主要成果
Lightmatter社は、AIチップ間の通信ボトルネックを解消するため、光インターコネクトの帯域密度向上、チップパッケージのI/O制限の突破、および物理的な実装・メンテナンス性の改善という3つの側面から技術展開を行っています。特に、単一光ファイバーで1.6Tbpsの単方向帯域を実現するプラットフォームや、総帯域114Tbpsに達する光子中介層（フォトニック・インターポーザ）などの具体的なソリューションを提示しました。
技術・詳細
帯域密度の向上に向けては、密集波分複用（DWDM）と双方向伝送（BiDi）の2つのアプローチを採用しています。Passage EVK50は16波長（各56Gbps NRZ信号）を用いて単一ファイバーで双方向各400Gbpsの伝送を実現し、EVK100は16波長（各112Gbps PAM4信号）により単方向1.6Tbpsの帯域を達成しています。いずれも1kmのシングルモード光ファイバー伝送に対応し、能耗指標は3pJ/bit未満に抑えられています。
チップパッケージのI/O制限に対しては、Passage M1000光子中介層を導入しています。約4000平方ミリメートルの面積に1024本の56Gbps NRZ信号チャネルを配置し、8波長の利用により総帯域114Tbpsを実現しました。この設計には約14万個のシリコン貫通電極（TSV）が組み込まれています。
物理的な実装面では、光エンジンとファイバーを分離してメンテナンス可能にするため、エッジ結合の「eClick」と垂直結合の「vClick」という2種類の着脱式インターフェースを開発しました。挿入損失は1.5dB未満に抑えられています。また、光源の供給問題に対しては、300mm CMOS SOIウェハプロセスを用いたVLSPプラットフォームにより、1チップに128個以上のレーザーを統合し、64波長以上への拡張を計画しています。
背景・業界の文脈
AIチップの演算能力が向上する一方で、GPUやスイッチチップ間のデータ転送における電気接続の限界が顕在化しています。従来の電気接続では、パッケージ端のI/O数制限や高速信号伝送に伴う設計負荷が課題となっていました。光インターコネクトへの移行は有効な解決策ですが、ファイバー数の増大による配線圧力、光エンジンの統合、レーザーの供給、および保守性の確保といった実用化へのハードルが存在していました。
今後の展望
同社は製品ロードマップにおいて、2027年第1四半期に光エンジン「Passage L20」の投入を計画しています。この製品は32ポートを備え、チャネルあたり200Gbps PAM4信号、単方向6.4Tbps（双方向合計12.8Tbps）の帯域を実現し、最大熱設計電力は30Wとなる見込みです。同社はこれをNVIDIA NVLink Fusionエコシステムに位置づけています。大規模な商用展開に向けては、Flex社と共同開発した204.8Tbpsスイッチ検証プラットフォームなどのシステム統合を進めており、今後はファウンドリやパッケージング業者、光ファイバーサプライヤーとのサプライチェーン協調が鍵となります。
元記事: https://news.qq.com/rain/a/20261025A046F800
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