【技術紹介】

高速信号伝送回路の低消費電力設計技術
集積回路チップ間の短距離から光通信を利用した数kmの長距離をカバーした信号伝送回路の低消費電力設計に取り組んでいます。

チップ通信用集積回路の例
TSV等を介した3次元集積チップの信号伝送回路の高性能化に向けて、チップ内の信号伝送回路の低消費電力設計手法の確立に取り組んでいます。試作チップでは約30%の消費電力削減を実証しました。

チップ内信号伝送回路の試作チップ(90nm CMOS）
 

信号伝送帯域と消費電力のトレードオフ解析 (左) と試作チップのシングルエンド信号実測結果 (右)

光通信向け回路の例
長距離高速通信用の光通信システム向けの高速ドライバ回路の低消費電力化と高効率化を追求した回路設計技術の研究に取り組んでいます。試作チップではインダクタンスの小型化により面積と寄生成分を削減することで、プロセス微細化に依存せずに回路技術のみで従来比で約1.6倍の動作速度向上を達成し、3世代後のプロセスと同等の速度性能を達成しました。

巻き込み型の小型インダクタの鳥観図 (左)、光通信用ドライバ回路の180nmCMOS試作チップ (中)、試作チップの差動信号実測結果 (右)

光電変換による超高周波帯キャリア周波数の生成技術
コヒーレント光の制御により100GHz以上のテラヘルツ帯無線通信やセンシングに資するキャリア生成手法に取り組んでいます。

光電融合デバイスによる生成手法
2周波数の光信号から差分のビート周波数を取り出して位相調整・増幅により出力の向上やビームフォーミングを図ります。光電融合デバイスを構成する光集積回路の試作・評価を実施しています。

提案の光電融合デバイスの構成と試作光集積回路 (PIC: Photonic IC)

https://youtu.be/SK0vB07-WIg
ファイバを用いたテラヘルツ帯キャリア生成の実証と通信デモの様子 (YouTube)
[光集積回路による集積化前の事前検討でのデモ]
 

光源となる半導体レーザの波長制御高速化システムの実証実験
[光集積回路による集積化の事前検討]

Laser Diode、Splitter、光アンプ (SOA)、導波路を搭載した試作光集積回路 (約4mm角)

組み立てた試作集積モジュール