AI演算高速化に「磁気」で勝負、TDKが光検知素子を開発：従来比10倍で光を検知可能（2/2 ページ）

TDKは、高速で光を検知できる独自の素子「Spin Photo Detector（スピンフォトディテクター）」を開発し、原理実証に成功した。小型の光トランシーバーを実現できる可能性があり、今後AIデータセンターでの導入が必要とされる光電融合分野に適用できる技術だとする。

[村尾麻悠子，EE Times Japan]

光電融合にも適する

　スピンフォトディテクターは、光電融合技術への応用に適していると福澤氏は語る。現在、光検知素子で主流のフォトダイオードには、インジウムガリウムヒ素（InGaAs）やシリコンゲルマニウム（SiGe）が使われている。どちらも十分に市場実績があり、InGaAsは高速な光検知が可能、SiGeはシリコン（Si）との相性がよくインテグレーションしやすいなど、それぞれメリットがある。一方で、光電融合への応用については、波長帯域が極めて狭い（近赤外光のみ）、小型なトランシーバーの実現が本質的に難しいといった課題がある。「その点、スピンフォトディテクターはそもそもフォトダイオードとは動作原理が全く異なることもあり、近赤外光まで可視光まで検知できる上に、光電融合もしやすく、今回の原理実証で確認したように検知スピードも高速といったように、既存のフォトダイオードの課題を解決できる」と福澤氏は説明する。「現時点で、そもそも可視光を高速で検知できる素子はない」（同氏）

光電融合に応用する際のメリットとデメリット［クリックで拡大］ 出所：TDK

　TDKはスピンフォトディテクターの製品化や量産の時期について「明確には決まっていないが、3〜5年後を想定している」とした。一部の特定顧客には、2025年度中のサンプル提供を予定しているという。

　今後は、スピンフォトディテクターのエコシステム形成と、素子の信頼性の確認を進める。スピンフォトディテクターの制御素子を開発する必要があるので、半導体メーカーの存在がエコシステムには欠かせないとする。「フォトダイオードに比べエコシステムは大きく変わるだろう」（福澤氏）。スピンフォトディテクターの寿命については「材料的には寿命が短くなる要素はないが、信頼性はこれから確認していく」と述べた。

　データセンター以外の用途としては、拡張現実（AR）／仮想現実（VR）用スマートグラスや航空宇宙、ヘルスケア、イメージセンサーなども想定している。

スピンフォトディテクターの想定用途［クリックで拡大］ 出所：TDK

左＝スピンフォトディテクターの光検知のデモ。写真中央の緑のレーザー光が当たっているところに、スピンフォトディテクターが実装されている／右＝光を検知している様子。一瞬で検知した［クリックで拡大］