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超高速・超大容量情報処理を実現する光電子集積三次元LSIの研究

实现超高速、超大容量信息处理的光电集成3D LSI研究

基本信息

批准号：
12J07020
负责人：
乗木暁博
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では光デバイスと電子デバイスが集積されたLarge Scale Integrated circuits (LSI)を積層し、光電子集積三次元LSIを実現することで、需要が伸び続けるスーパーコンピュータやデータセンター用サーバーを高性能化、低電力化することを目的としている。このためには、電気-光信号変換デバイスである光変調器の小型・低消費電力化が必要である。そこで今年度は、光変調器を小型・低消費電力化する技術として研究代表者が提案したNRR光変調器(Nonreciprocal Resonator based optical modulator)の研究を行った。現在、マイクロリング光変調器が超小型・低消費電力光変調器として注目されている。しかし、従来のマイクロリング光変調器は共振波長変調型のデバイスであるため、厳密な共振波長制御が必要となり実用化が困難であった。これに対しNRR光変調器は、世界初の光強度変調型のマイクロリング光変調器である。このため、小型・低消費電力という特性を持つと同時に共振波長制御が必要ないという特長も持ち、実用的なマイクロリング光変調器として非常に有望である。今年度はNRR光変調器の設計指針を作成するとともに最適化を行った。その結果、当該デバイスの有用かつ汎用的な設計指針を示せたとともに、直径5μm程度の小型光変調器で消光比10dB程度を達成できることがわかった。また、消費電力を算出した結果、35.9fJ/bitと非常に低電力な光変調を実現できることもわかった。これらの値は既存の小型・低消費電力マイクロリング光変調器と同等である。このように、NRR光変調器は実用的であるとともに十分に小型・低消費電力化することが可能であることを定量的に明らかにできた。NRR光変調器は、高性能かつ低電力なスーパーコンピュータ、データセンター用サーバーを実現するキーデバイスとなりえる。

The purpose of this study is to achieve the goal of high-performance, low-power, high It is necessary to use small-scale low-resolution power generation equipment for small-scale low-resolution power generation. This year, the representative of the research representative of the small-scale low-resolution electric power equipment and technology industry proposed the proposal of the Nonreciprocal Resonator based optical modulator optical generator (NRR) research project. At present, the ultra-small and low-dissipation electric power optical equipment is paying close attention to the equipment. It is necessary to use the resonant wave length sensor to control the resonant wave length. The NRR optical device, the first light intensity device in the world, and the optical device in the world. The characteristics of thermal and small-scale low-dissipation electric power generators can be controlled by the resonant wave length at the same time, and the equipment used is expected to be very popular. This year's NRR optical device design refers to the production of the most advanced optical equipment for this year. The results show that the device indicator used in this system shows that the optical device with a diameter of 5 μ m has a higher extinction ratio than that of 10dB. The results of the experiment and the calculation of the results of the power consumption test and the calculation of the results of the energy consumption test and the calculation of the results of the energy consumption and energy consumption show that the results of the low-power phosphor of the 35.9fJ/bit are very low. The existing small low-cost electric power equipment and optical equipment are equivalent to each other. The electrical equipment used in the equipment of low-cost and low-consumption electrical equipment is very small. It is possible to determine the quantity of electricity in the system. NRR optical equipment, high-performance, low-power, high-performance, low-power, low-power, high-performance, low-power, high-performance, low-power, low-power,