サマリー

本書の特徴

• ボード間・内部やデータセンター間・内部、及び、長距離の伝送距離別を比較！
• AI普及による高速伝送の需要拡大により、Co-Packaged Optics（CPO）を調査！
• 光変調器・光スイッチの中で使われているE ポリマーの技術動向をリサーチ！
• データセンター用のVCSELチップを使用した光モジュール光源の動向、背景！
• 光伝送との相性が良いガラス基板の特徴、ガラスインターポーザーの開発とは？
• シリコンフォトニクスベースの受光器や電気光学変調器などの開発動向を調査！
• 企業が展開する独自のポリマー光導波路製法、求められる光導波路材料とは？
• 光学/光ファイバー向けに採用される接着剤のポイント、及び、種類と動向は？
• 光ファイバー同士、シリコンフォトニクスと光ファイバーの接続の方法と課題！

はじめに

ボード内やLSI間の通信には電気配線が用いられている。しかし、電気配線は、データの速度や伝送距離の増加に伴い伝送損失が大きくなる。一方、光配線は、それらが増大しても損失は一定であり消費電力の増加は小さいという利点がある。

　AIデータセンターでは従来のデータセンターに比べて光ファイバーケーブルの配線量が大幅に増え、重要な要素には高速光通信が必要不可欠である。AI利用の一般化により、データの転送速度や帯域幅の要求も増大し、これを支える技術が求められている。

　それゆえに、光電融合技術の核となる「シリコンフォトニクス技術」に注目が集まる。既存のシリコン製造技術との互換性があり、電子デバイスと光デバイスを同一のチップ上に統合することができる。データセンターの帯域幅を増大させ、消費電力を大幅に削減する。また、「Co-Packaged Optics（CPO）」は、光学部品と半導体チップを同じパッケージ内に組み込み、光をデータ送受信に使うことで、データセンターでのデータ転送速度の向上が期待される。

　世界各地で新設が続くデータセンター内では、高性能サーバー間の接続に「光通信」が寄与している。光ファイバーケーブルなど大容量データ送信に適した機器や設備の導入が進められている。今後、将来的なデータ量の増加に対応できる拡張性やシステムの安定性、及び、情報漏洩のリスクに対応する高度なセキュリティ性が求められる。近年では、これらの要求を満たす次世代データセンターの有力なシステムとして、「高速光通信データセンター」の実態に注目が集まる。

　本レポートでは、AIデータセンター用途での高速光通信技術・材料に焦点を合わせ、業界、及び市場動向を分析した。今後の展開を見据えたうえでの次世代ビジネスにつながるレポートになっている。

本書の構成

　第Ⅰ編　光ファイバー
　第Ⅱ編　光ファイバーコンポーネント
　第Ⅲ編　光電融合
　第Ⅳ編　接着・接合

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目次

第Ⅰ編　光ファイバー
　　
第1章　AIデータセンターを支える光通信
1.　AIデータセンターに求められる要素
2.　高速光通信データセンターの特徴
3.　光ファイバー
　3.1　概要
　3.2　光ファイバーの分類
　　3.2.1　材料による分類
　　3.2.2　伝送特性による分類
4.　光ファイバーケーブルの接続方法
5.　伝送距離別の比較
6.　業界分析
7.　企業動向
　①　NTT、NEC
　②　Corning
　③　KDD、KDDI総合研究所、住友電工、古河電工、OFS Laboratories（OFS）
　④　SWCC
　⑤　住友電気工業
　⑥　傲科光電
8.　保護被膜材
　8.1　概要
　8.2　心線の種類
　8.3　業界分析
　8.4　企業動向
　　①　古河電工
　　②　アイカ工業
　　③　関西ペイント　

第2章　フォトニック結晶ファイバー
1.　概要
2.　フォトニック結晶ファイバー技術
3.　企業動向
　①　Thorlabs
　②　GLOphotonics
　③　NKT Photonics
　④　浜松ホトニクス
　⑤　YSL Photonics
　⑥　Selen Optics
　⑦　NTT、三菱重工業
　⑧　Phomera
　⑨　フォトニックラティス
　⑩　GLOphotonics
　⑪　三菱電機、京都大学
　⑫　FORC Photonics
　⑬　Lumenisity
　⑭　古河電工、慶応義塾大学
　　
第3章　フッ化物光ファイバー
1.　概要
2.　フッ化物光ファイバーの種類と特徴
3.　フッ化物光ファイバーの課題
4.　業界分析
5.　企業動向
　①　ファイバーラボ
　②　住田光学ガラス
　③　Le Verre Fluoré
　　
第Ⅱ編　光ファイバーコンポーネント
　　
第1章　光トランシーバ
1.　概要
2.　Form Factor
　2.1　概要
　2.2　Form Factorと規格
3.　光トランシーバの動作原理
4.　業界分析
5.　企業動向
　①　Coherent
　②　Lumentum
　③　NeoPhotonics
　④　Broadcom
　⑤　三菱電機
　⑥　NEC
　⑦　浜松ホトニクス
　⑧　アルプスアルパイン
　⑨　エンプラス　
　⑩　アイオーコア
　⑪　CIG Photonics Japan
　⑫　アンリツ、京セラ
　⑬　アンリツ
　⑭　Jabil
　⑮　Broadex Technologies
　⑯　FS JAPAN
　⑰　古河電工、富士通オプティカルコンポーネンツ（FOC）
　⑱　富士通オプティカルコンポーネンツ
　⑲　Gigalight
　⑳　Tower Semiconductor、InnoLight Technology
　㉑　山一電機
　　
第2章　光コネクタ
1.　概要
2.　光コネクタの構造
3.　主要な要素
4.　多心光コネクタ
　4.1　概要
　4.2　種類と特徴
5.　業界分析
6.　企業動向
　①　Corning
　②　住友電気工業
　③　フジクラ
　④　日本板硝子、白山
　⑤　白山
　⑥　古河電気工業
　⑦　センコーアドバンスコンポーネンツ
　⑧　アンフェノールジャパン
　⑨　サンワサプライ
　⑩　精工技研
　⑪　三和テクノロジーズ（旧：三和電気工業）
　⑫　アイオーコア
　⑬　I-PEX
　⑭　ヒロセ電機
　⑮　ザインエレクトロニクス
　⑯　パナソニック
　⑰　日本板硝子
7.　光コネクタクリーナー
　7.1　概要
　7.2　業界分析
　7.3　企業動向
　　①　NTT-AT
　　②　フジクラ
　　③　Sticklers
8.　V溝基板
　8.1　概要
　8.2　企業動向
　　①　不二越
　　②　アヅマセラミテック
　　③　檜山工業
　　
第3章　セラミックフェルール
1.　概要
2.　セラミックフェルールの重要な項目
3.　フェルールの代表的な製造方法
4.　企業動向
　①　Thorlabs
　②　日新化成
　③　Orbray
　④　京セラ
　⑤　福島創発技研
　　
第4章　光スイッチ
1.　概要
2.　光スイッチの種類
3.　企業動向
　①　HUBER+SUHNER
　②　Google
　③　住友電気工業
　④　産業技術総合研究所
　⑤　慶應義塾大学
　⑥　東京大学
　　
第5章　デジタルコヒーレント技術
1.　概要
2.　デジタルコヒーレントトランシーバ　の重要部品
3.　業界分析
4.　企業動向
　①　Ciena
　②　NEC
　③　NTT
　④　情報通信研究機構
　⑤　富士通
　⑥　三菱電機
　⑦　KDDI、KDDI総合研究所、住友電気工業、古河電気工業、OFS Laboratories（OFS）
　⑧　NTTイノベーティブデバイス（旧：NTTエレクトロニクス）
　⑨　古河電気工業
　⑩　近畿大学
　　
第6章　メタレンズ
1.　概要
2.　メタレンズの利点
3.　メタレンズの課題と今後の展望
4.　製造方法
5.　業界分析
6.　企業動向
　①　Alpha Cen
　②　STMicroelectronics
　③　Metalenz　
　④　Metalenx Technology　
　⑤　PlanOpSim
　⑥　SOLNIL
　⑦　NIL Technology (NILT)
　⑧　ローム
　⑨　浜松ホトニクス、報通信研究機構（NICT）、東京大学
　⑩　オプトル
　⑪　テクセンドフォトマスク（旧：トッパンフォトマスク）
　⑫　理化学研究所
　⑬　MIT
　⑭　東京農工大学、早稲田大学
　⑮　浦項工科大学校（POSTECH）
　⑯　東京農工大
　　
第7章　VCSEL
1.　概要
2.　VCSELの特徴
3.　業界分析
4.　企業動向
　①　住友電工
　②　東芝
　③　Coherent
　④　Vector Photonics
　⑤　ローム
　⑥　古河電工
　⑦　ソニーセミコンダクタソリューションズ
　⑧　浜松ホトニクス
　⑨　Seoul Viosys
　⑩　デクセリアルズ
　⑪　ザインエレクトロニクス
　⑫　東京科学大学（旧東京工業大学）
　⑬　名城大学、産業技術総合研究所
　　
第Ⅲ編　光電融合
　　
第1章　光電融合技術
1.　概要
2.　業界分析
3.　企業動向
　①　NTT
　②　NTT、富士通
　③　NTTイノベーティブデバイス
　④　富士通
　⑤　Ansys、TSMC
　⑥　Ansys
　⑦　Synopsys
　⑧　GlobalFoundries（GF）
　　
第2章　シリコンフォトニクス
1.　概要
2.　業界分析
3.　その他の応用
4.　光集積回路
5.　シリコンフォトニクス分野での材料選定
6.　フォトニック集積回路
　6.1　概要
　6.2　フォトニック集積回路（PIC）の比較
　6.3　業界分析
7.　企業動向
　①　Intel　
　②　Cisco Systems　
　③　TSMC　
　④　OpenLight　
　⑤　VLC Photonics　
　⑥　京セラ
　⑦　DustPhotonics　
　⑧　Tower Semiconductor　
　⑨　OpenLight
　⑩　Aloe Semiconductor
　⑪　ANELLO Photonic
　⑫　Xscape Photonics
　⑬　産業技術総合研究所、NTT、JST
　⑭　産業技術総合研究所
　⑮　KDDI総合研究所、早稲田大学
　⑯　QDレーザ
　⑰　東京応化工業、東京科学大学
　⑱　東レ
　⑲　OKI
　⑳　東京大学，東京科学大学，慶應義塾大学　
　　
第3章　Co-Packaged Optics（CPO）
1.　概要
2.　業界分析
3.　企業動向
　①　Intel
　②　古河電気工業
　③　CPO Collaboration
　④　IBM
　⑤　Broadcom
　⑥　Molex
　⑦　マーベルジャパン
　　
第4章　ポリマー光導波路
1.　概要
2.　業界分析
3.　企業動向
　①　住友ベークライト
　②　レゾナック（旧：日立化成工業）
　③　NTT-AT
　④　光電子融合基盤技術研究所（PETRA）
　⑤　アイオーコア
　⑥　AGC、IBM
　⑦　IBM
　⑧　Teramount
　　
第5章　EOポリマー
1.　概要
2.　業界分析
3.　企業動向
　①　日産化学工業
　②　情報通信研究機構（NICT）
　③　Lightwave Logic
　④　NLM Photonics
　⑤　九州大学
　　
第6章　ガラス基板
1.　概要
2.　ガラス基板の種類
3.　ガラス基板の特性
4.　業界分析
5.　企業動向
　①　Intel
　②　AGC
　③　日本電気硝子
　④　Corning　
　⑤　AMD
　⑥　ED2
　⑦　DNP
　⑧　Samtec
　⑨　日東紡績
　⑩　FICT
　⑪　Huawei
　⑫　Fraunhofer-Gesellschaf
　⑬　DuPont
　⑭　ダイセル
　⑮　ラピダス
　⑯　Georgia Institute of Technology
　　
第Ⅳ編　接着・接合
　　
第1章　光学/光ファイバー接着剤
1.　概要
2.　接着剤の種類
3.　接着剤の特性
4.　使用用途
5.　接着剤の課題
6.　業界分析
7.　企業動向
　①　Henkel
　②　Norland Products
　③　Epoxy Technology
　④　DELO Industrial Adhesives
　⑤　積水化学工業
　⑥　ダイキン工業
　⑦　NTT-AT
　⑧　東亞合成
　⑨　デンカ
　⑩　積水フーラー
　⑪　My Polymers
　⑫　協立化学産業
　　
第2章　光接続
1.　概要
2.　各種接続のケース
　2.1　概要
　2.2　光ファイバー同士の接続
　2.3　光ファイバーとチップやチップ同士の接続
　2.4　シリコンフォトニクスと光ファイバ　ーの接続
3.　回折光学素子の調整組立法
4.　自己形成光導波路
5.　研磨
6.　業界分析
7.　企業動向
　①　NTT
　②　NTT、北海道大学
　③　IBM
　④　TSMC　
　⑤　Orbray
　⑥　Laser-Laboratorium Gottingen（LLG）
　⑦　日本板硝子
　⑧　日本ルメンタム（旧名：日本オクラロ）
　⑨　ヤマハロボティクスホールディングス
　⑩　古河電工
　⑪　産業技術総合研究所
　⑫　技術研究組合光電子融合基盤技術研究所（PETRA）