Co-Packaged Optics（CPO）は、次世代の帯域幅や電力に関する課題に対処することを目的とした、光学系とシリコンを単一のパッケージ基板上に統合する高度な異種統合技術です。CPOは、光ファイバー、デジタル信号処理（DSP）、スイッチASIC、そして最先端のパッケージングおよびテスト技術といった幅広い専門知識を結集し、データセンターやクラウドインフラに対して革新的なシステム価値をもたらします。一般的に、CPOはいくつかの異なる方法で省電力を実現します。
損失の大きい銅配線が不要：プラグ可能な光モジュール（プラガブル・オプティクス）とは異なり、CPOの設計では、ASIC（特定用途向け集積回路）チップからフロントパネルに至るまで、電力を大きく消費する銅配線を経由して信号を伝送する必要がありません。その代わりに、CPO設計では光ファイバーをスイッチに直接接続することで、チップと光エンジンとの間で短距離かつ低損失な通信を可能にします。
デジタル信号処理（DSP）の削減：レーンあたり25Gbpsを超える速度に対応する現在のアーキテクチャでは、信号の劣化、歪み、タイミングの問題を能動的に解析・補正するために、プラグ可能な光モジュールにおいてDSPベースのリタイマーが不可欠なコンポーネントとなっています。このDSPは、システム全体の消費電力を25～30%も増加させる要因となります。しかし、CPOではASICと光学系との間のチップ外の銅配線（損失の大きい経路）が不要になるため、設計者はDSPを1段省略することが可能となり、消費電力とコストを削減できます。
レーザーの統合：レーザー光源の配置については、主に2つの考え方があります。一般的なアプローチは外部レーザーを使用するもので、光ファイバーを介してCPOに光を伝送・結合させる必要があり、通常30～50%の光出力損失が生じます。もう一つのアプローチはレーザーをチップ上に直接統合するもので、熱管理やレーザーの信頼性が確保できれば、外部レーザー方式に比べて光結合効率を大幅に高めることができます。
高帯域幅と低遅延：CPOは、主にDSPの削減と長い銅配線の排除により、より高い帯域幅と低い遅延を実現できます。DSPなどの追加ブロックや銅配線に伴う寄生成分はすべて遅延の原因となりますが、CPOソリューションではこれらの要素による遅延が発生しません。世界のコパッケージド・オプティクス・モジュール（CPO）市場は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）38.57%で推移し、2025年の1億1,28万米ドルから2033年には19億6,13万米ドルに成長すると予測されています。
図. コパッケージド・オプティクス・モジュール (CPO)、世界市場規模
図. コパッケージド・オプティクス・モジュール (CPO), グローバル市場の競争環境
世界のコパッケージドオプティクス（CPO）市場は、非常に集中度の高い競争環境となっています。データによると、上位6社（Broadcom、NVIDIA、Cisco、Ranovus、Intel、Marvell Technology）が2025年までに市場シェアの約87.38%を占めると予測されており、この市場は現在、チップ、ネットワーク機器、シリコンフォトニクス、パッケージング、データセンターエコシステムといった分野で高い技術力を持つ大手企業によって支配されていることがわかります。CPOは、スイッチングチップ、光エンジン、シリコンフォトニックデバイス、高密度パッケージング、熱管理、システムレベル検証など、複数の高度な技術要素を含むため、参入障壁が高く、中小企業が短期間で大規模な競争優位性を確立することは困難です。
競争優位性という点では、Broadcom、NVIDIA、Cisco、Intel、Marvell Technologyといった企業は、チップ、スイッチングプラットフォーム、ネットワーク機器、データセンターエコシステムの開発に重点を置いており、システムレベルソリューションを通じてCPO技術の普及を推進しています。一方、Ranovusは、光エンジン、シリコンフォトニクス、高速インターコネクト技術における自社の能力を強調し、特定のCPO技術分野における高い専門性を示しています。CPO市場における競争は、単一モジュール製品ではなく、「スイッチングチップ＋光エンジン＋パッケージング統合＋システム適応」を包括する総合的な競争となっています。消費電力、帯域幅密度、放熱性、歩留まり、大規模展開といった課題に最も効果的に対応できる企業が、データセンター顧客からの受注を獲得できる可能性が高くなります。
今後、AIデータセンター、超高速イーサネットスイッチ、高性能コンピューティングに対する需要の急速な増加に伴い、CPO市場は商業化の加速期に入るでしょう。大手企業は、チッププラットフォーム、顧客リソース、エコシステムパートナーシップ、大規模供給能力を活用して市場シェアを拡大し続けると予想されます。一方、新規参入企業は、シリコンフォトニクスデバイス、パッケージング材料、光エンジン、試験装置といった特定の分野で競争を展開する可能性があります。短期的には、世界のCPO市場は高度に集中した状態が続き、競争の焦点は技術検証から量産歩留まり、コスト管理、システム信頼性、大規模データセンター展開能力へと移行するだろう。
主な推進要因：
CPO（Co-Packaged Optics：光電共パッケージング）技術は、800Gから1.6T、さらには3.2Tへと進化しています。TSMCは1.6Tbpsの光エンジンを検証済みであり、3.2Tbps製品の試験も行っています。3.2Tモジュールは2030年に商用化される見込みです。IntelやBroadcomなどの企業は、シリコンフォトニクス技術を活用し、光と電子回路の高度な統合を実現しています。例えば、Broadcomの51.2Tスイッチチップ「Tomahawk 5」は、CPO技術によって光接続の消費電力を50%以上削減しています。
AIの大規模モデル学習やハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）では、データ伝送速度とエネルギー効率に対する要求が高まっています。例えば、NVIDIAのGB200 AIチップクラスターは、CPO技術を活用して100Tbpsを超える相互接続を実現し、パラメータ数が数兆規模に及ぶモデルの学習ニーズに対応しています。データセンター内のスイッチング、AIサーバー間の相互接続、エッジコンピューティングノードなど、いずれの領域でも低遅延かつ広帯域なCPOソリューションが求められています。
データセンターにおけるサーバーやラックの高密度化に伴い、小型かつ高速な光インターコネクトが必要とされています。CPOは長い電気配線の必要性を低減し、信号の完全性（シグナルインテグリティ）とシステム性能を向上させます。
主な制約要因：
プラガブル（着脱可能）な光モジュールはモジュール性が高く、故障時には迅速に交換でき、ベンダー間の入れ替えも容易です。一方、CPOでは光学部品を交換するためにスイッチ全体を取り外す必要があり、複雑な保守作業を行うには高度な専門知識が求められます。
CPO技術には、シリコンフォトニクス、パッケージング、冷却ソリューションへの多額の研究開発投資が必要です。スイッチASICと光学部品を共パッケージングすることは、従来のプラガブルな光学部品よりも複雑でコストがかかります。そのため、コスト低減と規模の経済を実現するには、データセンターでの大量導入が必要となります。
CPOは、光デバイスと電子デバイスの相乗効果を実現するために高度なパッケージング技術（3D異種統合など）を必要としますが、ナノレベルの光結合における歩留まりが低く、初期生産コストが高くなる傾向があります。例えば、Broadcomの3D光エンジンは消費電力を40%削減したものの、歩留まりの問題が依然として量産の障壁となっています。数千本の光ファイバーを単一のモジュールでサポートするような高密度チャネル構成では、従来の試験装置では要求を満たすことができず、新たな自動試験ソリューションの開発が求められています。従来のプラグイン型モジュールとは異なり、CPOモジュールは損傷時にモジュール全体を交換する必要があるため、保守コストの増大やダウンタイムのリスクといった課題が生じます。
コパッケージド・オプティクス・モジュール (CPO)の産業チェーン
上記の図表/データは、LP Informationの最新レポート「コパッケージド・オプティクス・モジュール (CPO)世界市場調査レポート 2026-2032」から抜粋したものです。
光コパッケージ（CPO）産業チェーンの上流工程は、主にASIC/スイッチングチップ、高性能GPU/CPU、シリコンフォトニクスチップ、レーザー、変調器、検出器、TIA/ドライバ、パッケージ基板、プリント基板（PCB）、光ファイバコネクタ、MTフェルール、カップリング部品、放熱材料、熱管理ソリューション、および試験装置から構成されます。これらのうち、スイッチングチップとシリコンフォトニクスデバイスはCPOの性能を決定づける中核的な基盤であり、帯域幅、消費電力、信号伝送損失、およびシステム統合効率に直接影響を与えます。一方、光ファイバコネクタ、基板、および放熱材料は、モジュールの信頼性、組立精度、および長期的な動作安定性に関係します。したがって、上流工程の技術成熟度と供給安定性は、CPOの産業化にとって極めて重要です。
産業チェーンの中間段階は、CPOモジュールと光エンジンの設計、統合、製造を担い、主にチップの共同設計、CPOアーキテクチャ開発、光エンジン統合、シリコンフォトニクスと電子チップの結合、高密度実装、光電子アライメント、パッケージングと放熱、テストと検証、歩留まり管理、システム最適化などが含まれます。従来のプラグイン式光モジュールと比較して、CPOは光エンジンをスイッチングチップのより近くに集積するため、光電子の共同設計、パッケージング精度、熱管理、システムレベルの検証に対する要求が高くなります。中間段階企業のコアコンピタンスは、主にチップパッケージング能力、光電子統合能力、量産歩留まり管理能力、データセンター顧客へのシステム納入能力にあります。
下流段階の需要は、主にAIデータセンター、超高速イーサネットスイッチ、クラウドコンピューティングおよびハイパースケールデータセンター、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）、光インターコネクト、ラック間接続、通信およびエンタープライズレベルのネットワークから生まれています。 AIのトレーニングと推論の規模拡大に伴い、データセンター内のスイッチング帯域幅は急速に増加しています。従来の光インターコネクトソリューションは、消費電力、帯域幅密度、信号損失の面で課題に直面しています。コンテンツベース光コンポーネント（CPO）は、電気信号経路の短縮、帯域幅密度の向上、低消費電力の可能性といった利点から、次世代高速インターコネクトの重要な技術方向性となっています。CPO産業チェーン全体は、「性能基盤を決定づける上流の中核光電子デバイス、産業化能力を決定づける中流のパッケージングと統合、そして急速な市場拡大を牽引する下流のAIと高速ネットワークの需要」という発展特性を示しています。
【 同時パッケージ化された光学モジュール (CPO) 報告書の章の要約：全14章】
第1章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)レポートの範囲を紹介するために、製品の定義、統計年、調査目的と方法、調査プロセスとデータソース、経済指標、政策要因の影響を含まれています
第2章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)の世界市場規模を詳細に調査し、製品の分類と用途の規模、販売量、収益、価格、市場シェア、その他の主要指標を含まれています
第3章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)の世界市場における主要な競争動向に焦点を当て、主要企業の売上高、収益、市場シェア、価格戦略、製品タイプと地域分布、産業の集中度、新規参入、M&A、生産能力拡大などを紹介します
第4章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)の世界市場規模を、主要地域における数量、収益、成長率の観点から分析します
第5章では、アメリカ地域における同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)業界規模と各用途分野について、販売量と収益に関する詳細情報を探します
第6章では、アジア太平洋地域における同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)市場規模と各種用途を、販売量と収益を中心に分析します
第7章では、ヨーロッパ地域における同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)の産業規模と特定の用途について、販売量と収益について詳しく分析します
第8章では、中東・アフリカ地域における同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)産業の規模と様々な用途、販売量と収益について詳しく考察します
第9章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)の業界動向、ドライバー、課題、リスクを分析します
第10章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)に使用される原材料、サプライヤー、生産コスト、製造プロセス、関連サプライチェーンを調査します
第11章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)産業の販売チャネル、流通業者、川下顧客を研究します
第12章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)の世界市場規模を地域と製品タイプ別の売上高、収益、その他の関連指標で予測します
第13章では、同時パッケージ化された光学モジュール (CPO)市場の主要メーカーについて、基本情報、製品仕様と用途、販売量、収益、価格設定、粗利益率、主力事業、最近の動向などの詳細情報を紹介します
第14章では、調査結果と結論
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