第4回 CPO、光、結局なんなの？——投資家のための半導体入門 ・光編

半導体メーカーで働きながら、半導体株を「小学生でもわかる」言葉で解説しているシリーズ、第4回。

最近、半導体の話で「これからは光だ」「CPOが来る」みたいな言葉をよく見るようになった。NVIDIAが、TSMCが、光がどうこう……と。

でも、正直こう思ってないか。

「光、光って言うけど、結局なんなの？」

わかる。俺も最初そうだった。だから今回は、その「結局なんなの？」に、まっすぐ答える。

しかも、新しいことは何も覚えなくていい。この話、あなたの家にもう置いてあるモノで全部説明がつく。 光回線だ。

順番に、ゆっくりいく。

1. 「光」は、もうあなたの家に来てる

スマホやパソコンでこの記事を読んでいる人の多くは、家で「光回線」を使っているはずだ。フレッツ光とか、ドコモ光とか、NURO光とか。

あの「光」と、半導体ニュースで騒がれている「光」は、まったく同じ光だ。難しい新技術じゃない。すでにあなたの家で毎日動いている。

ここで一つ思い出してほしい。光回線を引いたとき、壁際に黒くて四角い箱が置かれなかっただろうか。ランプがいくつか光ってるやつ。あれ、「ONU」という。

このONU、何をしている箱かというと——光と電気の、変換器だ。

家の外から壁まで来ているのは「光」だ。光ファイバーの中を、光の点滅で情報が飛んでくる。ものすごく速い。でも、あなたのパソコンやスマホは、光をそのまま理解できない。中身は「電気」で動いているからだ。

だから、家に入ってきた光を、いったん電気に翻訳してやる必要がある。その翻訳をやっているのが、あの黒い箱(ONU)だ。逆に、送るとき(動画のアップロードとか)は、電気を光に翻訳して外へ送り返す。

つまり光回線の世界では、こういう役割分担になっている。

• 長い距離を運ぶのは「光」(速い・遠くまで届く・熱くなりにくい)

• 機械の中で計算するのは「電気」

• その境目で光⇔電気を翻訳する箱が要る(=ONU)

この3つを覚えておいてくれ。半導体の「光」の話は、これとまったく同じ構造だからだ。

2. データセンターの中で、いま同じことが起きている

ここからが本題。さっきの「家の光回線」を、AIのデータセンターに置き換えるだけでいい。

AIを動かす計算チップ(GPU)は、あなたのパソコンと同じで、中身は「電気」で計算している。そして、何万個ものGPUが、お互いに猛烈な勢いでデータをやりとりしている。

問題はここからだ。

これまで、GPUとGPUの間のデータのやりとりは、銅の線を流れる「電気」で運んでいた。家の中でLANケーブル(電気)を引き回すのと同じだ。距離が短いうちは、これで困らなかった。

ところがAIのせいでやりとりするデータ量が爆発した。電気で大量のデータを長い距離運ぼうとすると、配線が熱を持つ。電力をどんどん食う。 これ以上速くしようとすると、熱と電力で頭打ちになる。実際、データセンターの高速化に伴って、電気で運ぶことの損失が無視できない限界に達していた。根性でどうにかなる話じゃない。物理の壁だ。

そこで——さっき家でやったのと、まったく同じ解決策を使う。

「長い距離は、電気じゃなくて光で運べばいい」。

光なら速いし、遠くまで届くし、熱くなりにくい。家の外から壁まで光ファイバーで来ていたのと、理屈はそっくり同じだ。

これが「電気から光へ」の正体だ。新発明じゃない。あなたの家ですでに証明済みの方法を、データセンターの"中"にまで持ち込む——それだけの話なんだ。

3. 「CPO」= 翻訳の箱を、計算チップの真隣まで引っ越しさせること

さて、残った謎は「CPO」だ。これも、ONUの話がそのまま使える。

家では、光⇔電気の翻訳の箱(ONU)は、壁際にポツンと置いてあった。GPUの世界でも最初はこれと同じで、**翻訳する部品(光に変える部品)が、計算チップから少し離れた"ボードの端っこ"**に置かれていた。

つまり、こういう流れになる。

GPUが電気で計算する → その結果を電気のまま、ボードの端っこまで運ぶ → 端っこでようやく光に変える → 光ファイバーで送り出す。

ここで気づいてほしい。「電気のまま端っこまで運ぶ」この区間が、さっき限界だと言った"熱くて電力を食う"やつなんだ。翻訳の箱が遠いせいで、わざわざ電気で長い距離を引っ張る羽目になっている。

だったら、どうするか。

翻訳の箱を、計算チップの真隣まで引っ越しさせればいい。

これがCPO(Co-Packaged Optics)と呼ばれる技術だ。業界では「光電融合」という大きなトレンドの主役として扱われている。言葉は難しそうだが、やってることは「光に変える部品を、GPUのすぐ横に引っ越しさせる」——本当にこれだけ。

引っ越しさせると、「電気のまま端っこまで運ぶ」区間そのものが消える。チップのすぐ横で、いきなり光になる。だから熱も電力も食わない。NVIDIAは、このCPOで電力効率を5倍、耐障害性を10倍にできると言っている。「ちょっと改善」じゃない。5倍だ。だから本気で置き換えにいっている。

一言でまとめる。

CPOとは、「光⇔電気の翻訳の箱を、計算チップの真隣まで引っ越しさせて、電気で長く運ぶムダを消す」こと。

第2回(装置編)で「半導体づくりは判子を押す作業」とたとえたのを覚えている人へ。CPOでは、その工程に「光の部品を、チップと一緒に焼き込む」という超精密な接合が加わる。光を"差し込む"時代から、"焼き込む"時代へ、というわけだ。

4. ここからが投資の話——「関所」はどこにあるか

ここまでが技術の話。ここからが本題だ。

「光が来る」というテーマは、ほぼ確実に正しい。電気の限界は物理現象だから、誰にも止められない。

でも、正しいテーマは、そのまま買える株ではない。 これはこのシリーズで何度も言っていることだ。

テーマが正しいときに投資家がやるべきは、「派手な主役は誰か」を当てにいくことじゃない。「主役が誰になろうと、必ず通らなきゃいけない場所(=関所)はどこか」を探すことだ。第2回で装置メーカーを"関所"とたとえたのと同じ考え方を、光にも当てはめる。

光の世界で、関所を3つ挙げる。

関所その1：光のもと(光源レーザー)

光で通信するには、当然ながら「光そのもの」が要る。そして、その光を生み出すレーザーには、シリコンでは作れない特殊な材料(InP=リン化インジウム)が必要になる。ここはごく少数の会社しか作れない。

代表的な会社を並べる。

• Coherent(コヒレント) / Lumentum(ルメンタム)：光通信向けレーザーの世界大手。NVIDIAが2026年3月にこの2社へ巨額投資を発表し、光源の供給を前倒しで押さえにいった。

• IQE(英) / AXT(米)：InP基板そのものを作る材料メーカー。物理的にここを通らないと話が始まらない、いちばん上流。

• 住友電工：日本勢でこの領域に強い名前。InP系の化合物半導体・光デバイスで実績を持つ。

• 浜松ホトニクス：光半導体の総合メーカー。CPOそのものより応用範囲が広いが、光のど真ん中にいる。

「誰が最終製品で勝つか」より、もっと手前の材料・レーザーの段階で、すでに椅子取りゲームが始まっている。

関所その2：電気と光を、同じパッケージに焼き込む技術

CPOの心臓部は、計算チップ(電気)と光の部品を、髪の毛よりはるかに細かい精度で垂直に貼り合わせる接合技術だ。「焼き込み」と呼ばれる工程で、最先端パッケージングの極致になる。

代表的な会社はこのあたり。「焼き込む工場」「焼き込まれる中身」「土台」「外回り」で分けるとわかりやすい。

• TSMC(焼き込む工場側)：COUPE(Compact Universal Photonic Engine)という独自の光電融合パッケージング技術を持ち、NVIDIA・Broadcom・Ayar Labsがそろって採用を決めている。第2回・第3回で繰り返した「TSMCという最後の関所」の話と地続きだ。

• Marvell(焼き込まれる中身側)：光トランシーバー用DSPで世界トップ。光信号のノイズや誤りを取り除く"光通信の頭脳"だ。さらに自社で「シリコンフォトニクス・ライトエンジン」も設計しており、TSMCのCOUPEで焼き込まれる側の本命のひとつ。桁違いの超高速通信規格である1.6T(テラビット/秒)向け、CPO向け6.4Tを展開中。

• イビデン(土台側)：CPOで使うパッケージ基板の最先端を担う。GPU用基板の世界トップで、光化が進んでも基板の関所性は揺らがない。

• フジクラ / 住友電工(外回り側)：データセンター内部・外部をつなぐ光配線・光ケーブルで押さえている。CPOの「外回り」の関所。

先端の接合は、結局またTSMCに集まってくる。そして、その上で焼き込まれる中身(光エンジン・DSP)、土台になる基板、外回りの配線——それぞれの層に別の関所がある、というのが現在地だ。

関所その3：検査

これも装置編で触れたが、光の部品をチップに焼き込むという超精密な作業には、当然「ちゃんとできてるか」を確認する検査が要る。精密になればなるほど、検査の難易度と価値は上がる。

代表的な会社。

• アドバンテスト：半導体テスタの世界トップ。CPOは「電気と光が混ざったチップ」なので、従来のテスタを拡張する必要があり、CPO検査・計測で"最初に売れる"立ち位置と見られている。すでに研究開発段階の評価需要を取り込み始めている。

• レーザーテック：EUVマスク検査で世界シェア100%の独占企業。CPOの量産検査そのものはこれからだが、光学技術の総本山として光電融合デバイスの検査領域に応用余地が大きい。

• ディスコ：精密ダイシング・グラインディング(切断・研削)の世界トップ。光と電気を貼り合わせる前後の超精密加工で関所性を持つ。

派手な主役の名前は、年によって入れ替わる。でも関所は動きにくい。投資家が見るべきは、こっちだ。

5. 熱狂の温度を、一段下げて見る

ここで冷や水を一杯。「まてみんな」と言いたくなるポイントがある。

光が正しいテーマなのは間違いない。でも、正しいテーマと、そのまま買える株は、いつも一致するわけじゃない。

CPOの市場規模は、ある試算では2025年で110億円、2026年で150億円、2027年で300億円と見込まれている。数字だけ見れば、これから急峻に立ち上がる曲線だ。ただし、こういう市場規模の試算は調査会社によって幅がある。「いつが本番か」を数字で言い切るのは、そもそも難しい。

さらに、CPOには製造コスト・標準化(規格統一)という現実的な足かせも残っている。いまの着脱式の光トランシーバーと比べて、導入コストはまだ重い。テーマとしての正しさと、実装の成熟度の間には、必ず時差がある。

これが何を意味するか。

テーマの正しさと、決算の数字と、株価。この3つは、それぞれ別の時計で動く。 第3回のメモリ編で書いた通りだ。テーマの正しさに引っ張られて株を買っても、決算が追いつくのは半年〜1年先、株価はそのさらに手前で動いていることがある。3つの時計を一枚の絵に重ねようとすると、必ずズレる。

ここで大事なのが、自分の脳汁を疑うことだ。「電力5倍効率！」「NVIDIAが実機投入！」みたいな威勢のいい言葉に触れると、人は一気に前のめりになる。でも、興奮の量と、株を買うタイミングは、まったく関係ない。むしろ興奮しているときほど、ガードレールを立てて自分の判断を一段割り引くくらいでちょうどいい。

「もう遅い」でも「まだ早い」でもない。熱狂の温度を、自分の中で一段下げて見る。 これがこのシリーズで一貫して言ってる姿勢だ。

6. まとめ——光は「テーマ」ではなく「構造」で見る

長くなったので整理する。

電気は物理的な限界に達した。だから光に置き換わる。これは誰かの戦略ではなく、避けられない流れ(=構造)だ。

その流れの中で、CPO(光電融合トレンドの主役)という「光⇔電気の翻訳の箱を、計算チップの真隣まで引っ越しさせる」技術が立ち上がっている。家の光回線で壁際にあったONUが、データセンターではGPUの隣にまで近づいてきた——本質はそれだけだ。

投資家として見るべきは、派手な主役の名前ではない。主役が誰になっても必ず通る関所——光源、焼き込みの接合技術、検査——がどこにあるか、だ。

そして、テーマの正しさと、決算の数字と、株価は、それぞれ別の時計で動く。コストと標準化という現実の壁も残っている。テーマの正しさに脳汁を出しながらも、ガードレールを立てて、構造で淡々と見る。

これが、このシリーズで一貫して言っている「構造で投資する」という姿勢だ。光も、同じやり方で見ればいい。

※この記事は特定銘柄の売買を推奨するものではありません。出てくる企業名は、構造を説明するための例です。