日本の半導体産業と光電融合技術
生成AIの進展や、爆発的に増加するデータ量に対応する次世代の通信技術として注目されている「光電融合技術」は、日本の半導体産業の復活を支える重要な柱としての期待が高まっています。
光電融合は、光と電気を組み合わせた新しい技術であり、特にデータ通信の高速化やエネルギー効率の改善に大きな影響を与える可能性を持っています。
2030年代に向けた6Gや7G、そしてIOWN（アイオン：Innovative Optical and Wireless Network）などの次世代通信インフラの基盤として、この技術の研究開発が進められており、日本の産業界への展開が期待されています。
光電融合技術は、光の伝送を利用することで、従来の電気通信に比べて大幅に速度を向上させ、エネルギー消費を削減。特にシリコンフォトニクス技術を基盤とする光電融合集積技術は、光回路と電気回路を同時に集積し、次世代のデータ通信において、低遅延や高速大容量などの効率的なデータ処理を可能にします。
光電融合技術は、大規模なデータセンターやクラウドサービス、AIアクセラレータ、さらには自動運転やロボティクスなどの分野で重要な役割が期待されています。
また、次世代半導体に向けた新材料の研究も進んでおり、2次元材料やトポロジカル絶縁体などが光電融合技術において重要な役割を担うとされています。これらの材料を用いることで、低消費電力かつ高性能なデバイスが実現し、エネルギー効率の向上が期待されます。
光電融合技術は、2030年以降の次世代インフラを支える基盤技術として、期待が高まっています。
光電融合技術と半導体・デジタル産業戦略
経済産業省は、光電融合技術を次世代の半導体技術として位置付け、その研究開発を強力に推進しています。経済産業省がとりまとめた「半導体・デジタル産業戦略」においては、国内外の競争力を高めるために次世代技術の開発を強調し、特に中長期的な視点から光電融合技術の研究開発に取り組んでいます。
本戦略では、ラピダスや最先端半導体技術センター（LSTC）といった研究拠点を中心に、Beyond 1ナノ世代の半導体技術などの内容も盛り込まれています。
光電融合技術は、2030年代以降の技術革新を支える重要な技術であり、これにより日本の半導体産業の競争力を強化する狙いがあります。さらに、NEDOを通じて、企業とアカデミアの連携を強化し、産学共同で研究を進めることで、基礎研究から実用化に至るまでのプロセスを加速させています。
次世代半導体に向けたアカデミアの取り組み
文部科学省は2024年7月に公表した「次世代半導体のアカデミアにおける研究開発等に関する検討会報告書」では、次世代半導体技術に対する日本のアカデミアの役割が詳述されています。この報告書によると、半導体技術は、デジタルトランスフォーメーション（DX）やグリーントランスフォーメーション（GX）の推進に欠かせない技術であり、地球規模の課題解決や未来社会の実現に向けて、その重要性が高まっています。
アカデミアにおいては、半導体研究開発、半導体研究基盤、そして、半導体人材育成が重要な柱となっています。
アカデミアでは、特に次世代半導体において、新材料やプロセス技術、集積化技術の開発が進められています。Beyond 1ナノ世代に対応するため、これらの技術は今後の産業界にとっても不可欠であり、アカデミアはその基礎研究を担う重要な役割を果たしています。報告書では、今後の研究開発において、エネルギー効率の高いシステムやデバイスの設計が必要とされており、その中で光電融合技術は重要な位置を占めています。
光電融合技術への期待
光電融合技術の発展により、エッジAIや自動運転、スマートシティといった未来技術の大規模な進展が期待されています。特に、エッジAI技術においては、データ通信の遅延を最小限に抑えることが不可欠であり、リアルタイムでのデータ処理が求められます。光電融合技術は、こうした高度なデータ処理を可能にし、エネルギー効率の向上に貢献するため、次世代の通信インフラにとって欠かせない技術です。
また、光電融合技術は、AIロボティクスや都市インフラの高度化においても重要な役割を果たすと考えられています。
例えば、都市全体がリアルタイムで管理されるスマートシティでは、交通やエネルギーの最適化が求められ、光電融合技術を活用した次世代通信サービスが基盤として支えることも想定されます。さらに、科学研究や創薬の分野においても、光電融合技術は実験の自動化を加速し、研究の効率化を実現することが期待されています。
日本の半導体産業復活に向けて
光電融合技術は、次世代の半導体技術として、日本の産業競争力を再び高める大きなカギとなる技術です。日本はシリコンフォトニクス技術や新材料技術において強みを持っており、これらを活用して光電融合技術の実用化を進めることで、国際競争力を大きく向上させることが期待されています。
経済産業省が進める産学連携による研究開発体制は、光電融合技術の実用化を加速し、2030年代に向けた技術革新をリードするための取組としての期待もあります。
また、文部科学省の「次世代半導体のアカデミアにおける研究開発等に関する検討会報告書」でも指摘されているように、日本のアカデミアと産業界が連携し、次世代技術の開発を進めることが、世界の競争に勝ち抜くための重要なアプローチとなります。
日本の半導体産業は、かつてのシェアを取り戻すだけでなく、新しい技術分野でのリーダーシップを確立することにもつながる契機となる可能性もあるでしょう。
光電融合技術は、日本の産業界とアカデミアが連携することで実現する技術であり、日本の半導体産業が再び世界をリードする日が来ることが期待されます。
