海外科学技術大手がシリコン光子技術を猛攻！利益上場企業の整理

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世界のヘビー級科学技術大手がシリコン光子技術を猛攻している。メディアによると、日本政府はインテル、SKハイニックス、NTTの3者が協力して次世代シリコン光子技術の開発を支援する約450億円を提供する。またサプライチェーンによりますと、台積電は百人以上の研究開発チームを投入し、国際的な大手顧客と共同でシリコン光子技術を開発し、2024年下半期に完成し、2025年に量産に入る予定です。A株では、インテルと800 Gシリコン光スキームをドッキングした博創科技春節前の最後の取引日が10%超上昇し、100 mW大電力シリコン光レーザ開発プロジェクトを研究している源傑科技が13%超上昇した。
AIの急速な発展に伴い、シリコン光子技術は通信から計算力インフラストラクチャ及び下流応用分野に徐々に拡大し、板間チップ光相互接続、チップ内chiplet光相互接続、光計算及びレーザーレーダーなどを含む。中信建投証券の劉永旭氏らは2023年12月29日付の研究報で、多モード大モデルのパラメータ量の大幅な向上はデータ伝送需要の爆発をもたらし、GPUとSwitch間及びGPUとHBM間のデータ伝送帯域幅はますますシステム全体のボトルネックになっていると述べた。シリコン光エンジンは伝送帯域幅を大幅に向上させ、現在の最適な光学I/O製品の形態の一つであり、チップ相互接続分野では「光進銅退」が必要であり、シリコン光子は金発展のチャンスを迎えている。
Yoleのデータによると、2022年から2028年までのシリコンフォトニックチップの市場規模のCAGRは44%に達し、そのうちデジタル光モジュールはシリコンフォトニックチップ市場において90%以上を占め、主な応用シーンである。シリコン光は成熟したCMOSプロセスと互換性があり、集積度が高く、パッケージプロセスが簡略化され、低コストと低消費電力などの優位性があり、伝統的な光モジュールと比べて、400 Gが800 Gと1.6 Tにアップグレードされる時、主流案のチャネル数は4チャネルから8チャネルにアップグレードされ、製造プロセスステップは大幅に増加したが、シリコン光チップは4つのチャネルを多く設計する必要があり、プロセス上の変化は小さく、コストは低い。
インテルはすでに、光相互接続技術を採用したFPGA商用化製品Stratix 10と、シリコン光相互接続技術を採用した汎用プロセッサーXPU製品を発売している。LightmatterとLightelligenceに代表される会社は新型のシリコン光計算チップEnviseチップなどを発売し、現在のAI計算力チップをはるかに上回る性能を持っている。BERT自然言語モデルの実行を例にとると、Enviseの速度はInternedaチップの5倍で、消費電力は後者の6分の1にすぎない。
シリコン光子技術産業チェーンの上流には光チップ設計、SOI基板、エピタキシャルチップ、代工場が含まれ、中流は光モジュールメーカーで、下流は数通分野と電気通信分野に分かれている。インテル、中際旭創、Coherent、Cisco、MarvellなどのメーカーはPIC設計とモジュール統合能力を同時に備えており、下流のクラウドメーカーやAIなどの大手顧客と緊密な協力を維持しており、優位性が顕著であり、サプライチェーンにおけるリーダーシップの役割が明らかである。
シリコン光モジュールの市場競争構造を見ると、Ciscoとインテルの市場シェアは他のメーカーよりはるかにリードしている。2022年の光モジュール電気通信分野の市場規模は12億ドル、シスコのシェアは49%、Lumentumのシェアは30%、数通分野の市場規模は5億1000万ドルで、インテルが61%、シスコが20%を占めている。しかし、劉永旭氏らは、400 Gや800 Gなどの高速光モジュールの需要が大幅に向上するにつれて、光モジュールヘッド社のシリコン光プログラムの進展は業界トップの地位にあり、中際旭創、Coherent、新易盛などの会社は大部分のシェアを獲得し、業界の競争構造を覆すことが期待されていると考えている。
財連社の不完全な統計によると、中際旭創と新易盛のほか、シリコン光技術を配置したA株上場企業には、ロボトコ、ケンブリッジ科学技術、華工科学技術、長光華芯、燕東微、天孚通信、トーチ光科学技術、源傑科学技術、博創科学技術、仕佳光子がいる。具体的な状況は以下の図を参照：