光GPU相互接続：市場シェア分析、業界動向と統計、成長予測（2026年～2031年）

Mordor Intelligenceによると、光GPU相互接続市場の規模は、2025年の19億3,000万米ドル、2026年の27億米ドルから、2031年までに113億8,000万米ドルへと拡大すると予測されており、2026年から2031年までのCAGRは33.30％となる見込みです。

本レポートは、製品タイプ（光トランシーバー、アクティブ光ケーブルなど）、相互接続レベル（チップ間、基板間、ラックレベルなど）、ファイバーモード（シングルモードファイバー、マルチモードファイバー）、データレート（40 Gbps未満、40～100 Gbpsなど）、用途（データ通信など）、および地域別に分類されています。市場予測は金額（米ドル）ベースで提示されています。

世界の光GPU相互接続市場の動向と洞察

AIトレーニングおよび推論における帯域幅需要の高まり

2025年にかけて、AIトレーニングクラスターは数千台から数万台のGPUへと拡大し、推論負荷の高いモデルが一般的になるにつれ、推論システムも同様の方向へと進んでいます。これは、現代のGPUシステム内では、計算そのものだけでなくデータ転送がエネルギーの大部分を消費するようになったため、重要な意味を持ちます。この変化により、相互接続の帯域幅がクラスター設計における実質的な制限要因となっており、これが光GPU相互接続市場全体の需要を直接支えています。光I/Oをめぐる業界の議論からも、推論ワークロードにおいて、かつては主にトレーニング環境に関連付けられていたような低遅延のファブリックが、ますます必要とされていることがわかります。その結果、光GPU相互接続市場における将来の投資が、もはや最先端モデルのトレーニングだけに限定されなくなったため、光リンクに対する需要基盤はさらに広がっています。

GPUクラスターにおける銅製相互接続の電力および到達距離の限界

銅製リンクは、速度と距離の増加に伴い信号損失が増大する問題を抱えており、この物理的な限界が現在、大規模なGPUクラスターのシステムレイアウトに影響を及ぼしています。NVIDIAの説明によると、NVL72ラックにおいて、NVLink速度での銅製リンクの伝送距離は非常に短く制限されていたため、スイッチの配置はシャーシ内で厳しく制約されざるを得ませんでした。システムが1ラックから8ラックへとスケールアップするにつれ、光GPU相互接続市場において、光通信は単なる有用な選択肢から基本的な要件へと変化しています。『npj Nanophotonics』誌の調査によると、銅ベースのスケールアップネットワークでは、光リンクに比べてはるかに少ないXPU数でコヒーレントドメインが上限に達することが判明しており、これにより設計者が将来のクラスター規模について考える方法も変化しています。電力消費もこの移行のもう一つの理由となっています。なぜなら、銅を多用した相互接続はラックの電力を消費しますが、光GPU相互接続市場において、運用者はその電力をむしろ演算処理のために確保したいと考えているからです。

高度なフォトニックパッケージングおよびテストの高コスト

光GPU相互接続市場において、コパッケージ型光モジュールのコスト構造は、標準的なプラグイン式モジュールよりもはるかに高くなっています。パッケージングにはCMOS電子回路、シリコンフォトニクス、III-V族材料が組み合わされており、組み立てがより困難になるため、単位当たりのコストが高止まりしています。テストもまた別の問題となっています。シリコンフォトニクスのワークフローでは、ウェハー段階から最終パッケージに至るまで依然として複数の工程が必要であり、それらのフローは大量生産向けにまだ最適化されていないからです。また、ファイバーと導波路の位置合わせには、完全な自動化が困難な高精度が求められるため、以前のトランシーバーのサイクルに比べてスループットの向上が遅れています。このため、ハイパースケーラー各社が初期段階の高いコストをすでに吸収する用意があるにもかかわらず、光GPU相互接続市場における企業による広範な採用は遅れています。

セグメント分析

2025年、光トランシーバーは製品タイプ別セグメントの51.47％を占め、光GPU相互接続市場において売上高で首位に立っています。この優位性は、すでに導入済みのAIファブリック容量をサポートしている、プラグイン式の400Gおよび800Gモジュールの膨大な導入ベースに起因しています。この優位性は、光集積化の長期的な限界というよりも、現在の導入状況の成熟度を如実に物語っています。プラグイン式モジュールは、新しいフォーマットに比べて馴染みがあり、拡張性が高く、メンテナンスも容易であるため、多くの短期的な拡張プロジェクトに適しています。また、高度に集積された光パッケージに比べて、より確立されたサプライチェーンの恩恵を受け続けています。

アクティブ光ケーブルは、トランシーバーの密度よりも、クリーンで電力効率に配慮した短距離接続が重視されるラック間リンクにおいて、依然として重要な役割を果たしています。また、光GPU相互接続市場は、トランシーバーモジュール自体だけでなく、物理的なファイバー配線、パッチング、クラスターレベルの設置層にも依存しているため、ケーブルアセンブリや光コネクタも不可欠な存在であり続けています。組み込み型光モジュールは、2031年までCAGR34.29％で成長すると予測されており、これにより光GPU相互接続市場において最も成長の速い製品グループとなります。この成長は、クラスタのラディックスが銅線では対応できない規模に拡大するにつれ、フロントパネル光インターフェースから、パッケージ近傍および共パッケージ化への移行を反映したものです。2025年の『Nature Photonics』誌に掲載された3Dフォトニック集積に関する研究は、同等の到達距離において銅では実現できない超低消費電力かつ高帯域幅のチップ間リンクを実証し、この方向性を裏付けています。

2025年時点で、基板間（Board-to-Board）およびラックレベル（Rack-Level）のリンクは、相互接続セグメントの48.84％を占めており、光GPU相互接続市場において現在最大の層となっています。この地位は、依然として大量のラック接続型光ポートに依存している、導入済みのイーサネットおよびInfiniBandファブリックの規模を反映したものです。メトロおよび長距離DCIは、個々のトレーニングクラスター内の高密度な内部ファブリックではなく、キャンパス間や分散したコンピューティング拠点間の接続を提供するため、第2位の位置を占めました。とはいえ、電力、冷却、および用地制限を管理するためにAIコンピューティングがより多くの拠点に広がっていることから、DCIは依然として重要な位置を占めています。現在のところ、最大の収益源は、進行中のハイパースケール構築において最も多くのポート数を必要とする分野にあります。

チップ間（Chip-to-Chip）は、2031年までに33.89％という最も高いCAGRで推移すると予測されており、これは光GPU相互接続市場における次の構造的変化を示唆しています。Marvell社は、パッシブな銅配線ではレーンあたり100Gbpsを大幅に超えるとスケーリングが困難になると主張しており、これがラック内部であっても光リンクが重要になり始めている理由です。Ayar Labs社は、OFC 2025において、光ポートあたり1.024Tbps、パッケージあたり8.192Tbpsを実現するUCIe光I/Oリタイマー・チップレットを披露し、この方向性を示しました。これらのベンチマーク結果は、光GPU相互接続市場において、チップレベルの光技術が長距離製品戦略の中心となりつつある理由を如実に物語っています。光GPU相互接続業界は現在、基板中心のスケーリングモデルから、フォトニックICの設計、チプレットの統合、および先進的なパッケージングをより重視するモデルへと移行しつつあります。

地域別分析

2025年、北米は光GPU相互接続市場の46.32％を占め、最大の地域別収益基盤としての地位を維持しました。この地域が主導的な立場にあるのは、Google、Microsoft、Meta、Amazon、その他の主要事業者が、他地域では見られない規模でAIインフラの拡大を継続しているためです。また、北米では商用CPOの採用も早期に進み、NVIDIAの「Spectrum-X Photonics Ethernet」スイッチが2026年5月に量産を開始し、CoreWeave、Lambda、Oracle Cloud Infrastructureなどが初期ユーザーとなりました。こうした早期導入の動向により、同地域は光GPU相互接続市場において、投資額と実環境での検証の両面で優位性を確立しました。南米は依然として市場規模は小さいもの、ハイパースケーラー各社が地域内のデータセンター拠点を拡大するにつれ、ブラジルとチリの重要性が高まりました。

欧州は、ドイツ、英国、フランスがAIのトレーニングおよび推論能力の拡充を継続したため、光GPU相互接続市場において重要なシェアを維持しました。また、欧州の企業購入者は相互運用性をより重視しており、調達における信頼性を高める上で、マルチベンダー標準の重要性がさらに高まりました。OIFがOFC 2026で行った800ZR相互運用性のライブデモは、購入者が単一ベンダーのスタックへの依存を避ける傾向が強いこの地域において、まさにそのニーズに直接応えるものでした。中東およびアフリカは依然として初期段階に留まっていますが、湾岸諸国における国家主導のAIプログラムやグリーンフィールド建設により、大規模なレガシーシステムの更新サイクルという負担なしに、新しい800Gアーキテクチャを直接導入する余地が生まれました。

アジア太平洋地域は、2031年までCAGR34.27％で成長すると予測されており、光GPU相互接続市場において最も成長が著しい地域となっています。同地域は、製造基盤の厚み、強力な光電子技術力、そしてAIインフラへの官民投資の幅広い基盤という強みを活かしています。また、NTTがAIデータセンターインフラおよびより広範なオールフォトニクス戦略に連動した5億米ドルの光ネットワークファンドに取り組んだことで、日本も戦略的な重要性を高めました。韓国や東南アジアの一部地域も二次的なハブとして台頭しており、光GPU相互接続市場の将来の収益地図を広げつつあります。

その他の特典：

• エクセル形式の市場予測（ME）シート
• 3ヶ月間のアナリストサポート

よくあるご質問

• 光GPU相互接続市場の規模はどのように予測されていますか？
  • 2025年に19億3,000万米ドル、2026年に27億米ドル、2031年までに113億8,000万米ドルに達すると予測されています。CAGRは33.30%です。
• 光GPU相互接続市場の主要な製品タイプは何ですか？
  • 光トランシーバー、アクティブ光ケーブル、組み込み型光モジュール、ケーブルアセンブリ、光コネクタです。
• 光GPU相互接続市場における光トランシーバーの市場シェアはどのくらいですか？
  • 2025年、光トランシーバーは製品タイプ別セグメントの51.47%を占めています。
• 光GPU相互接続市場におけるアクティブ光ケーブルの役割は何ですか？
  • クリーンで電力効率に配慮した短距離接続が重視されるラック間リンクにおいて重要な役割を果たしています。
• 光GPU相互接続市場における基板間およびラックレベルのリンクのシェアはどのくらいですか？
  • 2025年時点で、基板間およびラックレベルのリンクは相互接続セグメントの48.84%を占めています。
• 光GPU相互接続市場におけるチップ間リンクのCAGRはどのくらいですか？
  • 2031年までに33.89%のCAGRで推移すると予測されています。
• 光GPU相互接続市場の地域別シェアはどのようになっていますか？
  • 2025年、北米は光GPU相互接続市場の46.32%を占めています。
• 光GPU相互接続市場における主要企業はどこですか？
  • Broadcom Inc.、Cisco Systems, Inc.、NVIDIA Corporation、Intel Corporation、Marvell Technology, Inc.などです。
• 光GPU相互接続市場におけるコストの課題は何ですか？
  • 高度なフォトニックパッケージングおよびテストの高コストが課題となっています。

目次

第1章 イントロダクション

• 調査の前提条件と市場の定義
• 調査範囲

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場情勢

• 市場概要
• 市場促進要因
  • AIのトレーニングおよび推論における帯域幅需要の高まり
  • GPUクラスターにおける銅配線の電力および配線距離の限界
  • ハイパースケール・データセンターの800Gおよび1.6Tアーキテクチャへの移行
  • 次世代GPUプラットフォームにおけるコパッケージド・オプティクスの採用
  • 主要なGPUおよびスイッチベンダーによる光I/Oのロードマップ
  • 分散型コンピューティング向けのファイバー高密度ラック・アンド・ロウ・アーキテクチャ
• 市場抑制要因
  • 高度なフォトニック・パッケージングおよびテストの高コスト
  • コパッケージ設計における熱管理上の制約
  • 異種集積における歩留まりと信頼性の課題
  • 標準化および相互運用性の成熟度におけるギャップ
• マクロ経済要因が市場に与える影響
• 業界バリューチェーン分析
• 規制情勢
• 技術展望
• ポーターのファイブフォース分析
• 価格分析

第5章 市場規模と成長予測

• 製品タイプ別
  • 光トランシーバー
  • アクティブ光ケーブル
  • 組み込み型光モジュール
  • ケーブルアセンブリ
  • 光コネクタ
• 相互接続レベル別
  • Chip-to-Chip
  • Board-to-Boardおよびラックレベル
  • メトロおよび長距離DCI
• ファイバーモード別
  • シングルモードファイバー
  • マルチモードファイバー
• データレート別
  • 40 Gbps未満
  • 40～100 Gbps
  • 100～400 Gbps
  • 400 Gbps超
• 用途別
  • データ通信
  • 電気通信
• 地域別
  • 北米
    • 米国
    • カナダ
    • メキシコ
  • 欧州
    • ドイツ
    • 英国
    • フランス
    • イタリア
    • その他の欧州諸国
  • アジア太平洋
    • 中国
    • 日本
    • 韓国
    • インド
    • 東南アジア
    • その他のアジア太平洋諸国
  • 南米
  • 中東・アフリカ

第6章 競合情勢

• 市場集中度
• 戦略的動向
• Market Positioning Analysis
• 企業プロファイル
  • Broadcom Inc.
  • Cisco Systems, Inc.
  • NVIDIA Corporation
  • Intel Corporation
  • Marvell Technology, Inc.
  • Coherent Corp.
  • Lumentum Holdings Inc.
  • Ciena Corporation
  • Nokia Corporation
  • Infinera Corporation
  • Corning Incorporated
  • CommScope Holding Company, Inc.
  • Amphenol Corporation
  • Sumitomo Electric Industries, Ltd.
  • Furukawa Electric Co., Ltd.
  • TE Connectivity Ltd.
  • Ayar Labs, Inc.
  • Ranovus Inc.
  • Samtec, Inc.
  • POET Technologies Inc.
  • Innolight Technology Co., Ltd.

第7章 市場機会と将来の展望