ビジネス・経済の実務メディア

シリコンフォトニクス市場、2035年に326億米ドルへ成長予測 – AI/HPC需要と800G・1.6T対応が市場拡大を牽引

約11分で読了

シリコンフォトニクス技術の概要と市場の変革

シリコンフォトニクスは、シリコンベースの電子部品と光部品を組み合わせ、電気ではなく光を用いてデータを伝送する技術です。この技術は、光変調器、受光器、導波路などの光機能をシリコン基板上に高密度に集積することを可能にし、高速化と省電力化を同時に実現する重要な技術として位置付けられています。主流のCMOS製造プロセスとの互換性があるため、スケールアップと量産において大きな利点を持つとされています。

市場の焦点は、単体の光部品販売から、光回路と演算半導体、ネットワーク半導体、先端パッケージを一体設計する高度な統合市場へと移行しつつあります。この変化は、今後の市場競争構造に大きな影響を与えると考えられます。

市場成長を牽引するAI/HPC需要とデータセンターの課題

市場成長を最も強く押し上げている要因の一つは、大規模な人工知能（AI）処理に伴うデータセンター内通信量と電力需要の急増です。国際エネルギー機関の報告によれば、世界のデータセンター電力消費は2025年に大きく増加しており、2030年には2025年比でおおむね倍増する可能性が示されています。

高度な演算基盤では、計算能力だけでなく、数千から数十万規模の演算装置間で膨大なデータを継続的に移動させる能力がシステム性能を決定します。このため、従来型の電気配線や着脱式光トランシーバーだけでは、消費電力、信号損失、発熱、設置密度が大きな課題となります。このような背景から、「より速く通信する」ことよりも「より少ない電力で、より大量のデータを移動する」ことへ評価軸が変化しており、光機能をネットワーク半導体や演算パッケージの近くまで移動させる技術への投資が加速しています。この構造変化が、シリコンフォトニクスを次世代データセンター投資を左右する戦略技術へと押し上げています。

技術トレンド：コ・パッケージド・オプティクスへの移行

技術面では、従来の着脱式光モジュールの高速化競争に加え、光回路をネットワーク半導体や演算半導体の極めて近い位置へ配置する「コ・パッケージド・オプティクス（CPO）」への移行が始まっています。電気信号が基板上を長距離移動するほど損失補償に必要な回路と電力が増えるため、高速化が進むほど「どこまで電気で運び、どこから光に変換するか」がシステム全体の性能を左右するからです。

Broadcomはすでにシリコンフォトニクスを利用したCPO型技術を実用段階へ進め、NVIDIAもネットワークスイッチ内部へ光機能を統合する製品展開を進めています。さらにIntelは、シリコンフォトニクス回路と電気回路を統合した光入出力チップレットを開発し、演算装置と光接続を直接統合する方向性を示しています。これにより、今後の市場では光トランシーバー、光エンジン、光入出力チップレット、先端パッケージ、コ・パッケージド型スイッチといった複数方式が併存しながら、用途ごとに最適な構成が競われる段階に入るとみられます。

導入を加速する要因とシリコンフォトニクスの利点

クラウドコンピューティング、AI、機械学習（ML）、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）、5G/6Gネットワーク、およびハイパースケールデータセンターの急速な拡大により、シリコンフォトニクスベースの光相互接続の採用が促進されています。この技術は、従来の電気的相互接続に比べて大幅に低い消費電力で膨大な量のデータを伝送できるという利点があります。

シリコンフォトニクスには、スケーラビリティ、CMOS互換プロセスによるコスト効率の高い製造、エネルギー効率の向上、コンパクトなデバイス集積、および400G、800G、さらには次世代の1.6T光ネットワークを超える伝送速度への対応といった利点があります。企業がデジタルトランスフォーメーション、スマートデータセンター、次世代ネットワーク技術への投資を継続するにつれ、シリコンフォトニクスソリューションへの需要は大幅に加速し、半導体および光通信業界全体におけるイノベーションと長期的な成長を牽引すると予想されます。

主要市場のハイライトと地域別動向

シリコンフォトニクス市場は、2025年に31億米ドルと評価され、2035年までに326億米ドルに達すると予測されており、2026年から2035年にかけて26.3％という目覚ましい年平均成長率（CAGR）を記録する見込みです。この成長は、AIインフラ、ハイパースケールデータセンター、次世代通信ネットワークにおける、高速かつエネルギー効率に優れた光インターコネクトへの需要の高まりによって牽引されています。

特に、アジア太平洋地域は主要な成長拠点として台頭しています。中国、台湾、韓国、日本、東南アジア全域における半導体製造、ハイパースケール・クラウドインフラ、先進的なパッケージング技術、および光ネットワークへの積極的な投資により、予測期間を通じてアジア太平洋地域はシリコンフォトニクス市場において支配的な地域市場としての地位を確立すると見込まれます。

主要な市場プレイヤーには以下の企業が含まれます。

  • Broadcom, Inc.

  • Cisco Systems, Inc.

  • Coherent Corp.

  • GlobalFoundries Inc.

  • IBM Corporation

  • Intel Corporation

  • Jabil Inc.

  • Lumentum Operations LLC

  • Marvell Technology, Inc.

  • Synopsys, Inc.

  • その他の主要なプレイヤー

2025年から2027年にかけての研究開発から量産への転換

シリコンフォトニクス市場は、研究開発段階から本格的な量産・商用導入へと移行しつつあります。

  • 2025年: NVIDIAは3月にシリコンフォトニクスを利用した次世代ネットワークスイッチを発表し、大規模演算基盤における光技術の位置付けを一段引き上げました。NTTもボード間光接続の商用化期と位置付けるなど、研究成果の製品化への動きが強まりました。

  • 2026年: NVIDIAは5月に次世代演算基盤の量産拡大とともに、コ・パッケージド・オプティクスを採用した光ネットワークスイッチが生産段階に入ったことを明らかにしました。台湾積体電路製造（TSMC）も、シリコンフォトニクス回路と電気制御回路を三次元統合する独自技術について2026年の量産を計画しています。NTTはBroadcomなどの供給網企業と連携し、光電融合スイッチの商用提供を進め、月産最大3万台まで拡張可能な体制を示しています。2026年はシリコンフォトニクスが「将来技術」から「量産インフラ技術」へ変化する重要な年とされます。

  • 2027年: NTTは2026年度から2027年度を光デバイスへの本格的な移行が始まる時期と位置付け、2027年度までに次世代全光ネットワークを都道府県庁所在地へ展開する方針です。演算サーバーの電力密度がさらに急速に上昇すると予測されており、通信速度だけでなく、発熱抑制、電力効率、装置密度を改善できる光接続技術の経済価値が一段と高まる可能性があります。2027年は光技術の採用判断が研究部門から設備投資・調達部門へ広がる重要な局面になると考えられます。

これらの動きを総合すると、2025年が製品発表と技術実証の加速期、2026年が量産・商用導入への転換期、2027年が大規模データセンターや通信事業者による採用拡大を見極める段階になると考えられます。シリコンフォトニクスは単独で成長するのではなく、演算半導体、スイッチ半導体、レーザー、光ファイバー、先端パッケージ、組立・検査装置、データセンター設備など複数の産業を巻き込みながら市場を形成する点が特徴です。

用途領域の拡大と今後の可能性

シリコンフォトニクス市場の需要構造を見ると、当面はデータセンター間通信、高速イーサネット、クラウド基盤、大規模演算システムなど、大容量データ通信を必要とする領域が市場拡大の中心になると考えられます。しかし、今後の成長を理解する上でより重要なのは、光技術が「データセンター同士を接続する技術」から「ラック間」「ボード間」「パッケージ間」、最終的には半導体内部に近い領域へ段階的に入り込んでいることです。

NTTの光電融合ロードマップも、通信分野からコンピューティング分野へ適用範囲を広げる方向を示しており、この変化によってシリコンフォトニクスの対象市場は従来の通信機器需要以上に広がる可能性があります。また、2026年には産業技術総合研究所などがシリコンフォトニクスを利用した人工衛星向け静電気センサーを開発しており、通信以外のセンシング領域でも新たな利用可能性が示されています。市場が成熟するにつれて、通信、演算、センシングという複数の成長軸が形成される可能性があるでしょう。

競争環境の変化と長期的な課題

競争環境においては、単一企業がすべての技術を独占する構造ではなく、演算半導体、ネットワーク半導体、シリコンフォトニクス回路、レーザー、光ファイバー、コネクター、パッケージング、組立・検査を複数企業が分担する生態系型の競争が強まっています。NVIDIAは演算基盤とネットワークを一体設計し、TSMCはシリコンフォトニクスと先端三次元実装を結び付け、Broadcomはネットワーク半導体とコ・パッケージド光技術を組み合わせています。Intelは光入出力チップレットを通じて演算装置へ直接光接続を取り込む方向を進め、Coherentはシリコンフォトニクス、化合物半導体レーザー、垂直共振器面発光レーザーなど複数技術を組み合わせた光エンジンを開発しています。日本でもNTTが光電融合デバイスの生産能力拡大を進めており、競争優位の源泉は「最高性能の単一部品」だけではなく、量産歩留まり、供給能力、光源、実装技術、信頼性、顧客との共同設計能力へと移行しています。

高い成長率が期待される一方、シリコンフォトニクスがすべての電気接続を短期間で置き換えるわけではありません。実際の導入では、シリコン上に光回路を形成するだけでなく、レーザー光源との接続、光ファイバーの高精度実装、温度変化への対応、パッケージ内部の熱管理、量産時の検査方法、長期信頼性などを同時に解決する必要があります。既存の着脱式光トランシーバーは交換性や保守性に優れるため、コ・パッケージド方式へ一斉に移行するのではなく、用途と通信速度に応じて複数方式が長期間併存すると考えられます。演算半導体の世代交代が速いことも、光部品メーカーにとって設計期間と設備投資回収の難易度を高めます。このため、市場成長を判断する際には、市場規模だけでなく、量産歩留まり、顧客認証、標準化、製造設備、レーザー供給、先端パッケージ能力といった実装側の指標を追跡することが重要になります。

2035年に向けた長期戦略リスク

2035年に向けたシリコンフォトニクス市場の成長は、周辺産業にも大きな事業機会を広げる一方で、経営層が警戒すべき長期戦略リスクも存在します。

  • 技術革新の高速化: 高速データ伝送や光インターコネクトを巡る技術開発が加速しており、現在の競争優位が短命化する可能性があります。企業は、単純な研究開発費の拡大ではなく、自社開発、提携、買収、外部調達を組み合わせたポートフォリオ戦略の見直しが求められます。

  • AIデータセンター需要への依存: 生成AIや大規模AIモデルの普及は大きな需要機会を生み出す一方で、AIデータセンター投資への過度な依存は、中長期的には需要集中リスクにもなり得ます。AI向け需要を取り込むだけでなく、通信、自動車、センシング、医療、産業用途などへの展開可能性を評価し、顧客・用途別の収益源を分散することが重要です。

  • 半導体サプライチェーンの地政学リスク: シリコンフォトニクスは複数の技術・供給網に依存するため、地政学的緊張、輸出規制、特定地域への製造集中、重要部材の供給制約は長期戦略上の重要なリスクとなります。企業は、供給停止時にも事業を継続できる「レジリエンス」を競争力として評価し、サプライチェーン設計を経営戦略として見直す必要があります。

  • 巨額の研究開発・設備投資: 2035年までの市場拡大予測は大きな投資機会を示す一方、高成長市場だからといって参入企業すべてが高収益を獲得できるわけではありません。継続的な資本投入が必要となるため、市場規模やCAGRだけでなく、顧客獲得コスト、量産開始時期、製造コスト、利益率、投資回収期間を組み合わせ、「成長市場への参入」が「企業価値の向上」につながる条件を明確化することが求められます。

  • 標準化・価格競争・エコシステム支配: 市場が急速に拡大するほど、競争の焦点は単一製品の性能から、標準規格、設計環境、製造能力、パッケージング、ソフトウェア、顧客基盤を含むエコシステム全体へ移行する可能性があります。長期的な価格決定力と収益性を確保するためには、半導体メーカー、ファウンドリ、クラウド事業者、通信機器企業、光学部品企業との関係を構築し、バリューチェーン内で不可欠なポジションを確保する戦略が重要となるでしょう。

レポートの詳細情報

この戦略レポートの無料サンプルは、以下のリンクからダウンロードできます。
無料サンプルダウンロード

レポートの詳細内容や申し込みは、以下のリンクから確認できます。
レポートの詳細内容・お申込み

Report Ocean株式会社について

Report Ocean株式会社は、市場調査およびコンサルティングの分野で、正確で信頼性の高い最新の調査データおよび技術コンサルティングを求める個人および企業に対して、7年以上にわたり高度な分析的研究ソリューション、カスタムコンサルティング、深いデータ分析を提供するリーディングカンパニーです。戦略および成長分析の洞察を提供し、企業の目標達成に必要なデータを提供し、将来の機会の活用を支援しています。

関連リンク:

この記事を書いた人

webmaster

ビジネス・経済を軸に、経営・マーケティング・DX・キャリアの実務に役立つ情報を発信しています。

執筆記事一覧 › Markdown版 ›

READ NEXT次に読みたい記事