400Gbps光通信を実証、imecが5V動作の超高速APD：次世代光インターコネクトに向け

imecは2026年9月21日（ベルギー時間）、100GHzの帯域幅や5Vの低電圧動作、Oバンド／Cバンド両帯域にわたる1.8A/Wの応答性を同時に実現したゲルマニウムインシリコン（Ge/Si）アバランシェフォトダイオード（APD）を発表した。同デバイスによって「APD受信機を採用した光リンクとして世界で初めて正味400Gbpsのデータ受信を実証した」（imec）という。

[杉山康介，EE Times Japan]

新開発APDで正味400Gbpsのデータ受信を実証

　imecは2026年9月21日（ベルギー時間）、光通信分野の学会「European Conference on Optical Communications（ECOC）」で、100GHzの帯域幅や5Vの低電圧動作、Oバンド／Cバンド両帯域にわたる1.8A/Wの応答性を同時に実現したゲルマニウムインシリコン（Ge/Si）アバランシェフォトダイオード（APD）を発表した。また同デバイスを用いて、「APD受信機を採用した光リンクとして世界で初めて正味400Gbpsのデータ受信を実証した」（imec）という。

imecの300mmシリコンフォトニクスプラットフォームで製造されたGe/Si APD［クリックで拡大］出所：imec

　imecは2025年のECOCで、110GHz超のCバンドGe/Si電界吸収型変調器（EAM）を発表した。同デバイスは将来の短距離スケールアップ光リンクの送信側の強化に活用できるが、同時に光リンクの受信側も高い受信感度を維持しつつ、さらなる高帯域動作を実現する必要があった。APDはデバイス内部で信号を増幅し、受信感度を高められるが、代わりに帯域動作や電圧動作が犠牲になる課題があった。

　新開発のAPDは、分離型吸収電荷倍増構造（SACM）をベースにしつつ、Ge/Siのディープリセス構造を活用して倍増層を100nm未満まで薄膜化するとともに、電荷層をなくした。これにより100GHzの帯域幅と5V動作、約2倍の内部ゲインに相当する1.8A/Wの応答性を実現。Oバンド／Cバンドの両帯域で同等の性能を発揮できるため、将来の光インターコネクトシステムにおける設計の自由度も有する。

　同APDの採用により受信感度を3dB向上させ、従来のフォトダイオードよりも大きなリンクマージンを提供可能。このマージンはレーザーの消費電力削減や、より大きな光損失への対応などに活用できる。

　imecは本成果を「AIデータセンター向け次世代光インターコネクトとの実現につながる重要な一歩だ」とする。今後は、より幅広い温度範囲および光入力パワー条件におけるAPDの信頼性向上や、より完成度の高い光インターコネクトソリューション実現のため、APDと高速受信機との集積化を進める。また、imecの300mmシリコンフォトニクスプラットフォームを活用しながら技術の成熟を図り、光インターコネクト技術の導入を加速するとした。