1.はじめに

　並列分散コンビューティングにおける光インターコネクションは、近年益々重要になってきている。それは伝送速度の高速化、大容量化に伴い電気インターコネクション限界が見えて来ているからである。こうした光インターコネクションにおいては電子回路のCMOS化、データの大容量化から、　CMOS駆動可能な低消費電力で、かつ、大容量伝送可能な光デバイスが重要である。また、従来、特殊であった光インタフェースをLSI設計に一体化させるため，光インタフェースのIP コア化も不可欠である。そこで、光インターコネクシヨンNEC研究室では、こうした広帯域で低消費電力な光インターコネクションに不可欠な要素デバイスとして1.3um帯の面発光光源、及び、光インタフェースを持つLSIとそのIPコア (0IP:0ptical IP)の開発を進めている。

2.長波面発光レーザ

　 光ファイバの広帯域性を利用可能な1.3um 帯の面発光レーザを実現するために、まず、新たにGaAs基板上に形成可能な新結晶材料を設計・開発した。具体的には、GaAsSbとGa As(P)からなる量子井戸層構造である。この材料系ではGaAsとAIAsからなる多層反射構造が利用でき高反射率、高熱伝導性、格子整合が同時に成り立つため、従来、長波帯面発光レーザ実現の障害となる要素が排除できる。図１にこの面発光レーザの素子構造を示す。一回の結晶成長から形成でき電流閉じこめにはAIAs酸化構造を適用した。図２に室温での連続発振における電流対光出力特性、及び、発振時のスペクトルを示す。閥値2.3mA、波長1.22umであった。

3.0ptical lnterconnection IP(0IP)

　光インターコネクションをシステム設計者が使いやすい形で提供するために、新しい光インターコネクションの形態である0IPを提案し、これを実現するための光I/Oを有するLSIパッケージの開発を行った。また実際に0IPを用いて作成したGbE用・ PHY-LSIを使ったNetwork　lnterface Cardを作成した。これまで(並列光モジュール+ワンチップリンクLSI)で実装したCMOS同期低速IPを有する 8Gbps/portサブシステムを実現した。0IPはそこで残された課題であるボード上の高速信号及び光モソュールのブラックボックス的取り扱い、消費電力とコストの低減、及び汎用化光インターフェスの実現を目指したもので、CMOS-ASICの高速インターフェスマクロとして光インターコネクションを実装する(図3、図4)ものである。