スマートライトの時代:デジタルフォトニクスがもたらす新たなイノベーションの波
デジタルライトの力を活用し、ams OSRAMの製品とノウハウは、モビリティ、通信、センシングなどの分野に変革をもたらしています。
トーマス・エジソンが電球を初めて商品化して以来、電気による照明は、何百万人もの一般の人々の生活を一変させました。これはおそらく、フォトニクス技術における最初の大衆市場向け革命だったと言えるでしょう。
デジタルフォトニクスの概要
デジタルフォトニクスは、ams OSRAMの戦略の中核をなすものであり、ピクセル化された発光素子やセンサーとデジタルインターフェースを組み合わせ、それらをインテリジェントなシステムへと変えることを指します。
成長の原動力
- 人工知能
- AIデータセンター・コネクティビティ
- スマートモビリティ
- AR/VRおよびスマートグラス
- デジタルヘルス
- 産業オートメーション
私は、今日、私たちが照明分野だけでなく、通信、センシング、量子コンピューティング、AIといった他の急成長分野においても、新たなフォトニクス革命の初期段階にあると考えています。 光信号を制御、処理、解釈する技術は、未来の画期的なアプリケーションの基盤であり、モビリティ、ヘルスケア、デジタル接続、セキュリティ、産業オートメーションにおいて、広範囲にわたる変革をもたらす可能性を秘めています。 ピクセル化された発光素子や受光素子のチップスケールアレイの構築を可能にするマイクロLEDなどの技術的ブレークスルーは、スマートデバイス、ロボティクス、データ通信などの分野において、価値ある新たな用途を見出しています。
この新たな革命において、デジタル制御および読み取りが可能な光は、システムレベルの理解と多岐にわたる業界からの深い応用専門知識によって、拡張可能な実世界でのソリューションへと変換されつつあります。私たちは、光の科学に対するこの新しいアプローチを「デジタルフォトニクス」と呼んでおり、ams OSRAMはこの分野のパイオニアであることを誇りに思っています。
私たちが理解する「デジタルフォトニクス」は、光の役割を、単なる照明から、接続、検知、相互作用を行うインテリジェントで汎用性の高い技術へと変革しています。
高度なピクセル化された発光素子、光学センサー、デジタルインターフェースを組み合わせることで、光は新世代のスマートでプログラム可能なシステムの基盤となります。
AI、AR/VR、ロボティクスといったメガトレンドに牽引され、この変革は、より高速で、より効率的、そしてより直感的な、まったく新しい可能性を切り開いています。
基幹技術
電子の流れに依存する従来の電子システムと比較して、フォトニクスシステムは、より高速で、エネルギー効率が高く、干渉に対する耐性が高く、かつ高精度である。これらは、光の物理的特性に基づく固有の利点である。 現在、新しいタイプのマイクロエミッターやセンサーの開発が進み、AIインフラへの需要が急増する中、光ベースの技術の利点がますます注目されています。 業界アナリストのYole Groupによると、フォトニクスの世界市場は2025年から2030年にかけて年平均成長率(CAGR)12%で拡大し、460億ドルから810億ドルに達すると予測されています。
欧州では、フォトニクスは極めて重要視されており、欧州連合(EU)によって「基幹技術(Key Enabling Technology)」に指定されています。その理由は以下の通りです:
- デジタル化、エネルギー、医療、セキュリティなどの分野における同地域の戦略的変革を支援し、
- 同地域の技術的主権の確立に向けた取り組みを支えていること、
- AI、量子通信、先進的な半導体製造といった重要技術のハードウェア基盤を提供する。
だからこそ、私はams OSRAMがデジタルフォトニクスへと戦略的転換を図っていることに自信を持ち、また非常に大きな期待を抱いているのです。 この戦略は、2020年に統合した2社の相互補完的な能力を活かしたものです。オーストリアのamsはインテリジェントセンサーICの著名なメーカーであり、ドイツを拠点とするOSRAMは、自動車用LEDを含むLED市場の多くの分野で世界をリードする企業です。
ams OSRAMとして、 私たちは、かつての2社のデジタル半導体と発光素子の技術を融合させ、単一の統合企業を築くべく、舞台裏で 懸命に取り組んできました。その使命はただ一つ、デジタルフォトニクスという新たな分野で世界をリードする ことです。この使命は、2025年末に開始された光学技術への新たな戦略的注力により、着実に実現されつつあります。
現実世界におけるデジタルフォトニクス
EVIYOS™は 、デジタルフォトニクスを実現する画期的な技術であり、光を制御可能なデータ駆動型のプラットフォームへと変革し、次世代アプリケーションへの活用を可能にします。自動車向けの高解像度フォワードライティングを実現するこのプラットフォームは、 ams OSRAMが開発した卓越したマイクロLED技術の、実世界における初の応用例です。 自動車のヘッドランプに採用されたEVIYOS™技術は、25,600個の個別に制御可能な発光点を提供し、自動車メーカーは、対向車や歩行者を眩惑させるリスクを回避しつつ、従来のヘッドランプよりもはるかに優れた夜間道路照明を実現するスマートヘッドランプを提供できるようになります。
これは、すべての道路利用者にとって自動車をより安全 にする、注目すべき受賞歴のある技術的ブレークスルー であり、マイクロLEDと制御電子回路を単一の小型パッケージに統合したams OSRAMの製品によって実現されています。まさに「デジタルフォトニクス」の実用化です。
自動車用ヘッドランプは、当社のマイクロLEDアレイ技術の多くの応用例のうちの、ほんの第一歩に過ぎません。小型化・デジタル化された光の驚くべき活用例は、コンシューマー分野にあります。 まもなく、次世代のスマートグラスを利用する人々は、拡張現実(AR)の世界で生活するようになるかもしれません。スマートグラスのレンズに組み込まれた高解像度ディスプレイを通じて、例えば外国語の会話のリアルタイム翻訳や、地図を見ることなく見知らぬ街をナビゲートするための矢印表示などを確認できるようになるでしょう。 このディスプレイは、マイクロエミッターを搭載したams OSRAMの投影エンジンで構成される可能性があります。
マイクロエミッター自体、そして数千個ものマイクロエミッターのそれぞれに適切なタイミングで適切な電力を供給するコントローラチップが、スマートグラス にほとんど目立たないほどに組み込めるほど小型・軽量であるとは、信じがたいことです。しかし、これこそが、ams OSRAMのデジタルフォトニクスが実現する未来なのです。
もう1つの非常に有望な応用分野が、AIデータセンターです。
ハイパースケーラーのデータセンターは、現代のAIインフラのバックボーンを形成しており、数千もの高性能プロセッサをかつてない速度で相互接続しています。しかし、帯域幅の需要が加速するにつれ、従来の銅線ベースの「プラグイン式」技術は限界に達しつつあり、同時に消費電力とコストも増加しています。
デジタルフォトニクス技術は、より信頼性が高く、統合しやすいアプローチを提供することで、この課題に対する魅力的な解決策を提示します。当社は、数百個の低消費電力マイクロLEDを並列に動作させるアレイが 、単一の高出力レーザー送信機を上回る性能を発揮し 、大幅に低い消費電力でより高いデータ転送レートを実現できることを実証しました。
いわゆる「ワイド&スロー」な光データリンク技術スタックは、まだ開発の初期段階にありますが、当社はパートナー企業と共に、その最前線で技術の形成に取り組んでいます。この技術の成功は、多大な商業的価値を生み出し、AIデータセンターの効率性に飛躍的な変化をもたらす可能性があります。
よりスマートで、より健康的な世界を実現するテクノロジー
デジタルフォトニクスは、私たちの世界を変えつつある数多くの長期的なトレンドと見事に合致しているため、私たちにとって非常にやりがいのある分野です。
その一つが、デジタル化された個別化医療です。健康・フィットネス機器において、当社のセンサーは血流の光学測定とデジタル処理を組み合わせることで、心拍数、血圧、その他のバイタルサインを驚くほど正確に追跡します。
当社の技術はすでに非常に高度なレベルに達しており、最新のウェアラブルデバイスにおいて初めて医療グレードの性能を実現しています。これにより、患者のバイタルサインを現実の生活環境で継続的にモニタリングすることに基づく新たな診断手法の可能性が開かれており、これは多くの場合、臨床現場で行われる断続的な測定よりも有益な情報を得ることができます。
このレベルの性能は、スマートフォンにも明らかです。スマートフォンのカメラが、なぜこれほど高品質な写真を撮影できるのか、不思議に思ったことはありませんか?その理由の一つは、高度な光センシング技術にあります。これにより、カメラは照明条件を「認識」し、最高の画質が得られるよう動作を調整することができるのです。 この機能の根底にあるのが「デジタルフォトニクス」であり、当社の環境光センサーやカラーセンサー製品の複数世代に実装されています。
このセンシング機能の最新の進化形となるのが、この能力をさらに一歩前進させた新型のスペクトルセンサーです。可視光スペクトルを細分化することで、従来のセンサーよりも精密な光の測定を実現しています。 プロの写真家が数百ドルもする機材を使って行うのと同じように、当社のスペクトルセンサーは、スマートフォンが日光の下にあるのか、あるいはある種の人工照明の下にあるのかといった光源の種類をカメラが判断できるようにします。その結果、写真の色調が完璧に調整され、ユーザーの目に映る世界を忠実に再現することができます。
デジタルフォトニクスは極めて基礎的な技術であるため、その活用方法について尋ねられた場合、正直なところ、私にもすべての答えがあるわけではありません。お客様との協働を通じて、新しいアイデアやソリューションが絶えず生まれています。そして、スマートセンサーやエミッターがもたらす可能性の真のポテンシャルを、私たちはまだ掘り起こし始めたばかりなのです。
その好例が、当社のダイレクト・タイム・オブ・フライト(dToF)測距センサーです。産業分野のお客様は、ロボットやドローンに周囲を「見る」能力を求めています。そうすることで、人々のいる空間内を、安全を損なうことなく移動させることができるからです。 光学技術とデジタル技術の組み合わせにより、自律型ロボットを安全に所定の経路に沿って走行させるために必要な、高精度かつ高速な測距測定が可能になります。
この技術は、産業分野の顧客が工場や倉庫内での自動化を加速させる一助となっており、従業員を反復的または機械的な作業の負担から解放し、より価値の高い業務への再配置を可能にすると同時に、オペレーターが効率、安全性、信頼性を向上させることを可能にしています。
デジタルフォトニクスの未来を切り拓くプラットフォーム
こうしたデジタルフォトニクスの革新的な実装は、すべてams OSRAMの事業が持つ独自の能力と資産を活かしたものです。当社はすでにフォトニクス分野のリーディングカンパニーであり、最先端の発光素子、光学センサー、および関連するドライバや制御ICにおいて、市場で最も幅広い製品ポートフォリオを有しています。 現在、当社はデジタルフォトニクスを将来の成長の中核的な原動力と位置づけ、戦略および組織体制を一貫してこの分野に整合させています。光、センシング、データを融合させることで、当社は従来の照明やセンシングの枠を超え、新たな応用分野へと進出しています。システムアーキテクチャ全体にわたる統合により、付加価値のある差別化されたソリューションを実現しています。
これらのソリューションの開発と製造には、エピタキシー、先進パッケージング、蛍光体、フィルター、シリコン貫通ビア(TSV)、マイクロLED、およびアナログ・ミックスドシグナルICのCMOS製造など、幅広い独自技術が不可欠です。 また、欧州に拠点を置きながらグローバルな製造・サービス体制を備えた企業として、当社は、今日の半導体サプライチェーンの不安定さに対するお客様の懸念を和らげることができます。
実際、ams OSRAMがデジタルフォトニクスに対する需要の高まりを最大限に活用できる絶好の立場にあることを、私は大変嬉しく思っています。当社の技術ポートフォリオにとって、今がまさに絶好のタイミングなのです。 自動運転、AI、AR/VR、スマートヘルス、ロボティクス、データセンターといったメガトレンドは、データを検知し、伝送し、エネルギーをより効率的に利用するための新たな方法を求めています。 当社のチームの光学に関する専門知識と情熱に支えられたデジタルフォトニクスは、まさにそれを実現し、魅力的な成長の機会を切り拓きます。これは、「Sense the power of light(光の力を感じよう)」という当社のスローガンにも合致する、心躍る展望です。