や計算を実現する技術です。

・データ通信の高速化

・情報処理の省エネルギー化

・高性能コンピューターやAI対応

などを可能にし、次世代の通信・情報処理基盤の中核技術とされます。

 

 

 

なぜ今、光電融合が必要なのか？

 

背景にある社会問題

高消費電力

データセンターやAI処理の増加によりエネルギー需要が急増

 

熱問題

電気信号による処理は発熱しやすく、性能低下の要因に

 

通信遅延

高速化に伴い遅延がボトルネックに

 

これらを解決する手段として、発熱の少ない光信号による処理と電子回路との融合が注目されています。

 

 

 

光電融合技術の構成とキーデバイス

 

主な構成要素

・コヒーレントDSP：光信号の偏波・振幅・位相まで処理可能

・光チップレット：LSIの隣に光変換モジュールを搭載

・メンブレン化合物半導体：薄膜化された高性能光デバイス

 

 

実装例

・ASICやHBMとPICを1パッケージに統合

・高密度実装と低消費電力を両立

・米IntelやTSMC、NTTなどが技術開発を加速中

 

 

 

光電融合の活用分野

 

データセンター

・データ爆発への対応

・サーバー間通信の低遅延化

・電力消費40％削減の可能性（NTT IOWN構想）

 

通信インフラ（5G/6G）

・オールフォトニクス・ネットワーク（APN）の実現

・eSportsやリアルタイム遠隔操作の基盤に

 

医療・自動運転

・高精度画像診断機器（MRI, CT）

・LiDARによる周囲環境認識

・自動車通信システムの進化

 

半導体・CAE解析

・シリコンフォトニクスによる光回路集積

・発熱を考慮した光学・熱シミュレーションで最適設計

 

 

 

市場動向

 

・2025年ECTCで2500名超が光電融合を注目

・各国大手（Intel, IBM, NVIDIA）が量産技術開発中

・日本の材料メーカー、測定器メーカー（アンリツ、キーサイト）も技術支援を強化

 

 

 

まとめ

 

光電融合は、これからの情報社会を根底から支える革新的な基盤技術です。AI、クラウド、5G/6G、自動運転、医療DXなど、**あらゆる分野で求められる「高速・低消費電力・リアルタイム処理」を実現するために不可欠な技術であり、その影響はデータセンターから日常の家電製品まで広がりつつあります。

その一方で、光電融合技術を本格的に実装していくためには、高度な電子部品・材料の選定と安定供給、さらに試作段階からのスピーディな技術サポートが求められています。

 

ぜひトナリズムへご相談ください。