2026年10月2日

シリコンフォトニクスとコパッケージド・オプティクスがAIインフラをどのように変革しているか

著者：プリシラ・ハンフ、ティアグ・サダシワン

論理回路およびメモリアーキテクチャの進歩により、AIは広く一般に知られる存在となりましたが、次のスケーリング上の制約がますます明らかになってきています。すなわち、エージェント型、物理型、および高性能なAIアプリケーションを支えるためには、データをより高速に、より遠くへ、そしてより効率的に転送する必要があるのです。このボトルネックは現在、半導体の設計、製造、パッケージング、および相互接続の方法に変化をもたらしており、製造プロセスに重大な課題をもたらすとともに、装置やその構成部品に対して新たな要求を課しています。 

銅：ちょっとどいてください。光子のための道を空けてください 
チップ間通信における銅製の電気的相互接続は、長い間標準的な手法でした。しかし、帯域幅の上限や信号品質の制約によってその限界がますます顕在化しており、貴重なエネルギーを大量に消費する要因となっています。 

そこで、シリコンフォトニクスとコパッケージド・オプティクス（CPO）の出番となります。データ伝送を電気から光へと切り替えることで、これらの技術は、AIインフラが直面する最も差し迫った商業的課題の一つ、すなわち「より少ない電力、より低い遅延、そしてより高い拡張性で、より多くのデータを伝送すること」に対処します。 

シリコンフォトニクスとCPOが
にどのような恩恵をもたらすかシリコンフォトニクスにより、光エンジンやフォトニック集積回路（PIC）は、データセンターのネットワークスイッチなどで使用されるような特定用途向け集積回路（ASIC）に、より近づきつつある。

電子から光子への移行には、多くの利点があります： 

帯域幅の拡大：光リンクは、銅線による相互接続よりもはるかに多くのデータを伝送できます。例えば、NvidiaやBroadcomなどのCPOプラットフォームでは、構成によってはネットワーク容量をTbps（テラビット/秒）換算で約8倍まで拡張することが可能です。
消費電力の低減：フォトニクス技術により、距離に伴うエネルギー損失を低減
レイテンシの低減により、データ転送速度が向上
より優れた熱管理

要するに、CPOは光学エンジンをチップパッケージの隣や内部に統合することで、光学エンジンを演算部により近づけます。これにより、銅製相互接続への依存度が低減され、データの転送がより高速かつ効率的に行えるようになります。 

なぜ今、CPOが重要なのか
現在のデータセンターにおける事実上の最先端技術は、システムのエッジに配置されるプラグイン式光モジュールです。CPOの登場により、光モジュールがスイッチASICのすぐ隣に配置されるようになり、データが電気的に伝送される距離が短縮され、AIワークロードのスケーラビリティが向上します。  

そして、あらゆる形態のAIが今後も普及し続けるためには、こうしたメリットが不可欠です。従来のアーキテクチャでは、そのペースについていくことは到底できません。 

大手半導体企業やクラウド企業は、シリコンフォトニクスやCPOに多額の投資を行っており、研究やニッチな導入段階から、次は大規模な量産へと移行しつつあります。この投資は、半導体ファブ、ネットワークスイッチメーカー、クラウドプロバイダー、半導体製造装置メーカーなど、幅広い分野に及んでいます。性能の向上が無視できないほど顕著になってきており、市場は急速に動いています。実際、IDTechExの最近のレポートによると、CPO市場だけでも2026年から2036年にかけて年平均成長率（CAGR）37％で成長し、200億米ドルに達すると予測されています。 

製造の支援
シリコンフォトニクスの製造は、エッチング、成膜、ウェットプロセス、ハイブリッドボンディング、高度なパッケージング統合など、フロントエンドおよびバックエンドのプロセスを網羅しており、ガラス基板やパネルレベル加工といった新たな手法の登場により、その複雑さはさらに増しています。 

こうしたアーキテクチャがスケールアップするにつれて、材料の性能、汚染管理、密閉性の信頼性、および熱安定性がますます重要になってくる。 

グリーン・トゥイードの登場 ― この転換を可能にする当社の役割
こうした要件は、デバイスアーキテクチャ上の課題と同様に、材料面での課題ももたらしています。CPOおよびシリコンフォトニクス製造に使用される部品は、より厳しいプロセスウィンドウに対応しつつ、過酷な動作環境下でも光学性能を維持しなければなりません。グリーン・トゥイードが提供する高性能ポリマーシーリングソリューションおよび複合材料の製品群は、シリコンフォトニクスおよびCPO製造の要求に最適です。これらの材料には、次のような特長があります： 

過酷な使用条件下でも卓越した熱安定性を発揮
低アウトガス性により、感光性の高い光学部品を保護します
長期的な信頼性を確保するための耐薬品性

グリーン・ツイードは、設計初期段階における技術的な連携に定評があります。この専門性が活かされた一例として、電気めっきおよび電気化学的堆積向けの「エッジ・エクスクルージョン」シーリングソリューションに関する設計および材料開発が挙げられます。主要な装置メーカーと連携し、当社の設計および材料に関する専門知識を活かして、効果的な部品の洗浄を可能にし、シール面でのメッキ付着を防ぐ、高度に最適化されたシールソリューションを開発しました。この取り組みは、急成長している先進パッケージングおよびフロントエンド製造分野における生産上の課題を軽減するのに寄与しており、材料科学と半導体イノベーションの交差点において、複雑で現実的な課題を解決する当社の能力を実証しています。 

グリーン・ツイードにとって、この進化は技術的な転換であると同時に、ビジネス上の転換点でもあります。次世代半導体の性能向上を顧客が実現していく上で、先端材料、高精度シール技術、そして共同エンジニアリングが不可欠となるでしょう。 

ぜひ、皆様の課題をお聞かせください： 

シリコンフォトニクス、CPO、あるいは次世代の先進パッケージングに関する課題に取り組まれているなら、Greene Tweedは、スケーリング、信頼性、製造性、および先進パッケージングへの対応力といった課題の解決をお手伝いいたします。 今すぐ弊社チームまでお問い合わせください 当社の素材とエンジニアリングの専門知識が、お客様のイノベーションロードマップをどのように支援し、設計を構想から現実のものへと導くことができるか、ぜひご確認ください。 