SEMICON Taiwan 2026》穎崴、10件以上のCPOプロジェクトを掌握、Socketテスト市場シェア90％超え！2027年後半に小量生産、2028年本格量産へ

共通封裝光學（CPO）は、技術検証から商業化へと段階的に移行しており、テストインターフェースが量産規模の鍵となっています。穎崴（6515）の全球業務運営センター執行副総経理である陳紹焜氏は2日、同社が現在10件以上のCPO関連プロジェクトを掌握しており、グローバル主要顧客を網羅していると明らかにしました。CPO Socket関連プロジェクトにおいては、90％以上が穎崴のテストソリューションを採用しています。彼は、CPOが量産化されるのは2027年後半から小規模で始まり、より明確な量産規模となるのは2028年になると予測しています。

ただし、CPOが「作れる」状態から安定した量産へ移行するには、光学アライメント、精度、速度、自動化などの課題が残っています。陳氏は、「現在の産業ではCPO製品を作ることはできますが、規模を持った量産体制をどう構築するかが最大の問題です」と率直に語りました。

2019年から展開　テストは電気信号から光電統合へ

陳氏によると、穎崴は2019年からCPOテストのコンセプトを提唱しており、国内で早期から関連技術に取り組んだ企業の一つです。当時は市場でのCPOに関する議論はまだ一般的ではなく、関連技術や設備、材料も十分に整っていませんでした。しかし近年、AIの計算能力と高速伝送の需要が急増し、シリコンフォトニクスとCPOが実用化へと向かっています。

テスト技術も変化しています。従来の半導体テストは主に電気信号を扱いますが、シリコンフォトニクスやCPOの時代に入ると、光信号の処理に加え、光と電気の両方のテストシステムを統合する必要があり、アライメント、信号伝送、テストインターフェースの複雑さが増しています。

「過去は電気から始まり、その後に光を加え、今では光と電気が両方必要です」と陳氏は語ります。CPOは非常に広範な分野をカバーしており、ファイバーアレイユニット（FAU）、レーザー、パッケージングから量産テストまで、各段階で異なる技術的課題があります。そのため、穎崴はすべての領域に手を出すのではなく、テストという本業に集中し続けています。

Wafer LevelからModule Levelへ　Insertion 3・4はSocketからアプローチ

CPOテストの展開において、穎崴は異なる製造プロセスや組立段階に応じた対応策を確立しています。陳氏によると、Insertion 2は主にWafer／Chip Levelのテストに対応し、同社はMEMS、Wafer Level CPO、ダブルサイドプロービングなどのソリューションを展開しており、関連プロトタイプ機器は顧客側で継続的に検証されています。

Insertion 3はパッケージ完了後のテスト、Insertion 4はさらに大規模なModule Levelに対応します。穎崴は現段階でInsertion 3・4に多くのリソースを投入しており、主にSocketテストソリューションでアプローチしています。同時に、Wafer Levelのプローブカードや光電テスト技術の構築も進めています。

陳氏は、取材前にプロジェクトを再確認したところ、現在10件以上のCPO関連プロジェクトが進行中であり、グローバル主要顧客をほぼ網羅していると述べました。「CPO Socketの分野では100％とは言いませんが、90％以上が当社のソリューションでテストされています。」

ただし、この比率は穎崴が参加しているCPO Socketおよびモジュールレベルのプロジェクトにおけるものであり、CPO産業全体のすべての設備、部品、テスト工程のグローバル市場シェアを意味するものではありません。

作れる＝量産できるではない　自動化は精度と速度が課題

CPO関連製品が次々と検証段階に入っているものの、陳氏は現時点での最大のボトルネックは自動化にあると指摘します。

CPOテストはファイバーと部品のアライメント、異なる波長、光学精度、電気信号、温度制御を含み、多くの工程が手作業に頼っている場合、テスト速度の向上が難しく、大量生産時の一貫性も保ちにくくなります。

彼はCPO量産の条件を「精度」と「速度」の二つに集約します。まず、光学テストのアライメント誤差は非常に小さく、異なる波長や部品の位置が結果に影響します。次に、アライメントやテストプロセスが自動化されなければ、テスト速度は向上せず、生産コストも効果的に削減できません。

「現在最大の問題は、製品を作ることはできるが、規模を持った量産体制をどう構築するかです」と陳氏。CPOの次の段階の試練は、単一製品の機能検証ではなく、繰り返し可能で安定かつ効率的な量産プロセスの構築にあると述べています。

2027年後半から小量　2028年に明確な規模へ

CPO産業のスケジュールについて、陳氏は2025年をCPO元年と位置付け、2026年は設備、アーキテクチャ、サプライチェーンの構築段階と見ています。その後、自動化、光学アライメント、量産体制が順調に進めば、2027年後半に小規模な製品出荷が可能になるとし、より明確な市場規模は2028年になると予測しています。

量産体制を早期に確立するため、穎崴は国内外のパートナーを探しており、レーザーやその他の光学技術企業と協力し、テストシステムに必要な技術を補完し、光電統合と自動化の進展を加速させています。

陳氏は、「半導体は非常にグローバルな産業であり、台湾は完成された製造エコシステムを持っていますが、適切な技術、材料、設備を導入し続けることで、CPOを個別の技術突破から規模量産へと推進できる」と強調しています。

AIチップは「電力、熱、データ」の三つの課題を同時に解決する必要がある

CPO需要の高まりの根本的な理由は、AIチップのデータ伝送負荷が高まっていることです。陳氏は、「AIの大規模パッケージは三つの問題に集約されます。『電力が入り込み、熱が放散され、データが伝送される』ことです」と述べます。

チップの消費電力が高まるにつれ、電源供給と放熱はAIサーバーの重要なボトルネックとなっています。一方、従来の銅配線は帯域、消費電力、伝送距離の限界に直面しています。チップがより高い計算能力を持っていても、データが効果的に送信できなければ、システム性能は十分に発揮できません。これが光伝送とCPOの導入を加速させています。

しかし、光信号がパッケージに組み込まれると、テストもより複雑になります。テストインターフェースは高周波・高速電気信号を処理するだけでなく、光信号のアライメント、熱管理、大規模パッケージによる機械的変形にも対応する必要があります。

AIチップのピン数が2万に迫る　テスト圧力は30PSIまで低下

大規模パッケージと高ピンカウントは、テスト段階での反り（ワープ）を新たな課題としています。陳氏によると、過去のCPUは約5,000～6,000ピンでしたが、現在のAIチップは約1万ピンに達しており、一部の製品は1.3万ピン、次世代では2万ピンに近づく可能性があります。

パッケージサイズが大きくなるほど、反りは通常より顕著になります。過去のテストでは約70PSIの圧力を加え、パッケージを平らにして各接点を正常に接触させていました。しかし、チップ構造が複雑になるにつれ、顧客が許容する圧力の制限は低下しており、50PSIまで、さらには30PSIしか耐えられない場合もあります。

「そんなに強く押せないのに、反った製品を正常にテストしなければならない。これが非常に重要な問題です」と陳氏。異なるチップやパッケージの反り具合はさまざまで、テストインターフェースは個別の製品に応じて調整する必要があり、単一の標準構造では対応できません。

彼は、現在の穎崴HyperSocketは2万ピン以内の製品をサポート可能で、今後約2年間のAIチップ需要に対応できると予測しています。また、大規模パッケージによる接触、放熱、反り問題の改善にも貢献します。しかし、パッケージサイズと消費電力がさらに増加するため、次世代製品では新たな放熱構造の導入が必要になると述べています。

Liquid Socketで液体をテスト座に導入　底部の熱を直接除去

チップ上部の放熱に加え、チップと基板の接触領域も重要な熱源です。陳氏は、チップが高周波・高速で動作すると、底部の接点でも大量の熱が発生するため、今後はチップ上部のヒートシンクだけでなく、パッケージ底部の放熱も対応する必要があると指摘します。

次世代の高電力チップの需要に対応するため、穎崴はHyperSocketアーキテクチャにLiquid Socketを導入する計画です。これにより、液体をSocket内部に導入し、チップと基板の接触領域で発生する熱を直接除去します。

関連製品はすでにグローバル主要IC設計顧客と初期作業を開始しており、近日中に市場検証に入る予定です。陳氏は、「Liquid Socketは現世代チップでは一般的なニーズではないかもしれませんが、チップの消費電力、ピン数、パッケージサイズが増加するにつれ、次世代製品では底部放熱のニーズがより明確になるでしょう」と述べています。

10件以上のCPOプロジェクト、Socketソリューション採用率90％超、2027年後半の小量生産、2028年の本格量産というタイムラインにより、穎崴は早期のポジショニングを確立しています。しかし、CPOが真に規模市場に進出するには、光学アライメント、自動化、放熱、サプライチェーン統合が量産のハードルを同時に乗り越える必要があります。