台積上演CoWoS、矽光子整合秀 2026年正式亮相 台鏈受惠結構重組 概訳陳玉娟／新竹 2024/12/13
AI熱潮がもたらした台積電と供給チェーンの進展
AI熱潮は2年にわたり台積電TSMCの業績向上を牽引する主要な動力となり、CoWoS（チップオンウェハーオンサブストレート）設備供給チェーンの業績を高みに押し上げた。しかし、2026年の市場需要に対する見解が分かれているため、現在では受注の見通しが一時的に弱まっている。
注目すべきは、CoWoSの需要が依然として高水準を保っているものの、成長の勢いは過去2年ほどではなく、次の主役として台積電TSMCやNVIDIAが推進するシリコンフォトニクス技術の応用が期待されている点である。
技術革新における台積電とNVIDIAの優位性
サムスン電子やインテルが技術革新の停滞に苦しむ中、台積電とNVIDIAはAI関連の上下流産業チェーンの主導権を握り続け、技術の進化を主導している。また、IC設計分野では、CiscoやBroadcom、Marvelなどの企業が商機を積極的に追求しており、関連産業チェーンは全面的な再編が進行中である。
ChatGPTを中心とする生成AIアプリケーションの隆盛により、AI GPUの需要が急増し、2023年以降、NVIDIAの業績は四半期ごとに過去最高を記録している。これにより、世界のサーバー供給チェーンや半導体産業チェーンも活況を呈し、台積電をはじめとする企業は2025年までの受注を確保している。
シリコンフォトニクス技術とCPOの台頭
供給チェーンによると、AIブームが高性能計算能力の需要を生み出し、シリコンフォトニクスと共同封装光学（CPO）はムーアの法則の限界を突破する鍵になるとされている。2025年にはシリコンフォトニクス技術の統合が完了し、成長軌道に乗る見通しだ。
シリコンフォトニクス技術は、光路を縮小し、シリコンチップ上に電子信号と光信号の処理を統合することで、消費電力を削減し、コストを抑えることを目指している。ただし、現時点では多くの技術的課題が残っている。
供給チェーンによれば、シリコンフォトニクスは既存のCMOS技術を活用し、データ転送速度を大幅に向上させつつ、消費電力を削減できる。これにより、HPCやAIだけでなく、光学レーダーやバイオメディカルセンサーなど幅広い応用分野が期待されている。
台積電の新たな挑戦
台積電は、AIデータ伝送の爆発的な増加に対応するため、COUPE（緊密型汎用光子エンジン）技術の開発を進めている。この技術は、SoIC-Xチップスタック技術を使用して電子チップと光子チップを直接スタックし、エネルギー効率と性能を向上させる。2025年には小型プラガブルコネクタをサポートするCOUPEの検証が完了し、2026年にはCoWoS封装と統合される予定である。
インテルとブロードコムの競争
インテルはシリコンフォトニクスの商業化において先駆的な役割を果たしてきたが、近年は技術革新が停滞しており、CPO技術でブロードコムに先を越されている。Braodcomは2023年にTomahawk 5スイッチチップを発売し、さらなる市場優位を築いている。
今後の展望
シリコンフォトニクスとCPOの技術応用は市場の注目を集めており、上流から下流に至る広範なサプライチェーンが新たな企業を巻き込みながら再編成されつつある。台積電はNVIDIAやBroadcomと協力し、2025年以降にさらなる製品を市場に投入する計画を進めている。
これらの技術革新が成功すれば、AIと半導体業界の成長は新たな高みに到達すると予想される。
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