Japanese writer and publicist based in Eindhoven, The Netherlands
電子に加えて光子を使用した「フォトニックチップ」は、次世代のアプリケーションを支える最先端のチップで、オランダ政府は同産業の育成を国家戦略に掲げています。
この戦略の下、オランダではフォトニックチップを基礎研究からファウンドリでの量産に繋げるための研究組織として、PITC（Photonics Integration Technology Center）が2018年に設立されました。
インテルやTSMC（台湾積体電路製造）、エヌビディアといった半導体大手もフォトニックチップの開発に本腰を入れ始める中、PITCの活動は国内外でますます注目を集めています。
アイントホーフェン工科大学内にあるクリーンルーム「NanoLab」でPICの研究が進められている（Photo: PITC）
フォトニックチップは電子に加えて光子を使用したチップで、「フォトニック集積回路（PIC）」とも呼ばれています。これまでにも通信では光ファイバーが使われてきましたが、チップ内でも光のインターコネクション（相互接続）を使うことで、これまでにない速度と感度でデータを感知、処理、伝送できるようになるのです。
大規模言語モデルや生成AIの進歩で、AIベースのアプリが世界中で導入される中、サーバからサーバに転送されるデータ量はかつてないほど増大しています。自動運転や遠隔医療といった将来の技術インフラを支えるためには、さらに大容量、超高速、省エネルギーのチップが必要となり、現在の電子回路にPIC技術を組み合わせることは不可欠と見られています。
「6〜7年前に比べて、PIC市場の見通しは確実に良くなっています。以前はビジネスパートナーにPICがなぜ必要なのかを説明していましたが、今や彼らの質問は『どうすれば速く大量生産できるか？』に変わってきています」と、PITCの科学ディレクター、シルベスター・ラトコフスキ氏は述べます。
同氏は、インテルやTSMC、エヌビディア、ブロードコムといった半導体大手もPICチップを自社の製造フローの一部に取り入れ始めたことに言及し、ヨーロッパでもPICの製造プロセスを改善する動きが加速するとの見通しを示しました。
PITCのScientific Director、Sylwester Latkowski氏
PITCが注力するのは、PICの製造プロセスの改善と、インジウムリン (InP) と呼ばれる材料を使用したPICの次世代パイロットラインの構築です。
PICにはシリコンやシリコンナイトライド（窒化ケイ素）などの材料を使うものもあり、それぞれに利点があります。InPで作成されたPICは、レーザーや光増幅器、検出器などすべての光子機能を１つのチップ内に統合できるため、比類のないパフォーマンスとエネルギー効率を提供します。そのため、InPベースのチップは、最も重要なPIC技術のひとつとなっています。
近い将来、こうした異なるテクノロジーが各材料の強みを活かして、チップ内で組み合わされることが期待されています。
アイントホーフェン工科大学内のクリーンルーム「NanoLab」（Photo: PITC）
現在の課題についてラトコフスキ氏は、次のように説明しました。「PICを速く量産するために、ウエハを現在主流のInP4インチから6インチに拡大する計画です。製造装置の開発と最適化だけでなく、物流の実現可能性を維持しながら、望ましい品質を備えた、より大きなサイズのウエハをどのように入手するかなど、さまざまな問題を解決しなければなりません。今はフォトニクスのテストに時間がかかりすぎるという問題もあるため、大量生産 (HVM：High Volume Manufacturing) に必要な規模で、プロセスを速くするための研究にも取り組んでいます。もちろん、歩留まりを向上させる必要があり、信頼性についても検討する必要があります」。
山積する課題に、オランダでは財団「PhotonDelta（フォトンデルタ）」が中心となって、関連会社や研究機関が協力するPICのエコシステム構築に取り組んでいます。現在、このエコシステムに含まれるのはヨーロッパの企業や組織ですが、フォトニクス分野で優れた技術を持つ日本企業の協力も欠かせません。ラトコフスキ氏は、「ぜひ私たちと一緒に取り組みましょう」と、連携を呼びかけています。
連絡先: PITC
Sylwester Latkowski
Sylwester.latkowski@pitc.nl