2023年8月10日

今回のイブニングミーティングでは、次世代のデータセンタに必要とされる大容量光トランシーバ技術に焦点を当て、キーデバイスであるシリコンフォトニクスの設計技術及び高速変調光デバイスについて研究成果と共に技術動向を講演して頂きます。さらに、新しいサーバアーキテクチャであるCo-Packaged Opticsに向けた光トランシーバに関して講演して頂きます。合計3件の講演を予定しており、その内1件は英語の講演となります。
古河電気工業本社におけるオンサイトとZoomによるオンラインのハイブリッド形式にて開催します。

（オーガナイザー：古河電気工業　那須秀行）

開会の挨拶：IEEE EPS Japan Chair 田久真也（リンテック）
Opening remarks by Mr. Shinya Takyu, Chair of IEEE EPS Japan Chapter (LINTEC Corporation)

Silicon Photonics Design Using Meta Structures to Facilitate Optical Fiber and Laser Chip Assemblies

Dr. Paul Wu (AuthenX Incorporated)

Abstract

Packaging laser chips and optical fibers onto silicon photonic chips has always been a challenge in optical communication applications. Difficulties such as strict packaging accuracy and lack of high-capacity automated packaging equipment make the packaging cost of silicon photonics remain high, and its application is limited to high-speed data center applications. Due to the above limitation, silicon photonics cannot spread to high-volume and low-speed optical signal transmission of FTTX or consumer electronics, such as USB, PCI-E, and HDMI.
In this presentation, a silicon photonic chip could be applied to consumer electronics or FTTX is developed as a platform to investigate the performances of meta structures. Two meta structures of WDM coupler and spot size converter are designed for assemblies of optical fiber and laser chip, respectively. The coupling efficiency, alignment tolerance and CMOS compatibility would be discussed to verify the feasibility to mass production.

高速光デバイスの現状と将来の展望

Current Status and Future Prospects of High-Speed Optical Devices

大畠伸夫氏 （三菱電機株式会社）

Dr. Nobuo Ohata (Mitsubishi Electric Corporation)

概要

近年、スマートデバイスの普及により誰しもが容易にインターネットにアクセスして動画配信サービスやSNS 等を利用することができる様になったことで、データセンタにおけるデータトラフィック量は爆発的に増加し続けている。また、ジェネレーティブAIの登場により機械学習に必要な計算量も増加し続けている。これは、AIの性能が学習に必要なパラメータ数が大きいほど性能向上が見込めるためである。膨大な信号を処理するために、光通信装置の大容量化が常に求められている。これら要求に対応すべく、光トランシーバやCPO (Co-Packaged Optics)に搭載される光デバイスの高速化開発が各機関で進められている。従来からある半導体光デバイスに加え、Si フォトニクス、LN(Lithium Niobate)変調器、ポリマー変調器等様々な材料で100 Gb/s以上の高速動作が実現されている。 本講演では、最新の化合物半導体デバイス、Siフォトニクス、各種変調器について俯瞰するとともに、我々が取り組んでいる高速光デバイスに関する研究成果について報告する。また、最後に今後の展望についても言及する。

Abstract

In recent years, data traffic at data centers has been increasing due to the spread of smart devices that allow users to access video content and social networking services. Additionally, the computational complexity of machine learning has also increased with the advent of generative AI, because AI performance depends on the number of parameters required for machine learning. In order to process a huge number of signals, the capacity of optical communication equipment needs to be increased. A lot of companies and research institutes have been developing high speed of optical devices applicable to optical transceiver and CPO (Co-Packaged Optics) to meet this demand. High speed operation of 100 Gb/s or higher has been achieved with various optical devices such as compound semiconductor devices, Si photonics, LN (Lithium Niobate) and polymer modulators.
In this presentation, we will give an overview of state-of-the-art high speed compound semiconductor devices, Si photonics, and various modulators, as well as our high-speed optical devices. Finally, future prospects will be discussed.

Co-Packaged Optics向け超小型光トランシーバの開発動向

Development Trends of Ultra-Compact Optical Transceivers for Co-Packaged Optics

長島和哉氏 (古河電気工業株式会社)

Mr. Kazuya Nagashima (Furukawa Electric Co., Ltd.)

概要

IPトラフィックの急増に伴い、データセンタ内の信号伝送容量が増大している。広帯域ネットワークスイッチを導入し、データセンタインターコネクトの大容量化が求められる一方で、消費電力の増大が懸念されている。そこで、新しいサーバアーキテクチャであるCo-Packaged Optics(CPO)の導入が期待されている。CPOは、1枚のドーターボードの中心にスイッチASICを配置し、その周りに光トランシーバを高密度に配置する実装形態であり、これらを接続する電気伝送路の距離を数百mmから50mm以下と顕著に短尺化出来るため、伝送損失が減少し、広帯域を実現できる。また、電気信号の品質劣化補償用の電子デバイスを省略できるので、消費電力を削減できる。
本講演では、CPOを用いたスイッチサーバの構成について述べ、そこで採用される超小型光トランシーバの開発動向について述べる。また、光トランシーバにCW 光を供給する外部光源の開発動向についても紹介する．

Abstract

With a rapid growth of IP traffic, transmission capacity in data centers has been increased. While there is a demand for large capacity data center interconnects by adopting wide bandwidth network switches, there is concern about increasing power consumption. To solve this issue, the adoption of a new server architecture called as Co-Packaged Optics (CPO) has been expected, where a switch ASIC is mounted at the center of the daughter board and small optical transceivers are mounted around it densely. This architecture can significantly reduce the length of electrical transmission lines connecting them from several hundred millimeters to less than 50 mm, and it also reduces the transmission loss. In addition, power consumption can be reduced since it is possible to eliminate electronic devices for compensating the degradation of electrical signals. This presentation describes the structure of a network switch server using CPO. Development trends on ultra-compact optical transceivers and external laser sources for CPO are also presented.

閉会の挨拶： IEEE EPS Japan Vice Chair 石榑 崇明（慶應義塾大学）
Closing remarks by Prof. Takaaki Ishigure, Vice Chair of IEEE EPS Japan Chapter (Keio University)

IEEE EPS会員	無料
IEEE会員	1,000円
JIEP会員	3,000円
一般	4,000円

  なおお支払い方法は銀行振込のみになります。

参加希望の方は、2023年9月21日（木）までに下記申し込みフォームから、またはメールでお申し込みください。ZoomのURLはイブニングミーティングの前日ないし前々日にお知らせします。
なおオンサイト参加をご希望の方は、入館証準備のため9月20日（水）までにお申し込みください。

申込先
  産業技術総合研究所　高橋健司
   kenji.takahashi@aist.go.jp

-----申し込み必要情報-----

• メールタイトル：[申し込み] 第59回EPSイブニングミーティング参加
• 氏名：
• 所属：
• メールアドレス：
• 参加方法：オンサイト or Web
• 会員資格：IEEE EPS / IEEE / JIEP / 一般
• 会員番号（会員の場合のみ）：
• 請求書・領収書の宛名：
＊宛名の指定がない場合、所属名で発行させて頂きます。

• 録画・録音・撮影の禁止：当イブニングミーティングでは録画・録音・撮影を禁止しています。
  私は録画・録音・撮影の禁止に同意します。
• キャンセルポリシー：当イブニングミーティングはオンライン開催の性質上、ミーティング当日の参加・不参加確認が取りにくいため、一度登録されますと原則としてキャンセルはお受けできません。
  私はキャンセルポリシーに同意します。

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Evening Meetingの内容についての問い合わせ先
　Secretary, IEEE EPS Japan Chapter
　重藤暁津 (Akitsu Shigetou)
　物質・材料研究機構
　Email: shigetou.akitsu@nims.go.jp

ウェブサイトや申し込み方法についての問い合わせ先
　Web Master, IEEE EPS Japan Chapter
　高橋健司 (Kenji Takahashi)
　産業技術総合研究所
　Email: kenji.takahashi@aist.go.jp