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シリコンフォトニクス産業の発展状況と動向について

2025-10-29

生成AI（Generative AI、GAI）とハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）の急速な成長に伴い、全世界のデータセンターの高速トランスミッションに対する需要の上昇が続いている。従来からの電気通信信号による伝送方法では、徐々に消費電力や距離ボトルネックによる制限が生じており、AIモデルのトレーニングの際に必要とする膨大なデータフローを支えることが困難な状況である。シリコンフォトニクス（Silicon Photonics）技術は、シリコン製造プロセスが有する成熟した量産技術と、光信号の高速性や低遅延特性を結合させたものであり、次世代の重要なソリューションになると目されている。Marketsand Marketsによると、世界のシリコンフォトニクス市場は2025年の約26.5億ドルから、2030年には約96.5億ドルにまでに成長すると見られ、年の複合成長率は約30％に達すると予測しており、当該産業がすでに急速拡張のフェーズへ進んだことを示している。

世界のシリコンフォトニクス産業の発展動向について

シリコンフォトニクスおよび半導体と光学部品を同一基板上に実装するCPO（Co-Packaged Optics）の発展は、データセンターやスパコンネットワークのアップグレード速度を加速させる機動力となっている。アメリカのBroadcomは2025年に第三世代200G/ lane CPO光エンジンを発表し、さらに1.6Tおよび3.2T世代へと進化を遂げている。アメリカの NVIDIAはHot Chips技術フォーラムにおいて、グラフィックスプロセッシングユニット（Graphics Processing Unit, GPU）の光インターネット構想プランを打ち出した。同社はネットワーク通信およびスイッチングプラットフォームにおける光接続の導入を計画しており、それは今後のAIデータセンターにおける当該技術の重要性を顕示している。また標準化を目的とする非営利団体であるOIF（光伝送ネットワーキングフォーラム、Optical Internetworking Forum）は、多世代にわたる高速インターフェースのインターオペラビリティを完成させ、公開している。産業界へ統一基準を供することで、異なるサプライヤーを採用する際のリスクが低減される。

エリア別に発展状況を見ると、アメリカはチップ間の光インターコネクトとクラウドデータセンターの応用にフォーカスしている。アメリカのスタートアップ企業であるAyar Labsは、NVIDIA、Intel、GlobalFoundries、Hewlett Packard Enterpriseなど多数のチップメーカーおよび大手システム企業から資本提供を受けている。またヨーロッパにおいては、Photon Deltaアライアンスを通じてオランダ、ドイツ、フランスなどの研究開発リソースをリンクして、2030年までに10億ユーロの投資誘致を目標として掲げており、完全な産業エコシステムの構築を目指している。また日本では、日本電信電話株式会社（Nippon Telegraph and Telephone Corporation, NTT）が次世代情報ネットワーク構想であるオールフォトニクスネットワークシステム（Innovative Optical Wireless Network, IOWN）プロジェクトを主導しており、基板レベルからチップレベルに至るまで、光インターコネクトの応用を推進。オールフォトニクス構造を段階的に構築し、消費電力の削減とネットワーク性能の向上を目指す。総体的に見ると、世界のシリコンフォトニクス産業は「アメリカが技術をリードし、ヨーロッパではエコシステムを重視、日本は応用に注力」という多様な構造を形成していると言える。

国際的パートナーシップと台湾が有するシリコンフォトニクス開発の優位性

グローバルな大手メーカーは、各々の市場において戦略を展開するのみならず、シリコンフォトニクス技術の推進を牽引している。その中で、台湾はすでにグローバルサプライチェーンにおける重要なセクションとなっている。目下のところ台湾のシリコンフォトニクス産業は着々と形成され、すでに「技術ブレイクスルー、産業クラスター、推進政策」といった三つの大きな強みを誇示するまでに至っている。

技術ブレークスルー：台湾積体電路製造会社（Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, TSMC）は、SEMICON Taiwan 2025メッセにおいて初めて、「COUPEプラットフォーム」を発表し、システム統合シングルチップ（System on Integrated Chips, SoIC）の異種整合の技術を用いて、電子チップとフォトニクスチップを直に統合、ならびに200Gマイクロリング変調器（Micro Ring Resonator Modulator, MRM）および波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing, WDM）モジュールの展示も行った。2026年には、CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）の先進パッケージ技術と整合させて、CPOの商業化をさらに推し進めると見られている。この展開方向は、NVIDIAと共に推進しているCPO技術の方向性と合致しており、台湾が世界のハイパフォーマンスコンピューティング供給チェーンにおいて重要な位置を占めていることをより一層、際立たせるものである。工業技術研究院（Industrial Technology Research Institute, ITRI）は、台湾国内初の1.6Tbps（テラビット毎秒）シリコンフォトニクス光エンジンを発表した。日月光（ASE Technology Holding）と共同で設計、製造、検証をワンストップで行う産業リソースプラットフォームを構築し、共にシリコンフォトニクス産業の発展を促進している。
産業クラスター：日月光とシリコンウェア・プレシジョン・インダストリーズ（Siliconware Precision Industries, SPIL）はCPOパッケージ技術の研究開発を積極的に進めており、シグルド（Sigurd Microelectronics）は、シリコンフォトニクスとCPOテストソリューションにフォーカスしており、測定および検証の部分を補完している。アクトン・テクノロジー（Accton Technology）は、シリコンフォトニクスをスイッチ製品へ応用。聯亜（LandMark Optoelectronics）、波若威（Browave Corporation）、上詮（Fiber Optic Communications, FOCI）などの光送受信モジュールメーカーも生産拡大を続けており、完全体のサプライチェーンを着々と形成している。アメリカのスタートアップ企業であるNLM Photonicsは、台湾のウェハー製造およびパッケージングテストシステムを用いて、先進的光学材料の商業化を加速化させる道を選んだ。また台湾のスタートアップ企業であるレイリー・ビジョン・インテリジェンス（Rayleigh Vision Intelligence）は、低消費電力の光エンジンソリューションを発表した。パッケージングテスト企業と協力して量産を推し進めていく計画で、台湾が既存のグローバルパートナーシップをベースにして、さらに国内で独自のイノベーション的な応用を育むといった優位性を表すものである。
政策の推進：行政院は2025年に「AI新十大建設」を始動しており、シリコンフォトニクスを三大コア技術の一つとして位置付けて、省庁間の隔たりを越えた支援を行っていくとしている。現在のところSEMIシリコンフォトニクス産業アライアンスには、国内外から100社を超す企業が参加しており、ウェハー、材料、パッケージ・テスト、モジュールおよびシステムなどの分野を網羅している。グローバルパートナーシップと標準化プラットフォームを通じて、台湾がグローバル産業チェーンにおいて、より大きな影響力を発揮する一助となっている。

結語

シリコンフォトニクスとCPOは既に技術探索フェーズを通ぎて、産業化フェーズへと進んでおり、グローバルマーケットは年間約30％の複合成長率で急速に拡大している。SEMICON Taiwan 2025のフォーラムと展示類は、半導体産業におけるシリコンフォトニクスの戦略的位置づけをより一層際立たせていた。台湾はパーフェクトな製造プロセスと先進的なパッケージング技術熱量のみならず、ITRIや日月光などの機関による研究開発、政策支援やグローバルアライアンスのバックアップを通じて、完全体の産業エコシステムを着々と構築中だ。将来的に台湾は、グローバルなビックカンパニーとのパートナーシップを深め、ならびに応用の早期実用化により、グローバルシリコンフォトニクス産業における重要なハブとなって、AIおよびHPC産業チェーンにおける核心的地位をさらに強固なものとしていくと期待される。

資料來源：工研院産業サービスセンター研究分析チーム