コパッケージド・オプティクスの世界市場（2026年～2036年）

コパッケージド・オプティクス（CPO）市場は、AIデータセンターインフラにおける構造的なボトルネックに対処するものです。スイッチASICの帯域幅がおよそ18～24ヶ月ごとに倍増する一方で、SerDesの伝送速度が上昇するにつれて銅線信号の伝送距離が短縮されるため、従来のプラグイン式光トランシーバーは、物理的および経済的な根本的な限界に近づきつつあります。CPOは、光エンジンをスイッチASICやGPU/XPUパッケージ内に直接統合することでこの問題を解決します。これにより、電気的経路が短縮され、相互接続の消費電力が1ビットあたり約15ピコジュールから5ピコジュール以下へと削減され、102.4 Tbps以上でプラグイン式設計を制約していたフロントパネル密度の上限が解消されます。

この市場は、それぞれ異なる展開時期を持つ2つのサブセグメントで構成されています。スケールアウト型CPO（イーサネットおよびInfiniBandネットワークスイッチ向けの光エンジン）は、より早期かつ標準化が進んだセグメントであり、2026年にBroadcom Tomahawk 6ベースのプラットフォーム上でハイパースケーラーによる初の商用導入が行われる予定です。スケールアップ型CPO（NVLinkなどの銅線相互接続に代わる、GPUパッケージ内に統合された光I/O）は、2020年代後半にNVIDIAのRubin世代とともに量産が本格化し、GPU光I/Oの搭載率が上昇するにつれ、2つのサブセグメントのうち、より規模が大きく、成長の速いセグメントになると広く予想されています。

重要な点として、CPOはプラグイン式トランシーバーを全面的に置き換えるものではなく、あくまで追加的な存在です。プラグイン式トランシーバーは、予測期間を通じて、エンタープライズ、通信、および低帯域幅のクラウドアプリケーションにおいて構造的な優位性を維持し続けるでしょう。2020年代後半の展望については、信頼性、熱設計、相互運用性の課題が解決されるにつれて、バランスが着実に統合型へと移行しつつあるもの、異なるデータセンター階層において、プラグイン型、ニアパッケージ型、およびコパッケージ型オプティクスが管理された形で共存していると捉えるのが最も適切です。

競合情勢には、垂直統合型のリーダー企業であるNVIDIAやBroadcomに加え、専門的なイノベーター層が存在します。その中でもAyar Labsは注目に値します。このファブレス光I/Oチプレット開発企業は、2026年3月にNeuberger Bermanが主導する5億米ドルのシリーズEラウンドを完了し、総資金調達額は約8億7,000万米ドル、企業価値は37億5,000万米ドルに達しました。また、AMDやNVIDIAからの戦略的支援も受けています。調達資金は、同社のコパッケージド・オプティクス・ソリューションの大量生産およびテスト能力の拡大に充てられる予定です。先進的な半導体パッケージング技術（2.5Dインターポーザー、シリコン貫通ビア、ファンアウト、ガラスインターポーザー、3Dハイブリッドボンディングなど）は、レーザー光源の供給能力と並んで、CPOエコシステムにとって不可欠な基盤技術であると同時に、サプライチェーンにおける主要なボトルネックとなっています。2026年3月にNVIDIAがLumentumおよびCoherentに対して行った投資は、上流工程のシリコンフォトニクスおよびレーザー供給が、CPOエコシステムにおいて戦略的に極めて重要な位置を占めるようになったことを如実に示しています。

『コパッケージド・オプティクスの世界市場（2026年～2036年）』は、光通信の登場以来、データセンターインフラにおいて最も重要な技術的変革の一つについて、包括的な分析を提供しています。スイッチASICの帯域幅がおよそ18～24ヶ月ごとに倍増する一方で、SerDesの伝送速度が上昇するにつれて銅線信号の伝送距離が短縮される中、従来のプラグイン式光トランシーバーは、物理的および経済的な根本的な限界に直面しつつあります。コパッケージド・オプティクス（CPO）は、光エンジンをスイッチASICまたはGPU/XPUパッケージ内に直接統合することでこの課題を解決します。これにより、電気的経路が劇的に短縮され、相互接続の消費電力が1ビットあたり約15ピコジュールから5ピコジュール以下へと低減され、102.4 Tbps以上でプラグイン式設計を制約していたフロントパネル密度の限界が解消されます。

当レポートでは、2つの主要なサブセグメントにわたる市場を検証します。スケールアウト型CPO（イーサネットおよびInfiniBandネットワークスイッチ向け光エンジン）は、より早期に登場し標準化が進んだセグメントであり、Broadcom Tomahawk 6ベースのプラットフォームを採用したハイパースケーラー企業による初の商用導入が行われています。スケールアップ型CPO（NVLinkなどの銅線相互接続に代わる、GPUパッケージ内に統合された光I/O）は、2020年代後半にNVIDIAのRubin世代とともに普及が進み、GPU光I/Oの採用率が上昇するにつれて、より大規模で成長の速いサブセグメントになると予想されます。CPOは、エンタープライズ、通信、および低帯域幅のクラウドアプリケーションにおいて構造的な優位性を維持するプラグイン型トランシーバーの全面的な代替というよりは、追加的な存在として位置付けられており、予測期間を通じて、プラグイン型、ニアパッケージ型、およびコパッケージ型アーキテクチャが管理された形で共存することになります。

当レポートでは、CPO技術の基礎、フォトニック集積回路、光エンジン、およびCPOを可能にする先進的な半導体パッケージング（2.5Dシリコン、有機およびガラスインターポーザー、シリコン貫通ビア、ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージング、3Dハイブリッドボンディングなど）について詳細に解説しています。当レポートでは、EIC/PIC統合のアプローチ、光アライメントおよびレーザー統合、CPO規格、NVIDIAの垂直統合とBroadcomのオープンエコシステム戦略との競争上の相違、サプライチェーン構造、地域ごとの動向、導入曲線およびシナリオ分析、さらにアプリケーション、コンポーネント、技術世代、パッケージング技術別の10年間の市場予測について分析しています。広範な1次調査と業界関係者へのインタビューに基づき、2036年までにCPOがAIおよびデータセンターのアーキテクチャをどのように再構築するかを理解しようとする半導体専門家、投資家、データセンター事業者、および技術戦略家に向けて、戦略的知見を提供します。

レポートの内容

• エグゼクティブサマリー、市場の定義、調査範囲、および主要な促進要因と制約要因
• 最新の高性能AIデータセンターアーキテクチャ、スイッチ、およびスイッチASICの帯域幅スケーリング
• 光トランシーバの動向、プラグイン式とCPOの設計上の選択、および光エンジン
• ヘテロジニアス統合、相互接続技術、および主要なCPOアプリケーション（ネットワークスイッチおよびコンピューティング用光I/O）
• EIC/PIC統合および2Dから3Dへの統合オプション
• CPO+XPU/スイッチASICのパッケージング構造と課題
• NVIDIA対Broadcomの戦略的比較およびCPO製品のベンチマーク
• 現在および将来のAIシステムアーキテクチャ
• 10年間の市場予測：光I/OおよびCPOネットワークスイッチの出荷台数と売上高、CPO市場全体、集積技術およびパッケージング技術別の予測
• CPOの産業エコシステムおよびバリューチェーン分析
• 将来のAIシステムにおける課題と解決策：LLMの成長、ネットワークのスケールアップ／スケールアウト／スケールアクロス、SerDesのボトルネック、銅線から光への移行、電力効率およびレイテンシのベンチマーク
• CPOの導入：PIC、光エンジン、光電源、メリット、および規格
• CPO向けパッケージング：2.5Dシリコン、有機およびガラス技術；3D先進パッケージング；TSV、ファンアウト、ハイブリッドボンディング；光アライメント、ファイバーアレイユニット、およびレーザー集積
• CPO市場分析：スイッチCPO、XPU光I/O、価格とコスト、地域動向、TAM、市場抑制要因、導入曲線、競合情勢、およびシナリオ分析
• 世界のデータ通信市場の動向およびスケールアウト・スケールアップの市場見通し
• 高密度コネクタ、新たなサプライチェーンの動向、およびシステムインテグレーター
• 企業プロファイル：Alphawave Semi、AMD、Amkor Technology、ASE Technology Holdings、Astera Labs、Avicena、AXT、Ayar Labs、Broadcom、CEA-Leti、Celestial AI、Cisco、Coherent、Corning、Credo、DenseLight、EFFECT Photonics、EVG、Fabrinet、FOCI（Fiber Optical Communication Inc.）、FormFactor、Foxconn、Furukawa Electric、GlobalFoundries、Henkel、Hewlett Packard Enterprise、Hisense Broadband Multimedia Technologies、IBM、imec、Intel、JCET Group、Kyocera、Lightmatter、LioniX International、Lumentum、MACOM、Marvell、MediaTek、Molex、NVIDIA、OpenLight、POET Technologiesなど。

目次

第1章 エグゼクティブサマリー

• レポートの概要と主な調査結果
• 市場の定義と範囲
• 主要な市場促進要因と阻害要因
• 最新の高性能AIデータセンターアーキテクチャ
• スイッチ：現代のデータセンターにおける重要な構成要素
• スイッチIC帯域幅の進歩とCPO技術の必要性
• データセンターアーキテクチャにおける主要な課題の概要
• ハイエンドデータセンターにおける光トランシーバーの主要トレンド
• 設計上の決定事項：CPOとプラグインの比較
• 光学エンジン（OE）とは何か
• 異種集積化と共パッケージ化光学部品
• 半導体パッケージングにおける相互接続技術の概要
• 主なCPOアプリケーション：ネットワークスイッチおよびコンピューティング光I/O
• 高度な相互接続技術別EIC/PIC統合
• 2Dから3DへのEIC/PIC統合オプション
• EIC/PIC向け各種パッケージング技術のベンチマーク
• ICを用いた3D光学エンジンのパッケージング例
• CPO+XPU/スイッチASICのパッケージ構造の種類
• CPOテクノロジーの課題と将来性
• NVIDIA対Broadcom：AIインフラストラクチャとCPOにおける戦略的比較
• 現在のAIシステムアーキテクチャ
• 将来のAIアーキテクチャ
• 市場予測
• 共パッケージ光学（CPO）産業エコシステム

第2章 未来のAIシステムにおける課題と解決策

• 大規模言語モデル（LLM）の台頭と課題
• スケールアップ、スケールアウト、およびスケールアクロスネットワーク
• ハイエンドデータセンターにおけるネットワークスイッチ相互接続の課題
• ハイエンドデータセンターにおけるコンピューティングスイッチ相互接続（光I/O）の課題
• ハイエンドデータセンターにおける将来のAIシステム

第3章 コパッケージドオプティクス（CPO）の概要

• フォトニック集積回路（PIC）の主要概念
• 光学エンジン（OE）
• 共パッケージ光学部品
• CPO基準

第4章 複合パッケージ光学部品（CPO）のパッケージング

• CPOパッケージング入門
• 2.5Dおよび3D先進半導体パッケージング技術の概要と開発ロードマップ
• 2.5Dシリコンベースパッケージング技術
• 2.5D有機系パッケージング技術
• 2.5Dガラスベース包装技術
• 3D先端半導体パッケージング技術
• CPOパッケージング：EICとPICの統合
• EIC/PIC統合用TSV
• EIC/PIC統合のためのファンアウト
• ガラスベースのCPO包装技術
• EIC/PIC統合のためのハイブリッドボンディング
• 光エンジンとASIC/XPUのシステム統合
• 将来の3D-CPO構造
• 光軸調整とレーザー統合
• 光ファイバーアレイユニット（FAU）
• CPOにおけるその他の光学部品サプライヤー
• レーザー統合

第5章 複合パッケージ光学機器市場の分析

• CPO市場の定義と範囲
• CPO市場の規模と成長予測
• Switch CPO市場分析
• XPU光I/O市場分析
• CPOの価格設定とコスト分析
• 地域市場力学
• 総潜在市場分析
• コンポーネント別市場予測
• 技術世代別市場予測
• 市場抑制要因と障壁
• 採用曲線分析
• 導入促進要因と阻害要因
• 競合情勢の進化
• シナリオ分析

第6章 データ通信における世界の市場動向

• データ通信市場力学入門
• アプリケーションの動向
• テクノロジーの動向

第7章 市場展望

• ハイブリッドプラグインからCPOへの移行、2026年～2030年
• スケールアウトの見通し
• スケールアップの見通し
• 高密度コネクタ
• 新たなサプライチェーンの動向
• 第三者サプライヤーおよびシステムインテグレーター

第8章 企業プロファイル367ページ（63企業プロファイル）

第9章 付録

第10章 参考文献