業界で、InP(インジウムリン)と言う言葉を最近、聞くことが増えました。多くの人にとって、初耳の物でしょうが、いわゆる、化合物半導体というものです。20世紀から、半導体の世界はSi(シリコン)の加工で成立してきたわけですが、もっと速く、という要望の中で、Siよりコストはかかっても、より高速な化合物半導体が実用化されつつあります。

 

以下、AIのGemini回答

 

リン化インジウム(InP)は、シリコン(Si)と比較して電子の動きが圧倒的に速いのが最大の特徴です。これが、AI通信などの超高速デバイスに使われる理由です。

1. キャリア移動度(Electron Mobility)

移動度は「電界をかけた時の動きやすさ」を示します。

  • InP:約 5,400 cm²/Vs
  • Si :約 1,400 cm²/Vs
    InPはシリコンの約4倍の移動度を持ちます。これにより、低い電圧でも素早くスイッチング(オンオフ)が可能です。

2. 電子ドリフト速度(Drift Velocity)

高電界下での「最高速度(飽和速度)」もInPが優れています。

  • InP:約 2.5 × 10⁷ cm/s
  • Si :約 1.0 × 10⁷ cm/s
    InPはシリコンの約2.5倍の速度に達します。この高い飽和速度のおかげで、テラヘルツ(THz)に近い超高周波領域での動作が可能になります。

Siに対する優位性のまとめ

特性 Si (シリコン) InP (リン化インジウム) AI・通信へのメリット
移動度 標準 約4倍 低消費電力・高速応答
飽和速度 標準 約2.5倍 超高速通信(光通信など)
バンドギャップ 1.12 eV 1.34 eV 耐熱性が高く、光通信の波長に最適

InPは、この高い移動度を活かしたHBT(ヘテロ接合バイポーラトランジスタ)やHEMTなどの高速デバイスとして、AIデータセンターの光トランシーバーの心臓部を担っています。

  • 「通信の壁」の打破(相互接続性の向上):
    AIの学習は、数万個のGPUを並列に繋いで行います。GPUの演算速度がいくら速くても、GPU間のデータ転送(通信)が遅いと、GPUが「データ待ち」状態になり、全体の学習効率が下がります。InPによる800G超の通信は、このボトルネックを解消します。

以上、Gemini回答

 

 化合物半導体がSiより優れていることは古くから知られていたのですが、製造技術、コストが追い付かない、Siの速度で十分だという世間のニーズがありました。ところが最近、AI需要により、IC内部の配線に導体を使わないで、より高速な光で送るという手法が脚光を浴びることとなり、日の目を見ることとなったようです。

 

 実はマイコン太郎君、卒研がInPなのです。今から40年以上前の話です。表面に酸化膜を作る装置を作っていましたが、案の定、未完に終わりました(´;ω;`)ウゥゥ そんな昔の話が今、実用化されることに懐かしさと嬉しさを感じ、感無量です。経済学の「経済は飛躍せず」ではありませんが、飛躍しているように見えるエレクトロニクスにおいても、その種は凄く昔から研究され、一歩一歩人の手で前進し、実用化されているだなと思った次第です。私は何も貢献出来ませんでしたが、、。