日本ガイシ（NGK Insulators）は、2026年9月9日から11日まで日本で開催された技術展示会で、次世代半導体向けのセラミックパッケージ材料群を紹介した。AIシステムで顕在化が進む2つの課題、すなわち熱の排出と高速信号の品質維持に焦点を当てている。
これらの技術は、AI設計がより大型のチップや、chipletを含む、ユニット間の接続における高度な複雑性を採用する方向に進む中で登場した。こうした環境では、チップ自体の性能向上だけでは不十分であり、熱伝導率、熱膨張係数、信号損失などのパッケージ材料の特性が、システムの安定性と部品の集積密度に影響を及ぼす要因となる。
熱対策向け窒化アルミニウム基板
日本ガイシは、300mm以上のサイズのウェハーまたはパネルをサポートする用途向けに設計された窒化アルミニウム基板を紹介した。材料の公称熱伝導率は1メートル・ケルビン当たり170ワットで、熱膨張係数は1ケルビン当たり4.9ppmに達する。これはシリコンの熱膨張係数に近い数値である。
この近さにより、動作中や温度変化時におけるチップとパッケージ材料の膨張差によって生じる応力の低減に役立つ。説明によると、同社は放熱能力の向上が求められるプロセスでのこの材料の利用も目指しており、サイズ拡大時の製造精度や表面品質に関する課題にも対応している。
コパッケージド・オプティクス（CPO）
展示品には、コパッケージド・オプティクス（CPO）用途向けのセラミックパッケージも含まれていた。CPOでは、シリコンフォトニクス回路をメインパッケージから分離して配置するのではなく、処理コンポーネントの近くに統合する。このパッケージは、高い熱伝導性と信号損失の低減を兼ね備えており、高速でデータを伝送する際に重要な要素となる。
日本ガイシは、データセンターのコンポーネントおよびシステム開発を目的とする産業研究プロジェクトに参加しており、この文脈でアクティブ・オプティカル・パッケージ（AOP）のコンセプトを提示した。この設計では、シリコンフォトニクス回路をセラミックパッケージ内に統合し、ポリマーによるファンアウト構造と、微小光学部品を含む回路と光ファイバー間の光接続手段を使用する。
なぜこのニュースが重要なのか
これらの展示が示す実際的なメッセージは、AIの拡大がプロセッサーの構造だけでなく、パッケージング層にも同程度の圧力をかけているということだ。電力密度の上昇によって熱を効率的に伝える材料の必要性が高まる一方、光接続や相互接続されたチップへの移行により、パッケージ材料の電気的・光学的特性が性能方程式の一部となっている。
ただし、今回の展示だけでは、これらのソリューションが大規模な商用利用に採用されたことや、標準製品として入手可能であることは証明されていない。また、情報源は価格、生産スケジュール、顧客名も示していない。したがって、現時点での発展の価値は、完成した商用プラットフォームの発表ではなく、AIシステムやデータセンターの要件を満たすために準備が進められている材料およびパッケージング技術の水準にある。