光互连迈向规模化生产，日本五家企业联手攻关

从电信号到光信号，芯片互连迎来新路径

2026年10月20日，日本电信电话公司（NTT）、NTT Innovative Devices、日本半导体公司（Japan Semiconductor）、古河电气工业（Furukawa Electric）和新光电气工业（Shinko Electric Industries）宣布，将全面启动光电融合器件量产技术的开发工作。此次进展源于日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）研发项目的一项联合提案获批。该提案由NTT Innovative Devices牵头，四家企业共同参与，NTT则作为顾问，负责协调企业间合作、推动供应链建设。

光电融合技术的核心，是将GPU等计算芯片之间传输数据所使用的电信号替换为光信号，从而实现更大容量、更高速的数据传输，同时显著降低通信过程中的能耗。此次研发的重点是光芯粒（Optical Chiplet）。这类紧凑型半导体组件将光子集成电路（PIC）与电子集成电路（EIC）高密度集成在一起。五家企业计划建立覆盖制造、检测、光连接及封装组装的综合量产技术体系。

五家企业分工协作，搭建试验生产线

此次获批的提案属于NEDO“后5G信息通信系统基础设施强化研发项目”下的先进半导体制造技术开发领域，具体课题为“利用光芯粒封装技术开发半导体器件制造技术”。五家企业将建设一条以实际工厂应用为目标的试验生产线，并开展评估与验证。项目将以研发阶段为参照，力争将生产效率提升至原来的10倍以上，重点验证高效量产工艺能否真正落地。

五家企业将根据各自的技术专长进行分工协作。NTT Innovative Devices将牵头开发制造、检测及封装技术；东芝集团旗下的日本半导体公司（Japan Semiconductor）将负责适用于异质材料集成的硅光子量产技术；古河电气工业（Furukawa Electric）将负责化合物光半导体相关技术；新光电气工业（Shinko Electric Industries）则将负责光芯粒封装技术及制程检测等量产工艺。

NTT不直接参与研发执行，而是负责协调企业间的合作、推动供应链建设，为光电融合器件量产技术的建立提供支持。

注：根据企业公告及日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）获批公开征集课题的相关信息整理。

事实上，五家企业此前已有合作基础。自2023财年以来，它们便在NEDO同一项目框架下开展光芯粒封装技术研发，探索利用光连接半导体封装与芯片。此次新项目获批，意味着研发重点将从基础技术探索进一步转向量产工艺建设，推动制造、检测、光连接和封装环节的一体化发展。

AI数据中心能耗攀升，光互连成为关键技术

随着生成式AI快速普及，数据中心的电力消耗持续增长。大语言模型的训练与推理需要部署大量GPU，芯片之间的数据交换量也随之迅速增加。传统电互连在带宽和功耗方面面临越来越大的压力，如何降低芯片间通信能耗，已成为全球半导体产业的重要技术课题。光电融合技术正是应对这一挑战的重要方向。通过以光信号替代电信号进行数据传输，芯片间互连有望在提升通信性能的同时降低能耗。

与此同时，光电融合也是NTT下一代通信基础设施构想 IOWN（创新光与无线网络） 的核心技术之一。要实现从通信网络到半导体内部芯片互连的广泛光化，仅依靠实验室原型并不足够，还需要建立能够稳定、规模化生产的制造工艺。

日本加速布局，量产与商业化仍待验证

此次合作对日本半导体产业也具有重要意义。目前，先进逻辑半导体制造仍较多依赖海外企业。如果日本能够在光电融合领域积累从制造、封装到检测的完整技术能力，将有助于强化本土光半导体供应链。这一方向也与日本经济产业省推动的先进半导体产业政策相呼应。

不过，从研发成果走向规模化生产仍存在不少挑战。光芯粒不仅涉及不同材料之间的键合，还需要进行高精度光轴对准，其工艺控制要求不同于仅采用电连接的传统半导体。因此，试验生产线能否验证出可复制的工艺，并进一步转化为实际工厂中的良率提升，将成为决定商业化进程的关键。五家企业计划分阶段推进试验生产线的验证工作。随着下一代AI基础设施对高速、低功耗互连的需求持续增长，光电融合技术的量产进展值得持续关注。