台湾チームがPAM-4トランシーバーを開発、チップ伝送で突破口

中央社ニュース （中央社記者・趙敏雅、台北13日）科学技術の急速な発展に伴い、チップ設計技術はかつてない課題に直面している。台湾の研究チームは「4値パルス振幅変調（PAM-4）トランシーバー」の開発に成功し、共同パッケージ光学部品（CPO）モジュールと組み合わせることで、単一チャネルの伝送速度を100Gb/sに到達させた。将来的にはデータセンターで従来のプラガブルモジュールに代わり、伝送速度の向上とシステム消費電力の低減が期待される。 国家科学技術委員会は本日、研究成果の記者会見を開いた。重要新興チップ設計研究開発計画の支援のもと、国立清華大学電機工程学系の彭朋瑞副教授、謝秉璇副教授、電子工程研究所の劉怡君副教授、国家実験研究院台湾半導体研究センターの林銘偉副研究員が共同で研究チームを結成し、PAM-4トランシーバーを開発。チップ伝送における突破を示した。 彭朋瑞氏によると、PAM-4技術は送信信号を従来の2種類の振幅から4種類の異なる振幅出力へ増やすことで、信号が担える情報量を高め、データ伝送速度を効果的に向上させる。ただし、4種類の異なる振幅信号を正確に復調するには、受信側の回路構成が比較的複雑になる。チームは革新的なPAM-4受信機設計を提案し、低分解能のアナログ・デジタル変換器を活用して、高速データのサンプリングと復調を実現した。 同氏は、チームが開発したPAM-4トランシーバー構成は、28ナノメートルプロセスで、海外の高速チップ大手が7ナノメートルプロセスで実現したトランシーバーチップ特性に到達でき、将来の商用化応用においてコスト面の優位性を持つと指摘した。 彭朋瑞氏は、PAM-4トランシーバー設計に加え、チームは100Gb/s電気トランシーバーチップを中核に、シリコンフォトニクス基板上の高速光電変換素子を組み合わせ、異種統合パッケージ技術を通じてCPOモジュールの開発にも成功したと述べた。これにより、CPOモジュールに必要な高速シリコンフォトニクス基板の開発を実現した。 同氏によると、シリコンフォトニクス技術は、シリコンチップを用いて光学素子を作製し、光信号をチップ上で伝送・処理できるようにする技術である。従来のプラガブル光モジュールと比べ、CPOモジュールは高度に集積化された設計を実現でき、システム内の伝送距離を短縮し、帯域幅を効果的に高めるとともに消費電力を低減できる。 彭朋瑞氏は、従来の電子信号と比べ、光信号はより高い帯域幅と低い消費電力を備えており、高速データ伝送や人工知能（AI）データセンター用途に特に適していると述べた。チームはすでに、100Gbpsの電気光変換を実現するシリコンベースのマイクロリング変調器（MRM）を開発し、帯域幅が50GHzを超える高速光検出器も統合している。 彭朋瑞氏は、チームがこの計画で開発した重要技術について、すでに米国発明特許6件と中華民国発明特許8件を取得していると指摘した。複数の産学連携計画に加え、今後は技術移転を通じて技術を業界に導入し、産業応用へ実装することも期待される。（編集：林淑媛）1150513 ニュースの自由を守る力となるため、事実とともに立つ選択を。皆さま一人ひとりの支援が、その力になります。 中央社の「一手新聞」アプリをダウンロードして、最新ニュースをリアルタイムで把握できます。 本サイトの文章、写真、映像および音声は、許可なく転載、公開放送、公開送信または利用することを禁じます。