最先端研究開発支援プログラム フォトニクス・エレクトロニクス融合システム基盤技術開発 平成22年度~26年度

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活動報告

内部監査

・平成21年度活動について、H22(2010)年11月30日に、JSPSによる現地調査を受けました。
・平成22年度活動(11月まで)について、H22(2010)年12月に、内部監査を実施しました。
・平成22年度活動(12月以降)について、H23(2011)年8月に、内部監査を実施しました。
・平成23年度活動について、H24(2012)年8月に、内部監査を実施しました。
・平成24年度活動について、H25(2013)年8月に、内部監査を実施しました。
・平成25年度活動について、H26(2014)年6月に、内部監査を実施しました。

助成金の使途 (平成25(最終)年度)

1. 平成25年度における研究の実施状況

 将来のコンピュータにおける、省電力化、高速化、ダウンサイズ化の限界の打破に向けて、光回路と電子回路が融合したデバイス/システム実現のための革新的基盤技術の研究開発を推進してきた。2025年頃にオンチップサーバを実現することを目標に掲げ、本研究課題では、伝送密度10Tbps/cm2を達成する光電子集積回路の実現を目指してきた。2つの研究サブテーマである『先端デバイス技術開発』と『光電子集積化技術開発』が、“先端デバイスによる高性能化”と“全体の最適化を図る光電子集積化”の相乗効果により、昨年度末に10Tbps/cm2を大幅に超える、30Tbps/cm2の性能を、達成することができた。
 最終年度は、新たにLSIの発熱問題を克服する光電子集積回路の実現に挑戦した。革新的技術として基礎的な研究を進めてきた量子ドットレーザアレイを搭載し、集積伝送密度とともに、温度特性に優れた光電子集積回路の実現を期間内で達成することを目指した。光集積回路動作の基本となる波長を1.55µmから1.3µmに変更し、全ての光デバイスや光導波路の設計を変更し、1.3µmで動作する高密度集積フォトニクス回路に挑戦した。その結果、室温25℃から高温125℃まで、光変調器、受光器など全て無調整で、12.5Gbpsのエラーフリー伝送と15Tbps/cm2の伝送密度を世界で初めて実現し、2025年頃にオンチップサーバを実現するための重要な技術基盤に目処をつけることができた。
 更に、先端デバイス研究開発においては、光変調器、受光器、光源実装、光導波路の基本デバイスにおいて、前年度に引き続き、世界トップの性能や効率を自ら更新することができた。大学等研究機関が中心の革新的技術においても、Si上に直接融着した量子ドットレーザの110℃までのレーザ発振実現、波長温度無依存ハイブリッドレーザ技術確立等の重要な成果を達成した。

2. 収支状況の概要

(単位:円)
助成金の受領状況(累計) 合計 経費A 経費B 経費C
①交付決定額 3,899,000,000 3,250,000,000 459,000,000 190,000,000
②既受領額(前年度迄の累計) 3,085,323,000 2,576,130,000 358,963,000 150,230,000
③当該年度受領額 813,677,000 673,870,000 100,037,000 39,770,000
④(=①-②-③)未受領額(累計) 0 0 0 0

(単位:円)
当該年度の収支状況 合計 物品費 旅費 謝金・人件費等 その他


①収入 816,900,644 450,152,446 41,358,830 374,849,088 -49,459,720
②執行額 812,308,201 283,833,696 21,228,892 206,337,122 300,908,491
③(=①-②)未執行額 4,592,443 166,318,750 20,129,938 168,511,966 -350,368,211


①収入 167,328,654 -3,043,454 3,323,803 104,269,733 62,778,572
②執行額 166,293,887 1,064,468 7,181,631 71,077,610 86,970,178
③(=①-②)未執行額 1,034,767 -4,107,922 -3,857,828 33,192,123 -24,191,606


①収入 51,218,076
②執行額 50,934,469
③(=①-②)未執行額 283,607
総収入(経費A+B+Cの①の合計) 1,035,447,374
総執行額(経費A+B+Cの②の合計) 1,029,536,557
総未執行額(経費A+B+Cの③の合計) 5,910,817

助成金の使途 (平成24年度)

1. 平成24年度における研究の実施状況

 将来のコンピュータ(集積回路)における、省電力化、高速化、ダウンサイズ化の限界の打破に向けて、光回路と電子回路が融合したデバイス/システム実現のための革新的基盤技術の研究開発を推進している。2025年頃にオンチップサーバを実現することを目標に掲げ、FIRSTプログラムでは、集積伝送密度10Tbps/cm2を達成する光電子集積回路の実現を目指してきた。大震災でクリーンルームが5ヶ月停止する事態となったが、研究者の総力を結集し、平成24年度末に、本プロジェクトの主目標である10Tbps/cm2を大幅に超える性能を、1年前倒しで、達成することができた。
先端デバイス研究開発においては、つくばの産総研内SCR施設にて、企業の壁を越えて、一体化して研究開発を進めており、光変調器、受光器、光源実装、光導波路の基本デバイスにおいて、前年度に引き続き、世界最小の作用長250μmで50Gbps動作する光変調器等、世界トップの性能や効率を自ら更新することができた。さらに、大学等研究機関が中心となって挑戦してきた革新的技術開発においては、量子ドットレーザのシリコン直接融着技術開発や、シリコンフォトニック結晶光変調器の小型化限界を示す等の重要な成果を創出することができた。

2. 収支状況の概要

助成金の受領状況(累計)(単位:円) 合計 経費A 経費B 経費C
①交付決定額 3,899,000,000 3,250,000,000 459,000,000 190,000,000
②既受領額(前年度迄の累計) 2,258,834,000 1,892,550,000 257,935,000 108,349,000
③当該年度受領額 826,489,000 683,580,000 101,028,000 41,881,000
④(=①-②-③)未受領額(累計) 813,677,000 673,870,000 100,037,000 39,770,000
⑤既返納額(前年度迄の累計) 250,900 250,000 900 0

当該年度の収支状況(単位:円) 合計 物品費 旅費 謝金・人件費等 その他


①収入 931,385,733 467,961,024 36,097,383 348,691,720 78,635,606
②執行額 788,385,871 279,347,619 16,441,499 228,302,426 264,294,327
③(=①-②)未執行額 142,999,862 188,613,405 19,655,884 120,389,294 -185,658,721


①収入 187,753,684 2,670,511 2,740,797 100,691,181 81,651,195
②執行額 120,467,399 6,601,985 1,682,137 66,194,655 45,988,622
③(=①-②)未執行額 67,286,285 -3,931,474 1,058,660 34,496,526 35,662,573


①収入 60,502,752
②執行額 49,056,778
③(=①-②)未執行額 11,445,974
総収入(経費A+B+Cの①の合計) 1,179,642,169
総執行額(経費A+B+Cの②の合計) 957,910,048
総未執行額(経費A+B+Cの③の合計) 221,732,121

助成金の使途 (平成23年度)

1. 平成23年度における研究の実施状況

将来のコンピュータ(集積回路)における、省電力化、高速化、ダウンサイズ化の限界の打破に向けて、光回路と電子回路が融合したデバイス/システム実現のための革新的基盤技術の研究開発を推進している。
先端デバイス技術においては、つくばの産総研内SCR(スーパークリーンルーム)施設にて、企業の壁を越えて、一体化して研究開発を進めており、光変調器、受光器、光源実装、光導波路の基本デバイスにおいて、世界トップの性能や効率を達成することができた。さらに、革新技術に大学等研究機関が中心となって挑戦しており、シリコン基板上量子ドットレーザや、光波長フィルタの特性温度無依存化、シリコンフォトニック結晶光変調器の高効率化、アモルファスシリコンによる3次元光配線の構造実証、等の重要な成果を達成した。これらは、2020年頃のオンチップサーバ実現に見通しを与える基盤技術として、大きく注目される成果である。
 LSI搭載に向けた光電子集積化技術としては、つくばの産総研内SCRを中心に、実際に動作させるための様々な制約条件を考慮し、プロジェクト終了時の目標である「10テラbps/cm2(LSIベアチップを10テラビット毎秒で接続する能力)の実現」に対して、“6.6テラbps/cm2”なる性能を達成するに至った。ただし、まだ、集積回路の一部でしか達成されていないので、10テラbps/cm2で、全面動作できるよう研究開発を進めている。

2. 収支状況の概要

(単位:円)
助成金の受領状況(累計) 合計 経費A 経費B 経費C
①交付決定額 3,899,000,000 3,250,000,000 459,000,000 190,000,000
②既受領額(前年度迄の累計) 1,263,060,000 1,044,757,000 157,305,000 60,998,000
③当該年度受領額 995,774,000 847,793,000 100,630,000 47,351,000
④(=①-②-③)未受領額(累計) 1,640,166,000 1,357,450,000 201,065,000 81,651,000

(単位:円)
当該年度の収支状況 合計 物品費 旅費 謝金・人件費等 その他


①収入 1,175,052,955 615,010,565 28,744,634 288,402,642 242,895,114
②執行額 927,273,863 363,154,813 14,744,160 200,755,671 348,619,219
③(=①-②)未執行額 247,779,092 251,855,752 14,000,474 87,646,971 -105,724,105


①収入 173,720,583 4,150,624 2,122,525 96,547,994 70,899,440
②執行額 87,001,759 2,638,134 1,367,877 64,631,193 18,364,555
③(=①-②)未執行額 86,718,824 1,512,490 754,648 31,916,801 52,534,885


①収入 59,453,080
②執行額 40,833,508
③(=①-②)未執行額 18,619,572
総収入(経費A+B+Cの①の合計) 1,408,226,618
総執行額(経費A+B+Cの②の合計) 1,055,109,130
総未執行額(経費A+B+Cの③の合計) 353,117,488

助成金の使途 (平成22年度)

1. 平成22年度における研究の実施状況

 本年度は、実質初年度にあたり、研究組織の立上げ、研究施設・設備の立上げ、 研究活動・研究試作の開始を行った。

(1)研究組織、研究施設の立上げ
 つくばの産業技術総合研究所SCR棟(スーパークリーンルーム棟)に、研究施設として、オフィスフロアと測定室を借り、研究を立ち上げた。

(2)フォトニクス集積化回路技術の研究開発
 平成22年度は、主として、各フォトニック・ナノデバイスの試作を投入すると同時に、同じシリコン上に配置される複数のデバイスを集積化する技術の開発を進めた。
 平成22年度の主要成果として、光導波路を通して、変調器、受光器、光分岐、レーザアレイ等の基本構成要素を、同一シリコン上に集積化・搭載する技術を構築した。

2. 収支状況の概要

(単位:円)
助成金の受領状況(累計) 合計 経費A 経費B 経費C
①交付決定額 3,899,000,000 3,250,000,000 459,000,000 190,000,000
②既受領額(前年度迄の累計) 0 0 0 0
③当該年度受領額 1,263,060,000 1,044,757,000 157,305,000 60,998,000
④(=①-②-③)未受領額(累計) 2,635,940,000 2,205,243,000 301,695,000 129,002,000

(単位:円)
当該年度の収支状況 合計 物品費 旅費 謝金・人件費等 その他


①収入 1,044,819,000 679,299,087 11,417,071 197,368,742 156,735,000
②執行額 717,578,449 410,046,808 9,034,733 149,780,513 148,716,395
③(=①-②)未執行額 327,241,451 269,252,279 2,382,338 47,588,229 8,018,605


①収入 157,320,500 6,003,095 2,412,673 78,669,732 70,235,000
②執行額 84,230,691 3,220,466 2,668,117 57,890,723 20,451,385
③(=①-②)未執行額 73,089,809 2,782,6299 -255,444 20,779,009 49,783,615


①収入 61,004,844
②執行額 61,004,844
③(=①-②)未執行額 0
総収入(経費A+B+Cの①の合計) 1,263,145,244
総執行額(経費A+B+Cの②の合計) 862,813,984
総未執行額(経費A+B+Cの③の合計) 400,331,260

助成金の使途 (平成21年度)

1. 平成21年度における研究の実施状況

21年度においては、最先端研究開発を進めるにあたり、中心研究者である東大・荒川泰彦教授のもと、日本を代表する機関(大学、研究法人、企業)から、世界トップレベルで活躍する研究者(約50名)からなる体制を組み立てた。 また、柔軟に研究開発を進められるよう、14の研究グループにおいて複数の機関が参加する流動性組織となっており、研究の進度に応じて基礎的研究グループから応用研究(集積化)グループへ研究者がシフトしていく柔軟な研究開発体制を構築した。 本活動は、平成21年3月10日から開始となったが、平成21年度内は、技術研究組合PETRAの賦課金だけで、運営し、平成22 年度初頭より、つくば産総研の最先端研究クリーンルームを利用して、産学官が連携して研究開発を遂行するリソースを確保することができた。

2. 収支状況の概要 (平成22年3月末現在)

(単位:円)
助成金の受領状況(累計) 合計 経費A 経費B 経費C
①交付決定額 3,899,000,000 3,250,000,000 459,000,000 190,000,000
②既受領額(前年度迄の累計) 0 0 0 0
③当該年度受領額 0 0 0 0
④(=①-②-③)未受領額(累計) 3,899,000,000 3,250,000,000 459,000,000 190,000,000

(単位:円)
当該年度の収支状況 合計 物品費 旅費 謝金・人件費等 その他


①収入 0 0 0 0 0
②執行額 0 0 0 0 0
③(=①-②)未執行額 0 0 0 0 0


①収入 0 0 0 0 0
②執行額 0 0 0 0 0
③(=①-②)未執行額 0 0 0 0 0


①収入 0
②執行額 0
③(=①-②)未執行額 0
総収入(経費A+B+Cの①の合計) 0
総執行額(経費A+B+Cの②の合計) 0
総未執行額(経費A+B+Cの③の合計) 0

Last updated at 2015/06/24
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