AIチップ向け光I/O市場 サイズとシェア 2026-2035

AIチップ向け光I/O市場の市場規模

世界のAIチップ向け光I/O市場は、2025年に11億米ドルと評価された。最新のGlobal Market Insights Inc.の報告書によると、市場規模は2026年の15億米ドルから2031年には64億米ドル、2035年には140億米ドルへ拡大し、予測期間中の年平均成長率（CAGR）は27.8%に達すると予測されている。

市場の成長は、AIデータセンターのインフラ拡大、コパッケージドオプティクス（CPO）の導入拡大、国内の先端半導体製造およびシリコンフォトニクス技術を促進する政府の取り組み、高速光ネットワーキング規格・プロトコルの受容と利用の高まりによるものである。さらに、拡張性と電力効率を高めるシリコンフォトニクスベースのフォトニック集積回路や光トランシーバーの継続的な進歩も、市場拡大を後押しすると見込まれる。

AIチップ向け光I/O市場は、AIデータセンター数の増加により成長している。世界各地でAIデータセンターが急速に拡大するなか、既存の電気インターコネクトと比べて、より広い帯域幅をより少ない電力で提供できるソリューションが必要とされている。主要なハイパースケールクラウド企業は、大規模なAIクラスターを実現するため、光インターコネクトへの投資を拡大している。例えば、光インターコネクト技術への投資は、最先端半導体に投資する政府によって促進されている。具体的には、米国商務省のCHIPS for Americaイニシアチブ（CHIPS and Science Act）が、国内の半導体研究、先端パッケージング、シリコンフォトニクスに資金を提供し、米国のAIコンピューティング・インフラと次世代チップに投資することで、AIデータセンター向け光インターコネクト技術の高速化を目指している。^{[1]米国CHIPS法、nist.gov}

さらに、シリコンフォトニクスの生産と半導体エコシステムへの公的投資が、市場の発展を大きく後押ししている。世界各国は、AIハードウェアおよびフォトニクスの製造能力に向けて、国内の半導体サプライチェーンへの資金提供を強化している。例えば、欧州ではAIチップ向け光I/O市場を支える半導体エコシステムの構築が進められている。2026年、欧州委員会はEUチップ法に基づき、EU全域で初めてとなる半導体製造プロジェクト4件に対して、総額6億5,900万ユーロの国家援助を承認した。さらに、欧州委員会（EC）のこの取り組みは、欧州の半導体サプライチェーンを強化し、域内の半導体生産を拡大するとともに、シリコンフォトニクスや次世代AIチップなどの革新的技術を促進することを目指している。これにより、市場における光I/Oソリューションの成長が促進される見込みである。^{[2]欧州半導体法、europe.eu 翻訳：}

AIチップ向け光I/O市場は、AIデータセンターの急速な拡大、HPCへの継続的な投資、CPO、シリコンフォトニクスおよび新たな光インターコネクトソリューションへの投資拡大を背景に、2022年の1億2,200万米ドルから着実に増加し、2024年には6億690万米ドルに達した。また、エネルギー要件を背景とするハイパースケーラーによる高速光ネットワーキングの採用拡大、PIC技術の進展、フォトニクス製造を支援する政府の取り組み、超高速光接続の新たな用途も市場成長を下支えした。

AIチップ向け光I/Oの市場動向

• コパッケージド・オプティクス（CPO）の採用は、光エンジンをAIプロセッサーやネットワークスイッチに直接実装することで、AIインフラを大きく変革しており、大幅な消費電力削減と帯域密度の向上を実現している。この開発は、ハイパースケール事業者が既存の電気インターコネクトを補完する新たな手段を必要としたことを背景に、2023年頃から本格的に進展した。CPOはAIデータセンターで商用展開が拡大し、将来の設計における帯域幅と消費電力の制約に対応する次世代AIクラスターに必要な拡張性を提供することから、2035年まで成長が続く見込みである。
• AIチップメーカーやHPCプラットフォームも、シリコンフォトニクスの進展を背景に、光I/Oの実装を急速に可能にしている。光I/Oの利用は、チップメーカーや半導体ファウンドリーがフォトニック集積回路（PIC）や光チップレットへの投資を大幅に拡大したことを受け、2022年頃から本格化した。こうした動向は2034年まで続く見通しであり、生産能力の拡大や政府による半導体支援プログラムが、電力効率を高めながら高速化と低遅延化を実現する機会をもたらしている。
• 超高速光イーサネットはAIネットワークアーキテクチャを変革する。AIモデルの複雑化が進み、GPUクラスターが大規模化するなか、2023年にはこの分野で大きな進展が見られた。クラウドサービスプロバイダーが800Gおよび1.6Tイーサネットに対応するネットワークアーキテクチャを刷新することから、この動向は2035年まで続くと予想される。これにより、帯域幅が拡大し、ネットワークボトルネックが緩和され、ワークロードの性能向上が可能になる。
• 光チップレットアーキテクチャの採用拡大に伴う、次世代AIアクセラレーター向けチップ間インターコネクトの市場動向は、次世代AIチップの登場に伴ってチップレット・インターコネクト技術の採用が進み、光チップレットベースのアーキテクチャを新世代のAIアクセラレーターシステムに接続する重要性が高まった2024年頃に始まった。チップメーカーが電気インターコネクトの課題を懸念していたことも背景にある。この動向は2035年まで拡大し、異種インターコネクト技術、パッケージングソリューション、チップ積層技術のさらなる進展により、モジュール型AIシステムの設計と拡張性を実現するとともに、システムの消費電力を削減すると見込まれる。

AIチップ向け光I/O市場の分析

製品タイプ別に見ると、AIチップ向け光I/O市場は、リニア・プラガブル・オプティクス（LPO）、コパッケージド・オプティクス（CPO）、ニアパッケージ・オプティクス（NPO）、パッケージ内光I/O（OIO）、オンボード・オプティクス（OBO）に分類される。

• リニア・プラガブル・オプティクス（LPO）セグメントは、2025年に63.2%のシェアを占め、市場をリードした。同セグメントは、現在のデータセンターインフラへの統合が容易であり、従来のプラガブル・オプティクスと比較して、複雑性を抑えながらCPOへ移行できる費用対効果の高さから、採用が拡大した。LPOは、他の光I/Oと比較して、最小限の消費電力で最大の帯域幅を提供するため、AIワークロードに適している。LPOが提供する高速性と低消費電力により、LPOセグメントはハイパースケールクラウドプロバイダーやAI企業で優先的に採用されている。
• コパッケージド・オプティクス（CPO）セグメントは、次世代AIチップやハイパースケールデータセンターを支える超広帯域、低遅延、省エネルギー型インターコネクトへの需要拡大を背景に、予測期間中に年平均成長率（CAGR）40.3%で成長すると予測される。for AI applications. CPOは、光エンジンをスイッチ、AIチップなどのデバイスとチップパッケージレベルで統合することにより、プラガブル光モジュールがもたらす統合上の利点をさらに高める。

技術別に見ると、AIチップ向け光I/O市場は、シリコンフォトニクス（SiPh）、リン化インジウム（InP）、薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）、異種・ハイブリッド統合、その他に分類される。

• シリコンフォトニクス（SiPh）セグメントは2025年に市場をリードし、市場規模は 6億1,130万米ドルに達した。シリコンフォトニクスは、CMOSプロセスとの互換性、高い統合能力、広帯域幅かつ低消費電力の光インターコネクトを大規模かつ低コストで実現できる能力を背景に、長年にわたり市場での採用が大きく進んでいる。ハイパースケールデータセンター、AIアクセラレーター、高性能コンピューティングシステムでSiPHが広く導入されたことで市場需要が強まり、主要半導体企業による大規模な投資にもつながっている。
• 異種・ハイブリッド統合セグメントは、予測期間中に年平均成長率（CAGR）36.9%で成長すると見込まれる。これは、シリコンフォトニクスをリン化インジウム、ニオブ酸リチウムなどの異なる材料やその他の半導体と単一パッケージ上で統合する技術である。この統合により、レーザー性能の向上、光学効率の向上、帯域幅密度の向上、電力損失の低減が可能になる。最新のAIプロセッサー、光チップレット、コパッケージドオプティクスの開発拡大も、AIコンピューティングおよびネットワークインフラにおける同セグメントの統合需要を押し上げている。

用途別に見ると、AIチップ向け光I/O市場は、AIトレーニング、AI推論、データセンターネットワークおよびスイッチング、HPCおよび科学計算に分類される。

• AIトレーニングセグメントは2025年に市場をリードし、市場規模は 5億8,870万米ドルに達した。大規模言語モデル（LLM）のトレーニング、生成AIモデルのトレーニング、ハイパースケールAIモデルのトレーニングを支えるには、大容量の帯域幅と超低遅延性能が必要であるため、AIトレーニングは市場で大きなシェアを占めている。同セグメントでは、ハイパースケールAIアプリケーションの急速な拡大を支えるため、ハイパースケールデータセンターへのAIスーパーコンピューター、GPUクラスター、高速光インターコネクトの導入が進み、市場が成長している。
• AI推論セグメントは、予測期間中に年平均成長率（CAGR）33.5%で成長すると見込まれる。生成AIの急速な商用化、リアルタイムのAIアシスタント、自律システム、低遅延が求められるエッジAIアプリケーションなどの要因が、市場の急速な成長に寄与する。推論アクセラレーター、クラウドAIアプリケーション、企業向けAIワークロード、推論規模に対応する光インターコネクトの導入が、AI推論セグメントの市場成長を促進する。

この市場を形成する主要なセグメントについて詳しく知る

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北米のAIチップ向け光I/O市場

北米は2025年、AIチップ向け光I/O業界の 57.8%のシェアを占めた。

• 北米では、主要AIチップベンダー、ハイパースケールクラウド企業、シリコンフォトニクスメーカーの存在を背景に市場が成長している。AIトレーニングおよび推論ワークロード向けの高速・低遅延インターコネクトに対する強い需要は、AIインフラへの投資を拡大している NVIDIA、Marvell、Ayar Labs、Intel、Microsoft、Google、Metaなどの企業によって生み出されている。
• 米国のCHIPS・科学法やカナダの半導体イノベーション・プログラムなど、最先端の半導体製造およびフォトニクス能力を促進する政府や半導体メーカーからの投資を背景に、北米は大規模なAIデータセンターの拡張、コパッケージド・オプティクス（CPO）の商用化、大規模な研究開発、将来のAIネットワークインフラにおけるシリコンフォトニクスの採用により、2035年まで主導的地位を維持する可能性が高い。

米国のAIチップ向け光I/O市場は、2022年と2023年にそれぞれ7,160万米ドルおよび1億6,020万米ドルの規模に達した。市場規模は、2024年の3億3,970万米ドルから拡大し、2025年には6億250万米ドルに達した。

• 米国では、AIインフラ、最先端の半導体製造プロセス、シリコンフォトニクス技術への大規模な投資により、成長が大幅に加速している。これには、CHIPS・科学法による連邦政府の資金拡大、ハイパースケールAIデータセンターの構築への継続的な投資、高性能AIコンピューティングを支える光I/O技術の導入を拡大し続ける主要テクノロジー企業のコミットメントが含まれる。
• 例えば、米国国防総省主導の製造イノベーション研究所（USMII）であるAIM photonicsは、米国における統合フォトニクス製造能力の高度化を可能にしたことで評価を受けている。同研究所は産業界、学術界、政府間の連携を通じて、最先端のAI、防衛、光ネットワーク能力に向けたシリコンフォトニクス、フォトニック集積回路、先進パッケージング、人材の商用化を促進する。^{[3]米国国防総省（DOD）の Manufacturing USA プログラム、manufacturingusa.com 翻訳：}

欧州のAIチップ向け光I/O市場

欧州のAIチップ向け光I/O産業は、2025年に3億3,930万米ドルの規模に達し、予測期間中に高い成長を示すと見込まれる。

• 欧州市場は、域内の半導体製造能力、シリコンフォトニクスに関する研究、AI向けインフラに対する政府の支援を背景に拡大している。欧州半導体法、Horizon Europe、Chip Joint Undertaking（Chips JU）などのさまざまな取り組みも、半導体産業の振興に向けた光インターコネクト、PIC、先進パッケージングへの欧州の投資を促進している。
• 欧州でのハイパースケールデータセンター、AIスーパーコンピューティング、その他の先進的な光ネットワークインフラの導入拡大が、域内における光I/O技術の需要を押し上げている。主要な半導体企業、クラウドハイパースケーラー、EUを代表する研究機関によるCPO、シリコンフォトニクス、高性能・低消費電力の光インターコネクトへの投資が、これらの技術の商用化を後押ししている。

ドイツは欧州のAIチップ向け光I/O市場をリードし、高い成長可能性を示した。

• ドイツは、同国が有する大規模な半導体生産能力、光学およびフォトニクスを専門とする世界的に評価の高い研究機関、マイクロエレクトロニクス研究を促進する充実した政府助成を背景に、欧州のAIチップ向け光I/O産業をリードした。Fraunhofer、Leibniz Institute、主要な半導体メーカーなどは、AIおよび高性能コンピューティング向けソリューションを対象に、フォトニック集積回路（PIC）、シリコンフォトニクス、光パッケージング技術を積極的に開発している。
• 例えば、FMDは、BMBFの支援を受け、将来のAIおよび高性能コンピューティング向けのシリコンフォトニクス、フォトニック集積回路（PIC）、先進パッケージング、異種集積化プログラムに基づき、共同研究開発活動を拡大した。このプログラムは、FMDによるドイツの半導体エコシステムの強化を支援するとともに、光I/Oやコパッケージド・オプティクスなどの主要技術の発展にも寄与している。^{[4]ドイツ連邦政府、bund.de 翻訳：}

アジア太平洋地域のAIチップ向け光I/O市場

アジア太平洋地域のAIチップ向け光I/O業界は、予測期間中に31.2%の年平均成長率（CAGR）で最も高い成長を遂げると見込まれています。

• アジア太平洋市場では、中国、日本、韓国、台湾、インドにおけるAIインフラ、半導体製造、ハイパースケールデータセンターへの大規模な投資を背景に、急速な成長が見られます。シリコン、シリコンフォトニクス、高度パッケージングの国内生産を促進する政府の優遇措置も、AIワークロードの高度化に向けた光インターコネクトソリューションの開発と導入を後押ししています。
• 同地域には、コパッケージド・オプティクス（CPO）、フォトニック集積回路（PIC）、光ネットワーキングのイノベーションを先導する主要なシリコンファウンドリー、光コンポーネントベンダー、AIハードウェアベンダーが集積しています。生成AIアプリケーション、クラウドサービス、HPCへの需要急増に加え、アジア太平洋地域全体で800Gおよび1.6Tネットワークの導入が拡大していることが、光I/O市場を前進させる主要な要因となっています。

インドのAIチップ向け光I/O市場は、アジア太平洋市場において大幅な年平均成長率で成長すると推定されます。

• インド市場は、半導体製造に対する政府支援の拡大、人工知能（AI）の導入を支えるインフラの整備、電子機器製造分野の成長を背景に、光I/O技術分野で最も有望な成長機会の一つとなっています。インド半導体ミッション（ISM）などの政府プログラムによる支援や、国内のデータセンターへの投資拡大が、高度な半導体パッケージングおよび光インターコネクトのエコシステムへのイノベーションと投資を促進しています。
• 例えば、AIデータセンター、半導体製造、ならびにインドの能力を強化して世界水準の国内AIコンピューティング能力、チップ設計、半導体ファブリケーションインフラを確立するインド半導体ミッション2.0を支援する電子情報技術省の重要な取り組みが、2026〜2027年度の連邦予算に盛り込まれています。これらの取り組みにより、AIデータセンターにおける次世代光ネットワーキングおよび光I/O技術への大幅な需要が創出されると見込まれています。^{[5]MEITY PIB、pib.gov}

中東・アフリカのAIチップ向け光I/O市場

サウジアラビアのAIチップ向け光I/O業界は、中東・アフリカ地域で大幅な成長を遂げる見込みです。

• サウジアラビア市場では、ビジョン2030の一環として実施されるさまざまな改革を通じて、AI、クラウドコンピューティング、デジタルインフラの導入が拡大し、顕著な成長が見られます。さまざまな取り組みを推進力として、サウジアラビアではハイパースケールデータセンター、高性能半導体設計、AIコンピューティング能力の構築が進められており、高速光インターコネクトおよびシリコンフォトニクスソリューションの利用が拡大しています。
• さらに、世界的なテクノロジー企業間の戦略的協業に加え、AIイノベーションへの継続的な投資が、同国内のデジタルおよび半導体エコシステムを一層強化しています。高性能コンピューティング（HPC）ユニット、AI研究センター、次世代ネットワークインフラへの需要拡大により、コパッケージド・オプティクス（CPO）、PIC、光I/Oデバイスの利用が促進される可能性があります。

AIチップ向け光I/O市場のシェア

AIチップ向け光I/O業界は、Marvell Technology、Coherent Corp、Lumentum Holdings、Ayar Labsなどの企業が主導しています。これら5社は、2025年に合計で93%の市場シェアを占めました。主要企業は、シリコンフォトニクス、光インターコネクト、CPO（チップレット共同パッケージ光学）、高速光ネットワーク技術などの分野で先進技術を主導しており、主要なハイパースケール・クラウドサービスプロバイダーおよびAIインフラプロバイダーとの強固な提携関係を構築しています。

主要企業は、光集積回路（PIC）、高速光トランシーバー技術、異種集積、先進パッケージング技術に多額の投資を行うことで、競争優位性を引き続き拡大しています。これらの取り組みは、AIトレーニングクラスター、推論システム、ハイパースケールデータセンターにおける帯域幅の拡大、電力効率の向上、拡張性に対する需要の高まりに対応するため、強力な研究開発（R&D）ポートフォリオ、大規模な生産能力、トップクラスの半導体企業との協業によって支えられています。

AIチップ向け光I/O市場の企業

AIチップ向け光I/O業界で事業を展開する主要企業は以下のとおりです。

• Ayar Labs
• Broadcom Inc.
• Celestial AI
• Ciena Corporation
• Coherent Corp.
• Furukawa Electric Co.
• Hamamatsu Photonics
• Intel Corporation
• Lightmatter
• Lumentum Holdings Inc.
• MACOM Technology Solutions
• Marvell Technology Group
• NewPhotonics
• Nexus Photonics
• PhotonicX AI Pte. Ltd.
• POET Technologies Inc.
• Ranovus Inc.
• Salience Labs
• Scintil Photonics
• Sumitomo Electric Industries

• Marvell Technology

Marvellは、AI向けの電気光学、シリコンフォトニクス、高速インターコネクト分野における主要ベンダーです。Marvellの最先端光DSP、PAM4、チップレット共同パッケージ光学ソリューションは、AIクラスターおよびハイパースケールデータセンター向けに、超広帯域かつ低遅延のインターコネクトを提供します。

• Coherent Corp

Coherent Corp.は、AIネットワーク用途向けの光トランシーバー、光集積回路（PIC）、レーザー、シリコンフォトニクスのサプライヤーです。同社は、AIトレーニングおよび推論ワークロードにおける帯域幅需要の増大に対応するために設計された、高速 400G、800G、ならびに今後の 1.6T 光ソリューションを提供しています。

• Lumentum Holdings

Lumentum Holdings Inc.は、AIデータセンターおよびクラウドネットワークのセグメントに高速ネットワークソリューションを提供する、光ネットワーク、レーザー、光部品のプロバイダーです。Lumentumは、帯域幅密度、エネルギー効率、ネットワーク全体の規模を高める高性能光エンジンおよびトランシーバー製品を提供するとともに、光ネットワーク通信技術に投資しています。

• Broadcom Inc

Broadcom Incは、AIインフラ向けネットワークソリューションの主要プロバイダーです。同社は、高速ネットワーク、シリコンフォトニクス、光接続技術に関する専門知識を有しており、光DSP、チップレット共同パッケージ光学（CPO）、光インターコネクト技術などを手掛けています。

• Ayar Labs

Ayar Labsは、パッケージ内光インターコネクトおよび光I/O技術のリーダーであり、AIアクセラレーターとハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）の性能、効率、拡張性の向上を目指しています。Ayar Labsは、光I/O、シリコンフォトニクス、光チップレット・アーキテクチャを活用し、従来の電気インターコネクトを光技術に置き換えています。

AIチップ向け光I/O業界ニュース

• 2026年4月、Ayar LabsはTeraPHY光I/Oチップレットプラットフォームを発表しました。同プラットフォームは、大規模な光I/Oを実現する世界初のプラットフォームであり、AIアクセラレーターおよびHPCシステムを対象とする顧客向けに初期サンプルを商用提供しています。これにより、AIインフラにおける電力消費と遅延が大幅に削減されます。
• 2025年12月、Marvell technology group はシリコンフォトニクス企業の celestial AI を 32億5,000万米ドルで買収した。これにより、同社はシリコンフォトニクスを活用してフォトニックファブリックを拡張し、次世代AIインフラにおけるシリコンへの移行を加速するため、ポートフォリオを強化する。
• 2026年3月、Lumentum Holdings Inc は NVIDIA との間で 20億米ドルの戦略的投資を完了した。この投資により、Lumentum のAIデータセンターおよび次世代光通信ネットワーク向けポートフォリオを拡大するため、革新的な光インターコネクト技術の開発・製造のペースが加速すると見込まれる。

AIチップ向け光I/O市場の調査レポートでは、2022年〜2035年を対象に、売上高（百万米ドル）ベースの推計および予測とともに、以下のセグメントについて業界を詳細に分析している。

製品タイプ別市場

• パッケージ内光I/O（OIO）
• コパッケージド・オプティクス（CPO）
• パッケージ近接型光学系（NPO）
• オンボード・オプティクス（OBO）
• リニア・プラガブル光学系（LPO）

技術別市場

• シリコンフォトニクス（SiPh）
• リン化インジウム（InP）
• 薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）
• 異種・ハイブリッド集積
• その他

用途別市場

• AIトレーニング
• AI推論
• ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）・科学計算
• データセンターのネットワーク・スイッチング

最終ユーザー別市場

• ハイパースケーラー・クラウドプロバイダー
• 企業データセンター
• HPC・研究機関
• 政府・防衛

上記の情報は、以下の地域および国を対象としている。

• 北米
  • 米国
  • カナダ
• 欧州
  • ドイツ
  • 英国
  • フランス
  • スペイン
  • イタリア
  • ロシア
• アジア太平洋
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • オーストラリア
  • 韓国
  • 台湾

• 中南米
  • ブラジル
  • メキシコ
  • アルゼンチン

• 中東・アフリカ
  • 南アフリカ
  • サウジアラビア
  • アラブ首長国連邦（UAE）