光送受信器の構造と性能向上手法：福田昭のデバイス通信（160） imecが語る最新のシリコンフォトニクス技術（20）（1/2 ページ）

光送受信器の構造と性能向上（スケーリング）について解説する。性能向上の手法は主に、高速化、多値化、多チャンネル化の3つの方向性がある。

[福田昭，EE Times Japan]

インターポーザーに光送受信器の構成部品をまとめて搭載

　半導体デバイス技術に関する国際会議「IEDM」では、カンファレンスの前々日に「チュートリアル（Tutorial）」と呼ぶ技術セミナーを開催している。2017年12月に開催されたIEDMでは、6件のチュートリアルが開催された。

　その中から、シリコンフォトニクスに関する講座「Silicon Photonics for Next-Generation Optical Interconnects（次世代光接続に向けたシリコンフォトニクス）」が興味深かったので、その概要をシリーズでお届けしている。講演者は、ベルギーの研究開発機関imecのJoris Van Campenhout氏である。

　なお講演の内容だけでは説明が不十分なところがあるので、本シリーズでは読者の理解を助けるために、講演の内容を適宜、補足している。あらかじめご了承されたい。

　前回と前々回では、光源である半導体レーザーとシリコン光導波路を結合する技術をご紹介した。今回は、光送受信器（光トランシーバー）の構造（アーキテクチャ）と性能向上（スケーリング）手法を解説する。

　光送受信器（光トランシーバー）は、光源である半導体レーザー（単体あるいはアレイ）とやシリコン光導波路、シリコン光変調器、光変調用シリコンCMOS回路チップ、光受信器（フォトダイオード）、光ファイバー（単体あるいはアレイ）、基板となるシリコンインターポーザーなどで構成される。

　そして光送受信器のモジュールと、電気信号のスイッチであるASICあるいはFPGAは、1つのパッケージにまとめて収容される。

光送受信器の構造。上は断面構造図。シリコンインターポーザーに全ての部品を載せている。下は光送受信器とスイッチIC（ASICあるいはFPGA）を1つのパッケージにまとめた構造の図面。出典：imec（クリックで拡大）