光電融合(CPO)とは?マーベルのルメンタム買収と日本の部品メーカー

光ファイバーのコードを差した光トランシーバーの接写

2026年11月2日、米半導体大手マーベル・テクノロジーが、光通信用レーザー大手のルメンタムを企業価値約1,150億ドル(日本の報道で約18兆円)で買収すると発表しました。全額を株式で払う案件で、日経クロステックは狙いを「光電融合の中核部品である光源の確保」と報じています。

光電融合のうち、データセンターで実用化が進むのがCPO(Co-Packaged Optics、光部品を半導体と同じパッケージに載せる技術)です。電気を光に変える場所をチップの隣に寄せて配線で失う電力を減らす技術で、その光を生むレーザーが世界的に足りていません。

目次
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光電融合(CPO)とは|光の変換をチップの隣に置く技術

大きなチップの周りに光ファイバー付きの小さな光部品を並べたパッケージ

CPOは、スイッチやAI半導体のチップと同じパッケージの上に「光エンジン」と呼ぶ電気と光の変換部品を載せ、チップから光までの電気配線を数cm以内に縮める実装の方式です。機器どうしは光ファイバーでつながる一方、チップの計算は電気の信号で行うため、どこかで電気と光を変換します。

これまでの主流は、機器の前面に差し込む「プラガブル光トランシーバー」で変換する方式でした。チップから前面の差し込み口まで基板の上を電気で長く走らせるため、信号が弱まらないよう補正する回路に電力を使い、通信の速さが上がるほどその負担が重くなります。

図1:従来のプラガブル方式とCPOの違い

電気を光に変える場所が、機器の前面からチップの隣へ移ります。

従来(プラガブル)CPO チップ電気配線(長い)光に変換光ファイバー外部光源チップ光エンジン光ファイバー

※CPOでもレーザーをパッケージに入れる方式や、光エンジンの置き方には複数の設計があります。図は代表的な形です。

2つの方式の違いは、変換の場所だけではありません。熱の逃がし方や壊れたときの交換の単位も変わるため、どちらが優れているかは使う場面で決まります。

観点プラガブル光トランシーバーCPO
電気を光に変える場所機器の前面に差し込んだ部品の中チップと同じパッケージの上
チップからの電気配線基板の端まで長く走る数cm以内(NTTの試作では約300mmを約30mmに短縮)
レーザーの置き場所部品の中に内蔵パッケージの外に置く外部光源が多い
壊れたときの交換1本ずつ抜き差しして交換光源は外から交換、光エンジンは基板ごとの対応になりやすい
熱の影響前面に分かれて置かれるチップの熱が光部品のすぐ近くに集まる
普及の状況今のデータセンターの主流2025〜2026年に大手のスイッチで出荷が始まった段階

光電融合とCPOの関係

光電融合は、NTTが次世代の通信基盤「IOWN(アイオン)」で使ってきた言葉で、電気で処理する部分をできるだけ光に置き換えていく考え方全体を表します。CPOはスイッチのチップと光部品を同じパッケージにまとめる段階にあたり、その先にはチップの内部まで光でつなぐ計画があります。

NTTの光電融合デバイス(PEC)は、ICチップと光エンジンを同じ台座に載せた「PEC-2」で電気配線を約300mmから約30mmに縮めました。NTTはこれを使ったスイッチを2026年第4四半期に出荷する予定で、スイッチ単体の電力を約50%減らせる見込みです。

図2:光電融合が光でつなぐ範囲の広がり(NTTの計画)

CPOは、光が入り込む範囲を機器の外からチップのすぐ隣まで進めた段階です。

機器と機器のあいだ(実用済み)光ファイバーとプラガブル光トランシーバーでつなぐ。今のデータセンターの主流
光を内側へ
ボードの中(PEC-2/CPO)チップと光エンジンを同じ台座やパッケージに載せる。NTTは2026年第4四半期にスイッチを出荷予定
さらに内側へ
パッケージ間(PEC-3)半導体パッケージどうしを光で結ぶ。2028年ごろが目標
チップの中(PEC-4)パッケージ内のダイどうしを光で結ぶ。2032年ごろが目標
CPOの位置データセンター向けでは、主にスイッチのチップ周辺から始まった

※PEC-3・PEC-4の時期はNTTが示した目標で、出荷を約束したものではありません。

なぜ今CPOが必要なのか|AIデータセンターの電力と配線

CPOが急に注目されたのは、AIの学習でGPUを数万台規模でつなぐと、通信にかかる電力と部品の数が大きく膨らむからです。GPUどうしの通信は光ファイバーを通るため、GPUが増えるほど光トランシーバーとレーザーの数も増え、その1つ1つが電力を使い、故障の原因にもなります。

図3:AIデータセンターでCPOが求められる4つの理由

GPUの台数が増えるほど、通信の部品にかかる負担が積み上がります。

電力長い電気配線の補正と、光トランシーバー1本ごとの消費電力が積み上がる
部品の数GPUが増えるほど、レーザーと光部品の数が比例して増える
故障の箇所動く部品が多いほど、どこかが止まって学習が中断する確率が上がる
配線の密度速さが上がるほど、前面の差し込み口だけでは本数と放熱が足りなくなる

米エヌビディアは2025年3月、CPOスイッチ「Spectrum-X Photonics」「Quantum-X Photonics」を発表しました。同社は従来方式と比べて、レーザーの数が4分の1、電力効率が3.5倍、大規模なネットワークの耐障害性が10倍になると説明しています。

これらはメーカー自身が示した比較で、比べる相手や条件はエヌビディアの設定によります。同社はのちの資料で電力効率を5倍と書いており、数字は製品の世代や比べ方で変わるものとして読むのが安全です。

図4:CPOの利点と、導入で難しくなること

電力は減る一方で、熱・交換・検査の課題が部品の側に移ります。

利点:電力と部品の数が減るレーザー4分の1・電力効率3.5倍(エヌビディアの2025年3月の発表値)
課題:熱発熱の大きいチップのすぐ横に、熱に弱い光部品が並ぶ
課題:交換プラガブルのように1本だけ抜いて替えることが難しい
課題:実装と検査光ファイバーの位置合わせや、はんだ付けの熱に耐える光部品が要る

熱と交換の課題への答えの1つが、レーザーをパッケージの外に出す「外部光源」です。熱に弱く寿命の短いレーザーを外に置けば交換しやすくなりますが、1つの光源で複数の通路に光を送るため、1個あたりに高い出力が必要になります。

買収の狙いは光源|レーザーが足りない理由

ピンセットでつまんだレーザーチップと化合物半導体のウエハ

報道が挙げる買収の理由は、CPOでも従来の光トランシーバーでも欠かせないレーザーの供給を、自社の中に押さえることです。ルメンタムは、レーザーの材料になるリン化インジウム(InP)という化合物半導体の工場を自社で持つ、光通信用レーザーの大手です。

そのレーザーが足りていません。ルメンタムのCEOは、InPの工場と材料の供給が顧客の需要を約3割下回っていると話し、InPの不足はメモリ不足より深刻になるという見方を示しました。

図5:レーザー光源ができるまでと、詰まっているところ

確認できる制約は、InPのレーザーをつくる工場の生産能力です。

01インジウム主に亜鉛を精錬するときの副産物として回収されるため、急には増やしにくい
02InPの基板・ウエハレーザーをつくる土台。化合物半導体の専用の設備で加工する
03レーザーチップ(詰まり)ルメンタムは需要より3割以上少ない出荷。高出力品ほど難しい
04光トランシーバー・外部光源レーザーを部品に組み込む。CPOでは高出力の連続光を出す光源が中心
05スイッチ・AIサーバーGPUどうしをつなぐ通信機器に入り、データセンターに納められる
06データセンタークラウド大手やAI企業が数万台規模で使う

※インジウムそのものの不足がレーザー不足の原因だと確認されたわけではありません。確認できるのはレーザー工場の生産能力の不足です。

CPOが広がると、レーザーの中身も変わります。外部光源は1個のレーザーで複数の通路に光を送るため、高出力の連続光(CW)を出すレーザーが中心になります。

図6:レーザー供給を増やす動き(2026年)

工場の転換と大口顧客の資金で、生産能力を広げようとしています。

InP工場の取得(2026年3月)ルメンタムが米Qorvoから米ノースカロライナ州の工場を取得し、InPレーザー用に改装する計画
エヌビディアの資金(2026年3月)ルメンタムとコヒレントに各20億ドルを投じ、長期の供給契約を結んだ
需給の見通しアナリストは、需給の不均衡が2027年を超えて続くとみる
今回の買収(2026年11月)光源の会社を半導体の会社が丸ごと抱え、設計と供給を一体にする

マーベルのルメンタム買収の条件と、会社が公表した狙い

両社の共同発表によると、ルメンタム1株にマーベル4.5株を渡す株式交換で、完了は2028年上半期の見込みです。両社の株主総会と各国の規制当局の承認が条件になっています。

項目内容
発表日2026年11月2日(両社の取締役会が全会一致で承認)
企業価値約1,150億ドル
交換比率ルメンタム1株にマーベル4.500株(1株あたり約1,132ドル相当)
上乗せ幅約23.9%(報道で株価が動く前の2026年10月28日の終値と比べて)
統合後の持ち分マーベル株主 約67%、ルメンタム株主 約33%
完了の見込み2028年上半期(両社株主と規制当局の承認が条件)
費用の削減効果年10億ドル超を見込む
統合後の対象市場5,500億ドル(会社の試算)
経営マーベルのマット・マーフィー氏が会長兼CEOを続け、ルメンタムから3人が取締役に加わる

会社の発表で目を引くのは、両社の得意分野がほとんど重ならない点です。マーベルは電気の信号を扱うチップ、ルメンタムは光を生む部品と工場を持っていて、2社がそろうとデータセンターの「電気から光まで」を1社で設計できると説明しています。

図7:マーベルとルメンタムが持ち寄るもの

電気のチップと光の部品を合わせ、接続の部品を一通りそろえます。

MARVELLマーベル(電気)電気と光の接続用チップ、スイッチ、顧客ごとに設計するAI向けチップ。先端のCMOSとシリコンフォトニクス
LUMENTUMルメンタム(光)高性能レーザー、光トランシーバー、光回線スイッチ(OCS)、InPの化合物半導体工場
COMBINED統合後チップと光部品を最初から一緒に設計し、検証済みの組み合わせで出せるようにする
会社の発表に「CPO」の語はなく、CPOなど次世代技術の開発につなげる狙いは日経クロステックなどの報道による読み解きです。

一方で、共同発表には「CPO」という言葉そのものは出てきません。会社が書いているのは光への転換と、レーザーや先端パッケージをまとめて持つことで、CPOの具体的な製品計画はまだ公表されていないと読むのが正確です。

図8:統合後の持ち分(10人にたとえた場合)

濃い色がマーベルの株主、薄い色がルメンタムの株主です。

10人中7人がマーベル、3人がルメンタムの株主(約67%と約33%、完全希薄化後)

CPOの実用化はどこまで来たか|発表・出荷・予定の時系列

CPOは研究段階を抜け、2026年にはスイッチの大手2社が出荷を始めた段階にあります。ただし、発表、出荷開始の報道、会社の予定が混ざって伝わりやすいため、種類を分けて並べます。

図9:CPOと光電融合をめぐる主な動き

【発表】【報道】【予定】の印で、事実の確かさを分けています。

2025年
2025.03【発表】エヌビディアがCPOスイッチSpectrum-X Photonics と Quantum-X Photonics を発表。住友電工なども協力企業として名前が挙がる
2025.03【発表】古河電工がCPO用コネクタCPOに適した小型12心光コネクタを開発し、米国の学会OFCで発表
2025後半【予定】Quantum-X の出荷エヌビディアが発表時に示したInfiniBand版の出荷時期
2026年
2026.03【発表】レーザー増産の手当てエヌビディアがルメンタムとコヒレントに各20億ドル。ルメンタムは米Qorvoの工場を取得
2026.07【報道】CPOスイッチの出荷開始エヌビディアがSpectrum-XのCPOスイッチを一部顧客へ、ブロードコムも51.2Tの品を限定出荷(トレンドフォース)
2026.11.02【発表】マーベルがルメンタム買収企業価値約1,150億ドルの株式交換
これから
2026年10-12月【予定】NTTの光電融合スイッチIOWN 2.0として、ボードの中を光でつなぐスイッチを出荷予定
2028上半期【予定】買収の完了両社の株主と各国の規制当局の承認が前提
2028ごろ【目標】パッケージ間を光でNTTのPEC-3。2032年ごろにはチップの中(PEC-4)が目標

出荷が始まったとはいえ、CPOの対象は今のところデータセンターの中でも、GPUを大量につなぐ大型スイッチが中心です。サーバー側の接続や一般の通信機器まで広がるかは、熱と交換の課題がどこまで解けるかと、レーザーの供給量しだいです。

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日本企業が関わる部品と、確認できる接点

今回の買収に日本企業は加わっていませんが、CPOのスイッチには光ファイバー・光コネクタ・パッケージ基板など日本企業が強い部品が欠かせません。ただし関わり方は「発表に名前がある」「CPO向け製品を発表した」「関連製品を供給している」と社ごとに深さが違います。

図10:CPOの部品と、日本企業の確認できる接点

接点の種類を色分けしています。受注や採用の規模を示すものではありません。

住友電気工業
発表に名前エヌビディアの2025年3月のCPOスイッチ発表で、協力企業の1社として名前が挙がった
古河電気工業
CPO向け製品CPOに適した小型12心光コネクタを開発。同社のSnap-Beamは2026年9月のECOC 2026で受賞
フジクラ
関連製品データセンター向けの光ファイバー・光ケーブル。CPOでも機器の外は光ファイバーでつなぐ
イビデン・新光電気工業
関連製品AI半導体向けのFC-BGAパッケージ基板。CPOでは光エンジンも同じ基板に並ぶ

※「関連製品」はCPO専用の受注を確認したものではなく、CPOでも使われる種類の製品という意味です。

光コネクタ:はんだ付けの熱に耐える部品が要る

CPOでは、光ファイバーをチップのすぐ横の光エンジンにつなぐため、コネクタにも新しい条件が加わります。古河電工が2025年3月に発表した12心の光コネクタは、部品を基板にはんだ付けするリフロー工程の熱(260℃)に耐えることを特長に挙げています。

  • 接続の面積:一般的な多心コネクタ(MPO)の約6分の1
  • 接続の損失:0.5dB以下(くり返し接続しても±0.05dB以内)
  • 接続の方法:磁石を使った半自動の接続で、レンズで光を結合するため端面のほこりの影響を受けにくい
  • 今後:16心への展開や40心コネクタの開発も進める

光ファイバーとパッケージ基板:本数と実装の両方が変わる

光ファイバーはAIデータセンター向けの需要が伸びており、フジクラの光ファイバー事業や住友電工の光通信事業は、その需要を受ける側にあたります。CPOは光への変換をチップの近くへ移すだけなので、機器の外を光ファイバーでつなぐ需要はそのまま残ります。

パッケージ基板は、チップと光エンジンを同じ板の上に並べるCPOで、配線の細かさや反りの小ささへの要求が一段と厳しくなる部品です。AI半導体向けの基板ではイビデンや新光電気工業が大手で、CPOでも同じ種類の基板の技術が土台になります。

製造業で働く人・取引先にとっての意味

CPOで変わるのは、光と電気をこれまで別々に設計・製造していた境目が、1つのパッケージの中でなくなることです。部品メーカーや装置メーカーで働く人にとっては、担当する工程で新しく確かめることが増えます。

図11:職種ごとに確認しておきたい変化

仕事が増えると決まったわけではなく、変化の兆しとして押さえる点です。

設計・開発電気の回路と光の部品を同時に考える協調設計。熱の逃がし方も最初から一緒に決める
生産技術・実装光ファイバーをμm単位で位置合わせする工程と、リフローの熱に耐える光部品の扱い
品質保証・検査電気の検査に加えて光の損失を測る検査が要る。交換しにくいぶん、出荷前の不良の見逃しが重くなる
購買・営業InPのレーザーは2027年を超えて逼迫するとの見方。統合後の取引条件や供給の優先順位の変化に注意

取引先として見ると、マーベルとルメンタムが1社になることで、レーザーや光部品の供給先が統合後の会社の製品を優先する形に変わる可能性があります。完了は2028年上半期の見込みなので、それまでの間に両社の発表や規制当局の判断を追い、自社の調達や営業の計画に反映していくのが現実的です。

データセンターの設備では、通信だけでなく冷却や電力の部品にも同じAI需要の波が来ています。データセンターの液冷は、CPOの熱の課題とも重なる分野です。

光電融合(CPO)のよくある質問

プラガブル光トランシーバーはなくなりますか?

すぐにはなくなりません。エヌビディアもCPOスイッチを発表した2025年3月の資料で、従来型の光トランシーバーの供給企業を別に挙げており、交換しやすさを重んじる場面では差し込み式が使われ続けるとみられます。

シリコンフォトニクスとCPOは同じものですか?

同じではありません。シリコンフォトニクスはシリコンの上に光の回路をつくる製造の技術で、CPOは光部品をチップと同じパッケージに置くという実装の形です。CPOの光エンジンをつくる方法の1つとして、シリコンフォトニクスが使われます。

光電融合はパソコンやスマートフォンにも使われますか?

いま公表されている計画の対象は、データセンターや通信の機器です。NTTはチップの内部まで光でつなぐ段階を2032年ごろの目標としていますが、身近な機器に入る時期は示していません。

まとめ

この記事のまとめ
  • CPOは、電気と光の変換部品をチップと同じパッケージに載せ、電気配線を数cm以内に縮める光電融合の方式
  • AIでGPUを大量につなぐと通信の電力と部品が膨らむため、大手のスイッチで2026年に出荷が始まった
  • CPOは熱・交換・検査が難しく、レーザーを外に出す外部光源が多い。その高出力レーザーが足りない
  • マーベルは2026年11月2日、ルメンタムを企業価値約1,150億ドルで買収すると発表。完了は2028年上半期の見込み
  • 日本企業は光ファイバー・光コネクタ・パッケージ基板で関わるが、関わり方の深さは社ごとに違う

光通信の部品は、半導体の製造や素材の知識とも深くつながっています。前工程・後工程の全体像は半導体製造の仕組みで、AI需要が電子部品全体に広がる様子はAI需要で伸びる電子部品の受注動向で確かめられます。

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プラント機器メーカーとプラントメーカーで約10年、設備の提案・設計・試運転に携わったのち、Webマーケターに転身。現在はBtoB製造業専門のWebコンサルタントとして、メーカーの情報発信を支援しています。エネルギー管理士/第三種電気主任技術者。工業技術ブログを2017年から運営(500本以上執筆)、YouTube登録者約2万人、Xフォロワー約1万人。

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