数十年にわたり、Coherent 主導的な地位Coherent 。当社にとって、AIは決して目新しいものではありません。なぜなら、光接続ソリューションは、主流のネットワークで使用されているソリューションと同一のものだからです。最近では、超大規模データセンターにおける大規模な機械学習ネットワークの導入や、AIを活用した消費者向けアプリケーションの増加がクラウドコンピューティングのさらなる拡大を後押しすることから、クラウドコンピューティングへの注目が高まっています。
実際、AI/MLがクラウド上で導入され始めた当初から、当社はAI/ML向けのトランシーバー（およびコンポーネント）を販売してきました。AI/MLの光通信規格はイーサネット規格と密接に関連していることを考慮すれば、当社の関連する経験ははるか昔、つまり実際には35年以上前にまで遡ると言えるでしょう。
しかし、クラウドコンピューティングの発展を支えるためには、速度の向上、データセンター内通信の帯域幅拡大、および遅延の低減という新たなニーズが生じています。これらすべてのマシン間の通信は、高速かつシームレスに相互接続される必要があります。具体的には、AI/MLの急速な普及に伴い、超大規模データセンターインフラにおける専用AI/MLサーバーの割合が急速に増加しています。これらのサーバーは、光トランシーバーを介してネットワークの他の部分と接続されています。
当社の垂直統合により、より迅速なソリューションを提供します
現在、最先端のプラグイン型トランシーバー技術は800Gですが、1.6Tのプラグイン型トランシーバーも間もなく登場します。データセンターと同様、最優先課題はコストを最小限に抑えることです。2023年のOFCおよびECOCで行われたトランシーバーの性能デモでは、垂直統合を活用してこれらの速度とコストの目標を達成した事例をご覧いただけます。
第1世代の800Gは、8x100Gの光チャネルを備えたトランシーバーに依存していました。当社の製品デモでは200Gの光チャネルを展示し、多くの来場者の注目を集めました。特に特筆すべきは、OSFPパッケージの800Gトランシーバーにこれらのレーザーを統合した点です。8つの100G PAM4電気インターフェースは4つのCWDM波長に変換され、各波長は200G PAM4規格で動作します。第2世代の形式は、従来の8x100G光チャネル方式よりも省電力かつコスト効率に優れており、これらはいずれもこの種の相互接続において重要な要件です。さらに、200G PAM4が将来の1.6Tトランシーバーをどのようにサポートし、最大10kmの伝送距離を実現するかを示すため、これらのデバイスを特定の形式で展示しています 。
200Gへの速度向上には、過大な消費電力の回避や、低ノイズ・無クロストークの維持など、多くの重大な技術的課題が伴いました。しかし、当社の垂直統合体制により、200Gの伝送速度を比較的短期間で実現することができました。当社は、レーザー、光学部品、熱管理ソリューションなど、すべての能動・受動技術を社内で設計・製造しています。 第一世代の800G製品と同様に、これらの新型トランシーバーの開発においても、特定の技術に依存しないアプローチを採用しています。そのため、特定のフォームファクタ要件に合わせていつでも構成を変更することができ、時間とコストの削減を実現しています。
より高速なソリューションにより、より高いデータ転送速度を実現できます
データ転送速度が100 Gbps以上の高速データ通信アプリケーションでは、主に2種類のレーザーが使用されています：
- 短距離用垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）
- 分散型フィードバックレーザー（DFB）と変調器を光集積回路（PIC）に集積し、長距離通信に用いる。
集積電気吸収変調器（EML）を搭載したレーザーは、現在のトランシーバーに広く採用されています。一方、マッハ・ツェンダー変調器（DFB-MZ）を集積したレーザーは、2 kmを超えるリンク長やリニア・プラガブル・オプティカル・デバイス（LPO）の用途など、直線性とチャープ制御が求められるアプリケーションにおいて優位性を発揮します。
Coherent 、現在使用されている第1世代の400G（4x100G）および800G （8x100G）トランシーバー向けに、Coherent社は100G EMLの量産を行っています。新興の800G（4x200G）および1.6T（8x200G）アプリケーション向けには、200G EMLおよびDFB-MZ技術を提供しています。これらの要素により、各アプリケーション向けのモジュール設計は、性能とコストの両面で最適化されています。
これら2つのPICシリーズには、複雑なPIC（IQ変調器および可変波長レーザー）の製造において長年にわたり蓄積してきた豊富な知識と経験が結集されています。さらに、チャネルあたり200Gのアプリケーションにおいて、特に多数の送受信チャネルを密集したパッケージに搭載したトランシーバーでは、信号の完全性が極めて重要です。当社のすべてのデータ通信チップシリーズには、優れた信号の完全性を実現し、クロストークを最小限に抑えるオンチップRF終端回路が搭載されています。これにより、モジュール設計が簡素化され、コストが削減されるとともに、優れた信号性能が提供されます。
常に先を見据える――LPOのチャンス
前述の通り、AI/MLサーバーは外部との接続に光リンクに依存しています。これらの光リンクは、高速性とモジュール性を満たすだけでなく、低コストかつ低消費電力であることも求められます。従来のトランシーバー形式に代わる、比較的新しい代替案が登場し、注目を集めています。LPOはトランシーバーからDSPを取り除くことで、低コスト、低消費電力、低遅延を実現しています。DSPはスイッチ用ASICと一体パッケージ化されており、このレイアウトではシンプルな電気配線でパネルに接続されます。これは、ASIC、DSP、および光学エンジンをすべてスイッチ内にパッケージ化する「共封装光学デバイス」とは異なります。
LPOがAI/MLとどの程度組み合わされるかは、現時点では不明である。LPOはまだ初期段階にあるものの、トランシーバーから削除されたDSP機能を代替できる、DSP機能を強化したスイッチが登場し始めている。
トランシーバー分野における革新的な企業として、当社の研究開発チームは、将来の市場におけるLPO光モジュールへの需要に応えるための有望なソリューションを開発しています。垂直統合型サプライヤーとして、当社は既存の技術や製品群を活用し、LPOバリューチェーンのあらゆる段階をいつでもサポートすることができます。これには、当社の垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）が含まれます。近年、当社はこれまでに数千億個ものVCSELを出荷してきました。その他の主要製品には、レーザーダイオード駆動回路やトランスインピーダンス増幅器（TIA）があります。また、レーザーダイオードやレーザーダイオードアレイも重要な例です。これらはあらゆる光通信の基盤であるだけでなく、LiDAR、AR/VR、および車内センシングの実現も支えています。
Coherent ：過去、現在、そして未来にわたって AI を支える
データ通信は誕生以来、常により高い速度を追求し続けてきたという特徴があります。しかし、最近ではAI/MLへの需要が急増し、より高速なデータ通信の開発に対するニーズが高まっています。AIの採用がますます広がる中、当社の独自の垂直統合体制と幅広い技術的専門知識を組み合わせることで、データ通信のバリューチェーンのあらゆる段階において、今後も重要なソリューションを提供し続けていきます。
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