Optical Interconnect Lab 001｜光接続はどこまで進んだか——送信・受信・材料の3つの実証

TokyoBrainie｜Optical Interconnect Lab 001 調査・執筆：2026-11-02 速さの数字を、測定条件へ戻す。光接続の進歩を「送る・受ける・材料」の3方向から読む。新着の

TokyoBrainie｜Optical Interconnect Lab 001

調査・執筆：2026-11-02

速さの数字を、測定条件へ戻す。

光接続の進歩を「送る・受ける・材料」の3方向から読む。新着の中心は10月26日公表の国内研究。残る2件は9月公表の比較資料であり、今週の新着3件という意味ではない。直近1週間の重要成果を3件そろえるだけの根拠は今回得られていない。

なぜ今、光接続を分解して読むか

僕が調べたいのは、光が何Gb/sで動いたかに加えて、その性能がどこまでの装置を含むか、製造条件を変えても再現できるかだ。変調器、受光器、材料の改善は接続全体に関わるが、単体の記録だけでは量産システムは完成しない。

今回の選定	公表時期	証拠の段階
国内チームのスローライトSi変調器	大学発表10月26日／論文掲載10月22日	査読論文に対応する大学一次発表で実測を確認
imecのGe/Si APD	9月21日／ECOC発表予定9月24日	研究機関が素子・リンク実証を報告
住友化学・九州大学のKNN変調器	大学発表9月28日	ECOC Post Deadline Paperに対応する共同研究の一次発表

大学・研究機関の発表本文を確認した。Nature誌の論文本文は取得時の認証リダイレクトで確認できず、ECOCの原論文本文も未確認。以下を「3件とも論文全文を精読したレビュー」とは扱わない。

1｜送信側：波形整形を変調器の内部へ移す

資料：東京科学大学・横浜国立大学・産総研の共同研究。 論文：Kawahara et al., “Reduced-DSP 200G/λ low-voltage slow-light silicon modulator enabled by built-in EO equalizer”, Nature Communications（2026年10月22日）。大学発表は10月26日。

① 新規性・② 従来との差【確認事実】 フォトニック結晶のスローライト導波路に遅延・交差構造を組み込み、波形補償の一部を素子に担わせた。従来の外部電子処理への依存を減らす設計。300 mm対応Siフォトニクス工程で作製した長さ320 µmの素子で、PAM4はDSP補償なし180 Gb/s、受信側11タップDSPあり・1.5 V駆動で200 Gb/s。26 fJ/bitは0.6 V・140 Gb/sのOOK条件であり、200 Gb/s条件の数字ではない。

出典：東京科学大学の一次発表／原論文 DOI。数値は大学発表の研究成果欄で照合。原論文本文は未取得。

③ 実装・量産の確認課題【本稿の研究提案】 微細構造の寸法ばらつき、温度・波長変化、光損失、ドライバーとの接続、製造歩留まりを確かめたい。26 fJ/bitをレーザー・受信回路・DSP・温度制御込みの電力として使わない。量産時に同じ条件を維持できるかは今回確定していない。

④ 日本の研究への接続 国内研究なので、まず同チームの工程条件、PDKでの設計再利用性、パッケージ後の性能を追う。日本ルメンタム等の支援は大学発表に明記されるが、支援を量産採用・供給契約と読み替えない。

2｜受信側：APDの増幅と帯域・電圧の両立

資料：imec、2026年9月21日発表。 9月の比較対象として採用し、11月の新発表とは扱わない。

① 新規性・② 従来との差【機関報告】 Ge/Si APDで100 GHz帯域、5 V、受光感度1.8 A/Wを報告。増倍層を100 nm未満へ縮小し電荷層を除く構造で、増幅のために帯域や電圧を犠牲にしがちな課題に取り組む。従来型フォトダイオード比3 dBの受信感度改善と、APDを用いたnet 400 Gb/sリンク実証を報告している。

出典：imec一次発表。ECOC原論文のBER・FEC・距離・全消費電力の詳細は未確認。

③ 実装・量産上の課題 温度・入力光パワー範囲を広げた信頼性と、高速受信電子回路への統合はimec自身が今後の課題とする。300 mmプラットフォームでの作製は、量産歩留まりや製品寿命の証明ではない。

④ 日本の技術を調べる問い【本稿の提案】 受光素子・受信モジュールを比較する際は、感度の測定波長、増倍率、暗電流、温度、受信回路込みの電力をそろえる。3 dBの余裕を光源出力低減へ使うのか、接続損失の許容へ使うのかも区別する。個別の日本企業が本成果を採用したとは確認していない。

3｜材料側：KNN薄膜は変調器の選択肢を変えるか

資料：住友化学・九州大学、2026年9月28日公表。 ECOC 2026 PDP-B-6 “180-GBaud OOK Modulation Using a KNN Crystal-Based Electro-Optic Waveguide Modulator” に対応する大学発表。

① 新規性・② 従来との差【共同研究報告】 住友化学作製のKNN（ニオブ酸カリウムナトリウム）薄膜基板を九州大学がデバイス化・評価し、180 GbaudとVπL 0.7 Vcm未満を報告。「約3倍の変調効率」はTFLNの文献代表値約2.0 Vcmとの比較で、最先端製品全体への一律の優位を示さない。スパッタ形成と低コスト化の可能性を示すが、完成品コスト比較ではない。

出典：九州大学の一次発表。会議論文本文は未確認。

③ 実装・量産の確認課題【本稿の提案】 面内均一性、膜の欠陥、光損失、温度安定性、電極・パッケージ後の高周波性能、良品率を調べたい。既存の製膜経験を光変調器完成品の量産実績と同一視しない。180 Gbaudはシンボル速度であり、net 400 Gb/sなどの情報速度と直接順位付けしない。

④ 日本企業との接点 住友化学の基板作製は確認事実。次に問うのは供給形態、顧客評価、認定、製造規模と価格条件。CPOに有望という説明だけで、特定顧客への採用や量産売上を推定しない。

三つの数字を同じランキングにしない

数字	何を表すか	比較時に必要な追加条件
Gb/s	情報の伝送速度	変調方式、レーン数、符号化、FEC前後
Gbaud	1秒当たりのシンボル数	1シンボル当たり情報量、符号化等
GHz	素子等の周波数応答	測定系、3 dB帯域の定義、負荷
fJ/bit	測定範囲内のビット当たりエネルギー	含む回路、速度・電圧条件
VπL	位相変調効率の指標	光損失、帯域、電極長、駆動方式

本稿の一般的な整理。伝送速度、部品の帯域、効率は別の物差しだ。すべてを「高速化」と一括りにすると、どの制約を解いた研究なのかが見えなくなる。

実装・接続へ戻す：日本企業を研究するときの確認表

以下は研究対象候補と質問であり、今回の3成果との取引・採用関係を示す一覧ではない。各社の現行製品対応は別途一次資料で照合する。

研究対象の入口	確認する問い
古河電工・フジクラ・住友電工などの光配線関連	波長・ファイバー方式・接続方式は何か。接続損失、密度、曲げ、清掃、保守の条件はどうか
光部品・受光器関連	電圧・帯域・感度の同時達成条件は何か。受信回路込みで比較できるか
実装・材料・検査関連	接続位置の許容差、熱膨張、接着、検査時間、再作業性はどこが制約か
住友化学のKNN	材料の研究実証から、顧客評価・量産適格性まで何が残るか