データセンター向けシリコンフォトニクス市場の規模、シェアおよび成長予測（2026～2032年）

データセンター向けシリコンフォトニクス市場は、2026年に70億米ドルと推定されており、2032年までに231億米ドルに達すると予測されています。これは、予測期間中のCAGRが22.0％であることを示しています。

データセンターの光接続は、現在2つの変革を同時に進めています。1つ目は、400Gおよび800Gリンクから、1.6T、さらには3.2Tのプラグイン型光モジュールへの速度の移行です。2つ目は、光変換機能をスイッチや演算用シリコンにより近づけるアーキテクチャの変革です。シリコンフォトニクスは、この両方の変革に関与しています。プラグイン可能なモジュールにおいて、シリコンPICは複数の変調器、検出器、および光ルーティング機能をコンパクトなトランシーバーに集積することができます。ニアパッケージ、オンボード、およびコパッケージの実装においても、同様の集積原理により、光エンジンは高速電気経路を短縮し、電気的損失やリタイミング電力が過大になる前に、より多くの帯域幅をファイバーに転送することが可能になります。したがって、この技術はコパッケージ型光モジュールよりも幅広い応用が可能です。Ciscoは、400Gから1.6Tのプラグイン式データセンター用光モジュールにシリコンフォトニクスを採用しています。Coherent社は、現行の1.6Tモジュールおよび将来の3.2Tモジュールの両方向けに、シリコンフォトニクスPICの実装を開発しています。GlobalFoundries社は、プラグイン式、リニアドライブ・プラグイン式、ニアパッケージ、およびコパッケージといった各フォームファクターに対応したシリコンフォトニクスプロセス技術を展開しています。Intelは、データセンター用トランシーバー向けに、3,200万個以上のオンチップレーザーを搭載したシリコンフォトニクスPICをすでに800万個以上出荷しており、このプラットフォームを4Tbpsの双方向光コンピューティング相互接続チップレットへと拡張しています。この確立された製造基盤が重要なのは、次の導入段階では、特注の光アセンブリではなく、半導体並みの歩留まり、テストの自動化、およびパッケージングの再現性が求められるためです。AIは、帯域幅の需要が一般的なサーバートラフィックよりも急速に増加しているため、光リンクの経済性を変革しています。大規模なGPUクラスタには、スイッチ、ラック、データホール間のスケールアウト型リンクが必要です。より大規模なスケールアップ型ドメインでは、アクセラレータトレイとラック間の光接続がますます求められています。また、複数の建物からなるAIキャンパスの台頭により、従来のデータセンターの到達範囲を超える距離にわたる、低コストの「コヒーレントライト」光接続への需要も生じています。シリコンフォトニクスは、異なる製品を用いてこれらの各レイヤーに対応することができます。フロントパネルモジュールはスケールアウトに対応します。光エンジンはスケールアップに対応します。コヒーレント・シリコンフォトニクスモジュールはキャンパス間接続に対応します。コパッケージドオプティクスは、スイッチの最高帯域幅密度に対応します。その結果、光ポート数の増加と、スイッチやアクセラレータシステムあたりのフォトニクス搭載量の増加の両方を通じて、市場が成長することになります。

市場促進要因

• 800Gから1.6Tおよび3.2T光モジュールへの移行により、集積フォトニクス技術の採用量が増加します。短期的な出荷台数の牽引役は、AIスケールアウトネットワークにおける急速な速度向上であり続けています。Ciscoは2026年、Cisco Silicon Photonicsを採用した1.6T OSFPプラットフォームを発売しました。BroadcomとMarvellは、次世代モジュール向けに、レーンあたり400Gおよび1.6Tの光シリコン技術を発表しました。Coherent社は、1.6Tおよび3.2T向けに、シリコンフォトニクスとリン化インジウムの両方の実装を実証しています。これは、市場が今後もマルチテクノロジー体制を維持することを示しています。レーン数、集積密度、製造性が重要となる分野では、シリコンフォトニクスの競争力がますます高まっています。速度の移行が行われるたびに、高速光レーンの数が増加し、共通のPIC上に光機能を統合することの価値が高まります。
• 電気的I/Oの限界により、光学部品はスイッチやアクセラレータにさらに近づきつつあります。フロントパネル着脱式モジュールは、ネットワークの大部分において依然として実用的な選択肢です。しかし、SerDesの速度が上昇するにつれ、スイッチやアクセラレータASICからの電気的経路を維持することが難しくなっています。リタイマーや長いプリント基板トレースは、消費電力とレイテンシを増大させます。NVIDIAは、Spectrum-X Ethernet Photonicsを通じてこの制約に対処しています。これにより、シリコンフォトニクスエンジンがスイッチASICのすぐ隣に配置され、2026年に量産が開始されました。Lightmatter社は、Passage L20というニアパッケージおよびオンボードの光エンジンを通じて、異なる統合ポイントをターゲットにしています。Intel OCIも同様に、光I/Oをプロセッサパッケージ内に移動させています。これらのアーキテクチャは、シリコンフォトニクスの収益を従来のトランシーバーの置き換えの範囲を超えて拡大し、コンピューティングシステム内に新たな光関連要素を生み出します。
• AIのスケールアップや複数棟からなるキャンパスは、新たな光通信のターゲット市場を生み出しています。AIネットワークは、もはや1つのデータホール内のイーサネットのリーフスパインリンクに限定されません。スケールアップファブリックは、トレイやラックを越えて、より大規模なアクセラレータドメインを接続するようになってきています。ハイパースケールキャンパスは複数の建物にまたがっています。Marvellは、AIスケールアップ向けのシリコンフォトニクスライトエンジンと、2～20キロメートルのキャンパスリンク向けのコヒーレントライトソリューションを開発しています。Lightmatter社は、スケールアップとスケールアウトの両方に対応するマルチテラビット光エンジンを位置づけています。これらの使用事例により、従来は銅線、電気バックプレーン、あるいはより高価なコヒーレント伝送システムによって提供されていた場所に、光リンクが追加されます。これにより、AIコンピューティングの1メガワットあたりのシリコンフォトニクス搭載量が増加します。
• ファウンダリおよび製造エコシステムは、量産体制が整いつつあります。製造がカスタム光アセンブリから、再利用可能なファウンダリおよびパッケージングプラットフォームへと移行することで、シリコンフォトニクスは恩恵を受けます。GlobalFoundriesは、量産実績のある同社のシリコンフォトニクスプロセスが、プラグイン式、ニアパッケージ、およびコパッケージされたフォームファクターに対応していると述べています。同社は、2026年までにシリコンフォトニクスの売上高が2倍以上になると見込んでいます。同社はまた、次世代のシリコンフォトニクス材料、ウエハー、パッケージングの研究開発を加速させるため、CHIPS研究開発助成金として最大3億米ドルの交付を受ける可能性があると発表しました。NVIDIAは、Spectrum-X Photonics向けのシリコンフォトニクス量産サプライチェーンにおいて、TSMC、SPIL、Foxconnを活用しています。こうした投資により、認定済み生産能力が増強され、広範な普及における主要な障壁の一つが解消されます。

市場抑制要因

• シリコンフォトニクスは、競合するすべての光技術を置き換えるわけではありません。リン化インジウム（InP）EMLは、高速プラグイン型モジュールにおいて依然として強みを発揮しており、特にダイレクトレーザーや変調器の性能が集積化のメリットを上回る分野ではその傾向が顕著です。VCSELベースリンクは、短距離の伝送において依然としてコスト効率に優れています。また、シリコンフォトニクスには、レーザーの集積化、ファイバーの接合、熱制御、および良品ダイ（KGD）テストに関する製造上の課題も伴います。コパッケージドオプティクスやプロセッサ隣接型オプティクスでは、光系の故障が交換可能なフロントパネルモジュールよりも広範囲のシステムに影響を及ぼす可能性があるため、保守性の懸念が生じます。モジュールの平均販売価格は、通常、各速度世代が量産段階に達するごとに低下します。したがって、本予測では、ユニット数および帯域幅の堅調な成長を見込む一方で、2030年以降は歩留まりの向上、競合の激化、および伝送ビットあたりのコスト低下に伴い、売上高の伸びが徐々に鈍化すると想定しています。

目次

第1章 エグゼクティブサマリー

• 市場機会と主な調査結果
• シリコンフォトニクスの導入スケジュール
• 主な収益源

第2章 市場概要

• データセンターにおけるシリコンフォトニクスの進化
• プラグイン可能、NPO、OBO、およびCPOアーキテクチャ
• シリコンフォトニクスとInP EMLおよびVCSELアプローチの比較
• 光I/Oおよびプロセッサ隣接フォトニクス

第3章 市場規模と予測（2026～2032年）

• 世界の市場規模
• 年間成長率の分析
• 光ポートあたりのシリコンフォトニクス搭載量
• プラグイン型および統合型アーキテクチャ別の売上高

第4章 市場：製品別・統合形態別

• シリコンフォトニクスプラグイン型トランシーバー
• フォトニック集積回路およびライトエンジン
• ニアパッケージ光学
• オンボード光学
• コパッケージ光学エンジン
• 光コンピューティング相互接続デバイス
• ファウンダリおよびフォトニックパッケージングに関する内容

第5章 市場：相互接続の役割別

• AIスケールアウトネットワーキング
• AIスケールアップネットワーキング
• データセンター間の相互接続とスケールアクロス
• プロセッサおよびメモリの光I/O

第6章 市場：回線速度別

• 400G以下
• 800G
• 1.6T
• 3.2T以上

第7章 市場：顧客タイプ別

• ハイパースケールクラウドプロバイダ
• NeocloudおよびGPUクラウド事業者
• データセンターおよびネットワークOEM
• ソブリンAIとHPC
• エンタープライズデータセンター

第8章 地域市場

• 北米
  • 米国
  • カナダ
• アジア太平洋
  • 中国
  • 台湾
  • 日本
  • 韓国
  • 東南アジア
• 欧州
• 中東および世界のその他の地域

第9章 市場力学

• 促進要因
  • 1.6Tおよび3.2T光モジュールへの移行
  • 電気I/Oの電力および到達距離の制限
  • AIスケールアップネットワーキングの拡大
  • ファウンダリおよびパッケージングのエコシステムの成熟度
• 抑制要因
  • InP EMLおよびVCSELアーキテクチャによる競合
  • レーザーの集積化とファイバー接合の複雑さ
  • 集積光学の保守性
  • ビットあたりのコストの低下

第10章 競合情勢

• ネットワーキングおよびアクセラレータプラットフォームのベンダー
• 光部品およびモジュールサプライヤー
• シリコンフォトニクスファウンダリ
• 光I/Oの専門家
• パッケージングおよび製造のエコシステム

第11章 企業プロファイル

• NVIDIA
• Broadcom
• Marvell Technology
• Cisco
• Coherent
• Lumentum
• Intel
• GlobalFoundries
• TSMC
• Lightmatter
• Ayar Labs
• Tower Semiconductor
• Fabrinet
• ASE Technology
• Amkor Technology

第12章 最近の動向

第13章 付録