CPOはまだ先！英特磊社長・高永中氏「2028年までに量産拡大、リン化インジウムは短期間で逼迫」

AIデータセンターが高速光相互接続の需要を押し上げ続けていますが、市場が大きな期待を寄せている共封装光学（Co-Packaged Optics、CPO）は、大規模商用化までまだ時間がかかります。化合物半導体エピタキシャルウェハー製造の英特磊科技（IET-KY、4971）の会長である高永中氏は、2026年から2027年にかけてテストや小規模導入が順次始まるだろうと予測しています。明確な市場拡大には、2028年まで待つ必要があるかもしれません。一方、AI需要と地政学的リスクが重なる中、リン化インジウム（InP）基板の供給は2026年から2027年にかけて引き続き逼迫すると見られ、需給バランスが回復するのは2028年以降になる可能性があります。

CPOの量産化がまだ先でも、AI光通信の需要が冷えるわけではありません。高永中氏は強調します。GPUの規模が拡大し続けるにつれ、データセンターは帯域密度とエネルギー効率の両方の要求が高まっており、従来の銅線やプラグイン式光モジュール構造は、いずれも消費電力と伝送損失のボトルネックに直面します。「光進銅退」は避けられない産業の方向性です。ただし、見直す必要があるのは、市場が技術の成熟と量産スピードに抱く期待です。

市場は統合の難しさを過小評価しており、放熱、光源、保守信頼性が障壁となっています。高永中氏は、シリコンフォトニクスとCPOの概念は長年発展してきましたが、光・電気・パッケージング・放熱の統合の複雑さと難しさを外部はよく過小評価していると述べています。CPOの核となるのは、光学素子をスイッチチップに近い位置に移動させ、高速電気信号の伝送距離を短縮することで、消費電力と信号損失を低減することです。しかし、光源の配置方法、熱の排出方法、システムが故障した場合の迅速な修理の可否は、実験室からデータセンターへ移行する際に解決しなければならない問題です。

特に、レーザーは光学システムの中で発熱が大きく、故障しやすい素子です。光源をパッケージに直接統合すると、レーザーが故障した場合、システム全体に影響を及ぼす可能性があります。このため、業界は徐々に外部レーザー光源（External Laser Source、ELS）を発展させ、レーザーをパッケージの外に置くことで、交換が容易になるだけでなく、単一の高出力光源で複数の伝送チャネルに供給できる可能性もあります。

『実際に多く使われるようになるには、あと3～4年かかる。積極的に見ても、2028年になってようやく明確になるだろう』と高永中氏は考えています。2026年、2027年には、関連する検証や試行導入がさらに増えるでしょうが、大規模な商用浸透は、システムの信頼性、顧客の検証、全体的なコストにかかっており、学習曲線を完了するには一定の時間がかかります。

1.6Tが単一チャネル200Gを推進し、高速検出器の需要が先行しています。CPOの量産化にはまだ時間がかかりますが、AIデータセンターの高速光通信部品の需要はすでにサプライチェーンに反映され始めています。高永中氏は、スイッチの仕様が1.6Tに進化するにつれ、一般的な構成では単一チャネルの速度が200Gに押し上げられると指摘しています。高速レーザーだけでなく、200G信号を処理できる光検出器も必要です。

発光側では、シリコンは効率的な光源ではありません。受信側では、シリコンゲルマニウム（SiGe）などの技術が一部の用途に適用できますが、極めて高速で低光信号の環境では、リン化インジウムは感度と高周波性能の面で優位性を保っており、高速光検出器、変調器、関連部品の重要な材料として継続的に活用されています。

英特磊はすでにリン化インジウム高速検出器のエピタキシャル製品を量産しており、PIN、アバランシェフォトダイオード（APD）、電界吸収変調器（EAM）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（HBT）などに必要なエピタキシャル構造の開発を進めています。高永中氏は、代替材料の開発が進んでも、極めて高速な光通信と高周波部品におけるリン化インジウムの地位は、短期間では全面的に置き換えられないと考えています。

AI需要と輸出規制の挟撃で、リン化インジウムは「パーフェクトストーム」に見舞われています。CPOの導入時期よりも、リン化インジウム基板の不足は、現在より切実なサプライチェーンのボトルネックです。高永中氏は「パーフェクトストーム」と表現しています。一方で、AIデータセンターにより光検出器、変調器、高速レーザーの需要が急速に上昇しています。他方で、輸出規制と地域政治リスクが供給の不確実性を高めています。規制がなくても、既存の供給成長速度が需要に追いつかない可能性があります。

世界のリン化インジウム基板は長年、日本・住友電工（Sumitomo Electric Industries）、米国の基板メーカーAXTなどの少数企業に集中しています。特にAXTは中国に主要な生産能力を持っており、供給は政策変化の影響を受けやすくなります。高永中氏は、英特磊は現在、9割以上のリン化インジウム基板を住友電工から調達していると述べています。既存の長期顧客は基本的な供給を優先的に維持できますが、需要が急速に増加すると、既存の生産能力では増分を完全に支えるのは難しくなります。

サプライチェーンが対応できないのは、前回の景気低迷とも関係しています。リン化インジウム市場は2023年、2024年に弱含みでしたが、需要は2024年末から2025年にかけて急速に反転しました。サプライヤーには早期の増産のインセンティブと時間の余裕がありませんでした。現在、一部のクラウドサービスプロバイダーやAI企業が前払い、長期調達、新規生産能力の支援などを通じてサプライチェーンの増産を要求していますが、新ラインの建設から検証まで通常2～3年かかり、即座にギャップを埋めることはできません。

基板再生、量子ドットレーザーで解決策を模索し、均衡点は2028年以降に見込む。供給不足に対し、業界は増産、基板再生、代替材料の3つの方向で解決策を探っています。高永中氏は説明します。エピタキシャル層は約1マイクロメートルの厚さで、数百マイクロメートルの厚さの基板に比べると、本の中の1ページのようなものだと。使用済みのエピタキシャル層を取り除き、基板を再処理できれば、高価な基板を再利用でき、新材料への依存を減らすことができます。

もう一つの道は、砒化ガリウム基板をプラットフォームとする量子ドットレーザーの開発で、既存のリン化インジウム光源の一部を代替し、リン化インジウムの使用量を減らすことです。しかし、基板再生でも新材料の代替でも、プロセス開発、部品検証、顧客導入を経る必要があり、短期間での全面普及は困難です。

高永中氏は、2026年、2027年はリン化インジウムの供給が依然として逼迫すると予測しています。新規サプライヤーの生産能力が立ち上がり、基板リサイクル技術が成熟し、より多くの代替案が検証を通過すれば、2028年以降に市場が徐々に均衡状態に戻る可能性があります。