Piezo Studio、世界最小 16.6 fs の超低位相ジッタ 156 MHz 差動型水晶発振器ICを開発

高速・大容量データセンターにおける基準クロックの要となる革新的低位相ジッタ性能を実現

　株式会社Piezo Studio（本社：宮城県仙台市青葉区一番町1-4-1、代表取締役 木村悟利）は、LVDS差動出力 156MHz 水晶発振器において、世界最小 (※1)となる16.6 fsの位相ジッタ性能 (※2) 実現に成功しました。

図1　開発した差動型コンプリメンタリー・コルピッツ発振ICと156MHzフォトリソ水晶振動子を評価基板上にディスクリートで実装した水晶発振器の位相ノイズ特性（出力形態: LVDS, 使用シグナルソースアナライザ: Keysight E5052B）

　近年、5G（第5世代移動通信システム）の導入により通信容量が増大し、データセンター機器は、伝送速度400/800 Gbit/sから1.6 Tbit/sへの移行が進められています。高速データ通信おいて高品質な通信品質を実現するための基準クロック源として、低位相ジッタ水晶発振器の強いニーズがあります。特に最近、生成AI（人工知能）を牽引するAIデータセンターの導入が急ピッチで進められており、そこに搭載する多数の高精度水晶発振器のニーズが高まっています。

　このように、高速データ通信のデータセンター/AIデータセンターの基準クロック市場は、低位相ジッタ水晶発振器の需要が今後も増加の一途をたどることから、Piezo Studioでは高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所 宮原正也准教授との共同研究により、超低位相ジッタのC級動作コンプリメンタリー・コルピッツ発振回路 (※3) の開発を進めてまいりました。

　この度、65nm CMOSプロセスを用いた差動型コンプリメンタリー・コルピッツ発振ICを設計・開発すると共に、フォトリソグラフィー技術を用いて製造された156MHz水晶振動子を採用した水晶発振器において、キャリア周波数156 MHz、LVDS出力下で、世界最小となる位相ジッタ 16.6 fs の超低位相ジッタ水晶発振器を実現いたしました（図1参照）。

　Piezo Studioでは、超低位相ジッタの差動出力水晶発振ICおよびそれを用いた水晶発振器の開発を進めています。

※1　2024年10月末時点 Piezo Studio調べ

※2　オフセット周波数 12 kHz～20 MHzにおける位相ジッタ

※3　高エネルギー加速器研究機構と共同開発したC級動作コンプリメンタリー・コルピッツ発振回路: https://ieeexplore.ieee.org/document/9158387

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　株式会社Piezo Studio 商品開発センター

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