2017年6月14日付のエネルギー省（DOE）エネルギー高等研究計画局（ARPA-E）による標記発表の概要は以下のとおりである。

DOEはこのほど、ARPA-Eの新規2つのプログラム（ENLITENEDおよびPNDIODES）の一環として、16件のプロジェクトに対する3,200万ドルのファンディングを発表した。

・ENLITENED（ENergy-efficient Light-wave Integrated Technology Enabling Networks that Enhance Datacenters）—2,500万ドル
インターネットの爆発的な成長が（特にクラウドで情報を蓄積・処理するデータセンターにおいて）情報通信技術セクターによるエネルギー消費の増加をもたらした。データセンターは現在米国の電力の2.5%を消費しており、この数字は僅か8年で倍増すると予想されている。エネルギー効率向上の取り組みは究極的には、現在データセンター内のデバイス間の情報転送に用いられている金属相互接続により制約を受けると見られている。

ENLITENEDでは、高密度でエネルギー効率の良い光通信による相互接続と、組み込まれた光通信技術の利点を生かした新規の関連ネットワーク設計を推進することで、上記制約の克服を狙う。光通信による相互接続では情報の伝送を金属の中を移動する電子に依存するのでなく光に依存するので、非常に小さいエネルギーで、大幅な高速・広帯域での情報伝送が可能である。ENLITENEDプロジェクトが成功すれば、データセンターのエネルギー効率を全体として倍にすることも可能である。

・PNDIODES（Power Nitride Doping Innovation Offers Devices Enabling SWITCHES）—690万ドル
パワーエレクトロニクス・デバイスはある形態の電力を別の形態に変換して、電力が特定のデバイスで使用できるようにする。それらは携帯電話の充電器から重工業のハードウェアに至るまでいたるところに見られる。今日ではほとんどのパワーエレクトロニクスがシリコンを基盤としており、この材料の物理的限界のために電力需要が増すにつれて効率が大幅に低下している。窒化ガリウムやその合金など広バンドギャップ半導体を基盤とする電力変換装置は効率においてシリコンを上回り、それは高電圧で特に顕著である。また、サイズや重量も劇的に小さくなる。しかしながらこのような特殊な材料による製造は困難かつ経費がかかる。

ARPA-EのPNDIODESでは、広バンドギャップ半導体の生産における特定課題の解決に取り組む。デバイスの製造において従来のシリコンを基盤とする関連製品と比べてもコスト競争力のある選択的領域ドーピングと称するプロセスに着目する。このドーピング・プロセスは、半導体に特定の不純物を加えてその電気的特性を変え、物理的構造を変えてエレクトロニクスに有用な性能特性を獲得するというプロセスで構成される。窒化ガリウムとその合金の特定領域に適用できる信頼性・有用性のあるドーピング・プロセスを開発することが、窒化ガリウムを基盤とするパワーエレクトロニクス・デバイス製造の課題であり、PNDIODESではそれを克服しようとするものである。

[DW編集局+JSTワシントン事務所]