シリコンフォトニクスとは　半導体の工場で光の回路を作る、AIの配線を銅から光へ

シリコンフォトニクスは、電気の代わりに光でデータを運ぶための部品を、シリコンの半導体の作り方で作る技術です。光ファイバーの通信で使う部品は、従来は小さな部品を1つずつ組み立てていました。シリコンのウエハーの上に光の回路をまとめて作れば、半導体の工場の設備で大量に、小さく作れます。

シリコンの中に光の道を作る

シリコンは、光通信で使う波長の近赤外の光をよく通します。シリコンの細い線を、光を通しにくい酸化膜で囲むと、光が線の中に閉じ込められて進みます。これが導波路です。導波路の途中に、電気の信号で光の強さや位相を変える「変調器」を作ると、電気の0と1を光の信号に変えられます。受け側では、ゲルマニウムを使った受光素子で光を電気に戻します。

シリコンは光を出すことが苦手です。このため、インジウムリンなどの化合物半導体で作ったレーザーを、チップの外から、またはチップの上に貼り付けて光を入れる形が一般的です。

スイッチのすぐ横に光を置く

データセンターの中では、スイッチの差し口に「光トランシーバー」を差し込み、電気と光を変換してきました。スイッチのチップからトランシーバーまでは電気の配線で、速くなるほど信号が弱まり、電力も増えます。そこで、光の部品をスイッチのチップと同じパッケージに入れる「CPO（コ・パッケージド・オプティクス）」や、すぐ近くに置く「NPO」が出てきました。

エヌビディアの光一体型スイッチ（2025年3月18日の発表）

項目	内容
製品	Spectrum-X Photonics（イーサネット）、Quantum-X Photonics（インフィニバンド）
電力の効率	従来の方式の3.5倍
レーザーの数	4分の1
ネットワークの耐障害性	10倍
提供の時期	Quantum-X Photonicsは2025年後半、Spectrum-X Photonicsは2026年
部品の協力会社の例	TSMC、コヒレント、ルメンタム、住友電気工業、フォックスコンなど

部品の会社の数字

光のレーザーやスイッチを作る米ルメンタムは11月2日の決算発表で、NPO／CPOで2件目の大口案件を取り、50億ドルを超える購入の約束を得たと明らかにしました。同じ日に、米マーベル・テクノロジーがルメンタムを企業価値1,150億ドルで買収すると発表しています。

シリコンフォトニクスのチップを切り分ける工程にも、日本の会社の部品が使われます。浜松ホトニクスは、メモリやSiフォトニクスのデバイスを切るステルスダイシングのエンジンの需要が、2026年9月期に堅調だったと説明しました。

関連する用語

• CPO：光の部品をスイッチやGPUのチップと同じパッケージに入れる形。
• 光トランシーバー：電気と光の信号を相互に変える、差し込み式の部品。
• 光半導体：光を出す、または受ける半導体。

マーベルによるルメンタムの買収は、2028年前半の完了を予定しています。