光学入出力（I/O）AIチップ市場 サイズとシェア 2026-2035

AIチップ向け光I/O市場の規模

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ました。同市場は2026年に15億米ドル、2031年に64億米ドル、2035年には140億米ドルに成長すると予測されており、年平均成長率（CAGR）は27.8%に達すると、Global Market Insights Inc.が発表した最新レポートで示されています。

市場成長の要因として、拡大し続けるAIデータセンターのインフラ、光電気共封止（CPO）の導入拡大、国内先端半導体製造とシリコンフォトニクス技術を推進する政府の取り組み、高速光ネットワーク規格・プロトコルの普及が挙げられます。さらに、スケーラビリティと省電力性を向上させ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技術革新も市場拡大を後押しすると見込まれています。

AIチップ向け光I/O市場は、AIデータセンターの増加に牽引されています。世界中でAIデータセンターが急速に拡大する中、既存の電気的相互接続よりも高帯域幅で低消費電力のソリューションが求められています。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に光相互接続への投資を拡大しています。例えば、先端半導体への政府投資が光相互接続技術への投資をけん引しています。具体的には、米国商務省のCHIPS for Americaイニシアチブ（CHIPS and Science Act）は、米国のAIコンピューティングインフラと次世代チップの高速化を目指し、国内半導体研究、先端パッケージング、シリコンフォトニクスへの資金提供を行っています^{[1]米国半導体}

さらに、シリコンフォトニクス生産と半導体エコシステムへの公的投資が市場発展を大きく後押ししています。世界各国がAIハードウェアやフォトニクス製造能力の自国サプライチェーン強化に向けた資金を増額しています。例えば、欧州ではAIチップ向け光I/O市場を支援する半導体エコシステムの構築が進められています。2026年には、EUチップ法の下でEU加盟国4カ所の半導体製造プロジェクトに対し、欧州委員会が6億5,900万ユーロの国家援助を承認しました。欧州委員会（EC）の取り組みは、欧州の半導体サプライチェーンを強化し、国内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で、光I/Oソリューション市場の成長を加速させることを目的としています^{[2]欧州半導体法（European Chips Act）}

AIチップ向け光I/O市場は、2022年の1億2,200万米ドルから2024年には6億690万ドルに着実に成長しました。これは、AIデータセンターの急速な拡大、HPCへの継続的な投資、CPOやシリコンフォトニクス、新しい光相互接続ソリューションへの投資増加に加え、ハイパースケーラーによる高速光ネットワークの採用拡大、PIC技術の進歩、フォトニック製造を支援する政府の取り組み、超高速光接続の新たなユースケースの登場によって支えられています。

AIチップ向け光I/O市場の動向

• 光パッケージング光学（CPO）の採用は、光学エンジンをAIプロセッサとネットワークスイッチに直接組み込むことで、AIインフラに革命をもたらし、大幅な電力削減と帯域幅密度の向上を実現しています。この開発は2023年ごろから、既存の電気的相互接続を補完する新たな道を求めるハイパースケーラーのニーズにより、大きな注目を集め始めました。CPOは2035年まで成長を続け、AIデータセンターで商用展開が拡大し、次世代AIクラスターに必要なスケーラビリティを提供し、将来の設計における帯域幅と電力の制限に対応します。
• AIチップメーカーとHPCプラットフォームも、シリコンフォトニクスの進歩により光I/Oの実装を急速に進めています。光I/Oの活用は2022年ごろに本格化し、チップメーカーと半導体ファウンドリがフォトニック集積回路（PIC）と光学チップレットへの投資を大幅に拡大したことで実現しました。こうしたトレンドは2034年まで続き、生産能力の向上と政府主導のチッププログラムにより、速度の向上、レイテンシの低減、電力効率の改善が可能になります。
• 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し、2023年はAIモデルの複雑化と大規模GPUクラスターの普及により、大きな進展が見られた分野です。2035年まで続く見込みで、クラウドサービスプロバイダーが800Gおよび1.6Tイーサネットのネットワークアーキテクチャを刷新し、より高い帯域幅を実現するとともに、ネットワークボトルネックを緩和してワークロードのパフォーマンスを向上させます。
• 次世代AIアクセラレータのチップ間相互接続市場のトレンドとして、光チップレットアーキテクチャの採用が拡大しています。2024年ごろから、新世代のAIチップとの接続の重要性が高まり、光チップレットベースのアーキテクチャと新世代のAIアクセラレータシステムを接続するニーズが高まったことで、電気的相互接続の限界に対するチップメーカーの懸念から始まりました。その後、2035年までに不均質相互接続技術、パッケージングソリューション、チップ積層技術の進歩により拡大し、モジュラー型AIシステムの設計、スケーラビリティの向上、システムの消費電力削減を促進します。

AIチップ向け光I/O市場分析

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・プラガブル光学（LPO）、光パッケージング光学（CPO）、ニア・パッケージ光学（NPO）、パッケージ内光I/O（OIO）、オンボード光学（OBO）に区分されます。

• リニア・プラガブル光学（LPO）セグメントは2025年に市場をリードし、63.2%のシェアを占めました。このセグメントは、現在のデータセンターインフラとの統合の容易さと、従来のプラガブル光学と比較して導入時の複雑さが軽減されたCPOへの移行におけるコスト効果の高さにより、注目を集めています。LPOは他の光I/Oと比較して最も高い帯域幅と最も低い消費電力を提供し、AIワークロードに最適です。LPOが提供する高速性と低消費電力は、ハイパースケールクラウドプロバイダーやAI企業にとって好ましい選択肢となっています。
• 光パッケージング光学（CPO）セグメントは、予測期間中に年平均成長率（CAGR）40.3%で成長すると見込まれており、次世代AIチップやAIアプリケーション向けハイパースケールデータセンターを支援する超高帯域幅、低レイテンシ、省エネルギーの相互接続に対する需要の高まりが要因です。CPOは、プラガブル光学モジュールの統合メリットをさらに進化させ、光学エンジンをスイッチ、AIチップ、その他のデバイスとチップパッケージレベルで統合します。

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）、ヘテロジニアス/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年に市場を牽引し、その価値は6億1,130万ドルに達した。SiPhはCMOSプロセス互換性、高い統合能力、高帯域幅かつ低消費電力の光インターコネクトを大規模に低コストで製造できる能力により、年々市場の注目を集めている。SiPhの超大規模データセンター、AIアクセラレータ、高性能コンピューティングシステムへの幅広い導入により市場需要が高まり、主要半導体プレイヤーによる高額な投資につながっている。
• ヘテロジニアス/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36.9%で成長すると見込まれており、シリコンフォトニクスをインジウムリン、ニオブ酸リチウム、その他半導体と単一パッケージ上で共同統合する動きが進んでいる。こうした統合により、優れたレーザ性能、高い光学効率、高い帯域密度、低い電力損失が実現される。最新のAIプロセッサ、光チップレット、共パッケージ型光学素子の開発が進む中、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このセグメントの需要を後押ししている。

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、データセンターのネットワーキング・スイッチング、HPC・科学計算に分類される。

• AIトレーニングセグメントは2025年に市場を牽引し、その価値は5億8,870万ドルに達した。AIトレーニングは、LLMトレーニング、生成AIモデルのトレーニング、超大規模AIモデルのトレーニングを支えるために大規模な帯域幅と超低遅延性能が求められることから、市場シェアが大きい。このセグメントは、超大規模AIアプリケーションの急拡大を支えるAIスーパーコンピュータ、GPUクラスター、高速光インターコネクトの導入増加により成長している。
• AI推論セグメントは、予測期間中に年平均成長率33.5%で成長すると見込まれている。生成AIの商用化の加速、リアルタイムAIアシスタント、自律システム、低遅延要件を持つエッジAIアプリケーションなどの要因が市場成長を後押しする。推論アクセラレータ、クラウドAIアプリケーション、AIエンタープライズワークロード、推論スケール向け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牽引する。

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年にAIチップ向け光I/O市場の57.8%のシェアを占めた。

• 北米では、主要なAIチップベンダー、超大規模クラウド事業者、シリコンフォトニクスメーカーの存在により市場が成長している。NVIDIA、Marvell、Ayar Labs、Intel、Microsoft、Google、Metaといった企業がAIインフラへの投資を拡大する中、高速かつ低遅延のインターコネクトに対する強い需要が生まれている。
• 米国のCHIPS and Science Actやカナダの半導体イノベーションプログラムなど、政府とチップメーカーによる最先端の半導体製造およびフォトニクス能力の向上に向けた投資により、北米は2035年までリーダーシップを維持すると見込まれており、AIデータセンターの大幅な拡大、共パッケージ型光学素子（CPO）の商用化、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が進むと予想される。

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7,160万ドル、1億6,020万ドルと評価されました。市場規模は2025年に6億250万ドルに達し、2024年の3億3,970万ドルから成長しました。

• 米国では、AIインフラへの大規模投資、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によって成長が著しく加速しています。これには、CHIPS and Science Actによる連邦資金の増加、ハイパースケールAIデータセンターの建設への継続的な投資、高性能AIコンピューティングを支援する光I/O技術の展開拡大に向けた主要テクノロジー企業のコミットメントが含まれます。
• 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、米国における高度な集積フォトニクス製造能力の実現に貢献したとして認められています。産学官の連携により、シリコンフォトニクス、フォトニック集積回路、先端パッケージング、および先端AI、防衛、光ネットワーク分野の人材育成が促進されます^{[3]米国国防総省（DOD）の製造業振興プログラム https://www.manufacturingusa.com}

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3億3,930万ドルを占め、予測期間中に有望な成長を示すと見込まれています。

• 欧州市場は、地域のチップ製造能力、シリコンフォトニクスの研究、AIインフラに対する政府支援により拡大しています。欧州チップ法、Horizon Europe、Chips Joint Undertaking（Chips JU）などの取り組みも、欧州の光インターコネクト、PIC、先端パッケージングへの投資を加速し、半導体産業の育成を後押ししています。
• 欧州における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、その他先端光ネットワークインフラの採用拡大が、欧州大陸における光I/O技術への需要を牽引しています。CPO、シリコンフォトニクス、高性能・低消費電力光インターコネクトへの投資が、主要半導体企業、クラウドハイパースケーラー、EUの主要研究機関によって進められ、これら技術の商用化を支援しています。

ドイツは欧州のAIチップ向け光I/O市場を牽引しており、強い成長ポテンシャルを示しています。

• ドイツは欧州の光I/O市場を支配しており、その要因として、半導体生産能力の高さ、光学・フォトニクス分野で世界的に有名な研究機関、マイクロエレクトロニクス研究を奨励する政府の大規模なインセンティブが挙げられます。フラウンホーファー研究機構、ライプニッツ研究所、主要チップメーカーらは、AIや高性能コンピューティング向けの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の開発を積極的に進めています。
• 例えば、FMDは共同研究開発活動を拡大し、BMBFが支援するシリコンフォトニクス、フォトニック集積回路（PIC）、先端パッケージング、ヘテロジニアス集積プログラムを通じて、将来のAIや高性能コンピューティング向け技術を開発しています。このプログラムは、ドイツの半導体エコシステムと光I/O、Co-Packaged Opticsなどの重要技術を強化する一助となっています^{[4]ドイツ連邦政府公式ウェブサイト}

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産業は、予測期間中に31.2%という最も高いCAGRで成長すると見込まれています。

• アジア太平洋地域の市場は、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により急速な成長を遂げています。シリコン、シリコンフォトニクス、先進的なパッケージングの現地生産を促進する政府のインセンティブも、AIワークロードの発展と採用を加速させ、光インターコネクトソリューションの普及を後押ししています。
• 同地域は、Co-packaged Optics（CPO）、フォトニック集積回路（PICs）、光ネットワーキング分野で革新を主導する主要なシリコンファウンドリ、光学部品ベンダー、AIハードウェアベンダーの拠点となっています。生成AIアプリケーション、クラウドサービス、HPCに対する需要の高まりと、アジア太平洋地域における800Gおよび1.6Tネットワークの採用拡大が、光I/O市場の成長をけん引する重要な要因です。

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顕著なCAGRで成長すると見込まれています。

• インド市場は、半導体製造に対する政府支援の拡大、AI導入を支えるインフラ整備、エレクトロニクス製造セグメントの成長により、光I/O技術分野における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や、国内のデータセンターへの投資増加が、先進的な半導体パッケージングや光インターコネクト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、電子情報技術省によるAIデータセンター、半導体製造、インド半導体ミッション2.0の支援策や、2026-27年度予算で策定された世界クラスの国内AIコンピューティング能力、チップ設計、半導体製造インフラの確立に向けた取り組みにより、次世代光ネットワーキングおよびAIデータセンター向け光I/O技術への需要が大幅に高まると期待されています^{[5]経済産業省（MEITY）広報局、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産業は、中東・アフリカ地域で大幅な成長が見込まれています。

• サウジアラビアは、ビジョン2030の一環としてAI、クラウドコンピューティング、デジタルインフラの採用を加速させ、市場の顕著な成長を遂げています。同国は、ハイパースケールデータセンター、高度な半導体設計、AIコンピューティング能力の構築を進め、高速光インターコネクションやシリコンフォトニクスソリューションの活用を拡大しています。
• さらに、グローバルテック企業との戦略的提携やAIイノベーションへの継続的な投資により、同国のデジタルおよび半導体エコシステムが強化されています。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に対する需要の高まりが、Co-packaged Optics（CPO）、PICs、光I/Oデバイスの採用を後押しすると見込まれます。

光I/O for AIチップ市場のシェア

光I/O for AIチップ産業をリードする企業には、Marvell Technology、Coherent Corp、Lumentum Holdings、Ayar Labsがいます。これら5社は2025年に市場シェアの93%を占めています。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（Co-packaged Optics）、高速光ネットワーキング技術などの分野で先端技術をリードしており、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やAIインフラプロバイダーとの強固なパートナーシップを確立しています。

主要なプレーヤーは、フォトニック集積回路（PIC）、高速光トランシーバ技術、異種集積、先進的なパッケージング技術への大規模な投資を通じて競争力の優位性を拡大し続けており、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、大規模データセンター向けの帯域幅、電力効率、拡張性の需要増加に対応するため、強力なR&Dポートフォリオ、大規模生産能力、トップティアの半導体企業との協力によって支えられている。

光I/O AIチップ市場の企業

光I/O AIチップ業界で活躍する注目企業は以下の通りです。

• エイヤーラボラトリーズ
• ブロードコム
• セレスシャルAI
• シエナコーポレーション
• コヒレント
• 古河電気工業
• 浜松ホトニクス
• インテル
• ライトマター
• ルーメンタム
• MACOMテクノロジーソリューションズ
• マーベルテクノロジー
• ニューフォトニクス
• ネクサスフォトニクス
• フォトニックX AI Pte. Ltd.
• POETテクノロジーズ
• ラノバス
• サリエンスタボラトリーズ
• シンティルフォトニクス
• 住友電気工業

• マーベルテクノロジー

マーベルは、AI向けの電気光学シリコンフォトニクスと高速インターコネクトのトップベンダーです。マーベルの先進的な光学DSP PAM4および共パッケージ型光学ソリューションは、AIクラスターおよび大規模データセンター向けに超高帯域幅かつ低遅延のインターコネクトを提供します。

• コヒレント

コヒレントは、AIネットワーキング向けの光トランシーバ、フォトニック集積回路（PIC）、レーザー、シリコンフォトニクスのサプライヤーです。AIトレーニングおよび推論ワークロードの帯域幅需要増加に対応する400G、800G、そして今後の1.6Tの高速光学ソリューションを提供しています。

• ルーメンタム

ルーメンタムは、光ネットワーキング、レーザー、フォトニックコンポーネントのプロバイダーであり、AIデータセンターおよびクラウドネットワーキング分野に高速ネットワーキングソリューションを提供しています。ルーメンタムは、帯域幅密度、エネルギー効率、ネットワーク全体のスケールを向上させる高性能光エンジンおよびトランシーバ製品を提供しており、光ネットワーク通信技術への投資も拡大しています。

• ブロードコム

ブロードコムは、AIインフラストラクチャネットワーキングソリューションのリーディングプロバイダーです。高速ネットワーキング、シリコンフォトニクス、光接続技術（光学DSP、共パッケージ型光学（CPO）、光インターコネクト技術）の専門知識を有しています。

• エイヤーラボラトリーズ

エイヤーラボラトリーズは、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アクセラレータおよび高性能コンピューティング（HPC）のパフォーマンス、効率、スケーリングを向上させることを目指しています。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学に置き換える技術を提供しています。

光I/O AIチップ業界のニュース

• 2026年4月、エイヤーラボラトリーズは世界初となる大規模光I/Oを可能にするTeraPHY光I/Oチップレットプラットフォームを発表し、初期サンプルをAIアクセラレータおよびHPCシステム向け顧客に商業的に提供開始しました。これにより、AIインフラストラクチャの電力消費とレイテンシを大幅に削減します。
• 2025年12月、マーベルテクノロジーはシリコンフォトニクス企業のセレスシャルAIを32億5000万ドルで買収し、シリコンフォトニクスを活用したフォトニックファブリックを拡張することで、次世代AIインフラストラクチャにおけるシリコンの移行を加速させるポートフォリオを強化しました。
• 2026年3月、ルーメンタム・ホールディングス・インクは、NVIDIAと20億米ドルの戦略的投資を完了し、AIデータセンターと次世代光通信ネットワークのポートフォリオ拡大に向けた光インターコネクト技術の開発・製造を加速させることとなりました。

光I/O for AIチップ市場の調査レポートには、以下のセグメントに関する2022年から2035年までの売上高（米ドル）の推計と予測が含まれています。

市場区分（製品タイプ別）

• パッケージ内光I/O（OIO）
• 共パッケージ光学（CPO）
• ニアパッケージ光学（NPO）
• オンボード光学（OBO）
• リニア・プラガブル光学（LPO）

市場区分（技術別）

• シリコンフォトニクス（SiPh）
• リン化インジウム（InP）
• 薄膜リチウムニオブ酸塩（TFLN）
• 異種/ハイブリッド統合
• その他

市場区分（用途別）

• AIトレーニング
• AI推論
• HPC・科学計算
• データセンターのネットワークとスイッチング

市場区分（エンドユーザー別）

• ハイパースケーラー・クラウドプロバイダー
• エンタープライズデータセンター
• HPC・研究機関
• 政府・防衛

上記の情報は、以下の地域・国に関するものです。

• 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

• ラテンアメリカ
  • 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
  • UAE