シリコンフォトニクス、LPO/LROおよびNPO/CPOの世界市場（2027年～2037年）

シリコンフォトニクスとは、従来の電子機器の製造と同じ製造インフラを用いて、光の生成、変調、ルーティング、検出といった光機能をシリコンチップ上に直接構築する技術です。この技術は、その歴史の大部分において、効率向上、すなわち銅配線よりも高速かつ低消費電力でデータを伝送する方法として理解されてきました。2026年までに、その捉え方はもはや市場の実情を反映しなくなりました。人工知能やハイパフォーマンス・コンピューティングでは、チップ、サーバー、ラック間で膨大な量のデータを驚異的な速度で転送する必要がありますが、現在のアクセラレータアーキテクチャでは、銅製相互接続が物理的な限界に達しています。その結果、相互接続のボトルネックが生じており、高価で消費電力の大きいアクセラレータは、演算を行うどころか、データを待つだけで遊休状態になっています。シリコンフォトニクスは、電子ではなく光子を用いて情報を伝送する、業界の構造的な解決策となっています。光子は電子よりも高速で、距離による信号損失がはるかに少なく、チャネルあたりの情報量も多いためです。光トランシーバーは、依然としてこの業界を牽引するアプリケーションです。データ転送速度は数年ごとに倍増し続けており――100G、200G、400G、800G――2026年には1.6テラビットのトランシーバーが商用化され、2027年頃には3.2Tのサンプル提供が予定され、2030年代初頭には6.4Tが登場する見込みです。伝送速度が上昇するにつれ、光エンジンとスイッチやアクセラレータASICとの間の短い銅配線さえも性能のボトルネックとなります。そのため、コパッケージド・オプティクス（CPO）やニアパッケージ・オプティクス（NPO）――光エンジンをASIC基板上に配置する技術――が、リンクから消費電力の大きいDSPを排除するリニアドライブ・プラグガブルおよび受信光学部品（LPO/LRO）と並んで、この10年間のパッケージング分野における中心的な話題となっています。

市場全体を形作っている根本的な制約があります。シリコンの間接バンドギャップにより、実用的な純シリコンレーザーを構築することは不可能です。この制約が、III-V族、ニオブ酸リチウム、窒化ケイ素、ポリマー、プラズモニクスといった補完的な材料プラットフォームや、異種集積技術のエコシステムを生み出しました。データ通信分野以外にも、フォトニック量子コンピューティングは信頼性の高い商用分野へと成熟し、室温での動作とCMOSファウンドリとの互換性により、2025年には約21億米ドルの民間資本を惹きつけ、超伝導システムを凌駕する見込みです。さらに、通信、FMCW LiDARおよびセンシング、ならびに生物医学分野からも需要が生まれています。

『シリコンフォトニクス、LPO/LROおよびNPO/CPOの世界市場（2027年～2037年）』は、2027年から2037年までの予測期間における、シリコンフォトニクスおよびフォトニック集積回路（PIC）業界に関する包括的な市場・技術評価です。現在、この分野は転換点に差し掛かっています。銅配線の限界が露呈し、AIインフラがかつてない帯域幅を要求する中、シリコンフォトニクスは単なる効率改善から、次世代データ伝送の構造的基盤へとその役割をシフトさせています。本レポートでは、市場を2つの需要の原動力――AI主導のデータ通信と、新たに商用化されたフォトニック・クオンタム分野――を中心に捉え、コパッケージド・オプティクス（CPO）、ニアパッケージ・オプティクス（NPO）、およびリニアドライブ・プラグガブル・オプティクスおよびレシーブ・オプティクス（LPO/LRO）への移行を定量的に分析しています。

この分析では、詳細な技術解説と、セグメント別のきめ細かな予測を組み合わせています。データ通信以外にも、本レポートでは、競合および補完的なプラットフォーム、「銅の壁」とビーチフロント密度の危機、製造上の課題と東南アジアへの生産能力シフト、異なるCPOエコシステム（NVIDIA対Broadcom）およびTSMCのCOUPEプラットフォーム、さらに通信、AIおよびコンピューティング、量子、LiDARおよびセンシング、生物医学、計測機器、防衛、マイクロ波フォトニクスに及ぶアプリケーション市場について網羅しています。本レポートには、エコシステム市場マップ、地域別分析、160社の詳細な企業プロファイルが含まれており、相互接続の変革を乗り切ろうとする投資家、チップおよびシステムベンダー、ハイパースケーラー、ファウンドリ、部品サプライヤーにとって、意思決定に役立つ貴重な参考資料となっています。

主な内容は以下の通りです：

• CPOおよび広義の市場ベースにおける市場規模と2027年～2037年の予測（ベースシナリオ/強気シナリオ/弱気シナリオ、出荷台数、CAGRを含む）
• シリコンフォトニクス技術の基礎解説：PIC、光I/Oおよびカプラー、レーザーおよび光源、光検出器、III-V系集積、変調器およびマッハ・ツェンダー干渉計、導波路、および光部品密度
• トランシーバーの進化ロードマップ（100G→1.6T→3.2T→6.4T）：フォームファクタ、プロセスノード、消費電力、およびGbpsあたりのコスト
• CPO、NPO、およびLPO/LROアーキテクチャ；スケールアウト対スケールアップ；NVIDIAおよびBroadcomのエコシステム；TSMC COUPEパッケージング
• 競合/補完的なプラットフォーム：III-V系、ニオブ酸リチウム、窒化ケイ素、ポリマー、メタフォトニクス、プラズモニクス
• 構造的なテーマ：銅の壁とビーチフロント密度の危機、フォトニックAIアクセラレーション、および東南アジアへの製造拠点のシフト
• アプリケーション分野：データ通信、電気通信、AI・コンピューティング、量子技術、LiDAR・センシング、バイオメディカル、計測・計量、防衛・航空宇宙、エネルギー・産業、民生用、およびマイクロ波フォトニクス
• 製造、パッケージング、結合、歩留まり、およびサプライチェーンにおける課題
• 地域別分析（北米、アジア太平洋、欧州、その他の地域）および研究機関
• エコシステム市場マップおよびバリューチェーン全体にわたる160社の企業プロファイル - Accelink Technologies、Aeva Technologies、AEPONYX、アドバンテスト、AIM Photonics、AIO Core、Alibaba Cloud、Amazon（AWS）、ANSYS、Advanced Micro Foundry（AMF）、Amkor Technology、AMO GmbH、Analog Photonics、Anello Photonics、Aryballe、ASE Technology Holdings、Aurora Innovation、Avicena、Axalume、Ayar Labs、Baidu、Bay Photonics、BE Epitaxy Semiconductor、Broadcom、Black Semiconductor、Broadex Technologies、CamGraPhIC、CEA-Leti、Centera Photonics、Cambridge Industries Group（CIG）、Cisco、Coherent、CompoundTek、Crealights Technology、Credo Technology Group、CyberRidge、DenseLight、EFFECT Photonics、Eoptolink, Ephos、Fabrinet、Fast Photonics、Shenzhen Fibertop Technology、ficonTEC、FOCI (Fiber Optical Communication Inc.)、FormFactor、Fujitsu、Genalyte、Gigalight、GlobalFoundries、Guangzhou CanSemi Technology、HGGenuine、Hisense Broadband Multimedia Technologies、HyperLight、HyperPhotonix、ICON Photonics、Intel、imec、Infleqtion、iPronics、JCET Group、Ki3 Photonicsなど。

目次

第1章 目的と範囲

第2章 エグゼクティブサマリー

第3章 シリコンフォトニクスのイントロダクション

• シリコンフォトニクスとは何か
• シリコンフォトニクスの利点
• シリコンフォトニクスの応用
• 他のフォトニック集積技術との比較
• 電子集積から光集積への進化
• シリコンフォトニクスと従来型エレクトロニクスの比較
• 最新の高性能AIデータセンター
• コアテクノロジーコンポーネント
• 基本的な光データ伝送

第4章 材料と構成要素

• シリコン
• ゲルマニウム
• 窒化ケイ素
• 薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）
• リン化インジウム
• チタン酸バリウムおよび希土類金属
• シリコン上の有機ポリマー
• ウェーハ加工
• ハイブリッドおよび異種統合

第5章 先進的な包装技術

• 包装技術の進化
• 2.5D統合技術
• 3D統合アプローチ
• 一体型光学部品（CPO）
• 光学アライメント
• 製造上の課題

第6章 AI向け光インターコネクトアーキテクチャ：プラグイン、LPO/LRO、NPO、CPO

• 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7章 コパッケージド・オプティクス（CPO）

• 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（CPO）における3つの重要な概念
• CPO基準

第8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9章 世界の市場規模と予測（2027年～2037年）

• ヘッドライン市場モデル2027年～2037年
• 用途別市場セグメンテーション（2027年～2037年）
• 相互接続アーキテクチャ別市場セグメンテーション（2027年～2037年）
• モジュールとPICダイ2027年～2037年
• 量子PIC市場

第10章 サプライチェーン、技術動向、そして将来の課題

• サプライチェーン分析
• テクノロジーの動向
• 課題と今後の動向

第11章 企業プロファイル（160社の企業プロファイル）

第12章 参考文献