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OFC 2026での300mmウェハ発表とPH18プロセスの圧倒的エコシステムロックイン、宇宙耐性実績を背景に、宇宙AIデータセンターおよび地上CPO市場での覇権を固めつつある

宇宙からAIに電力を——SpaceX、宇宙太陽光発電、マスクスタック Pt.6——Tower Semiconductorのシリコンフォトニクスファウンドリとしての覇権

性能は、そのファウンドリ固有のプロセスが持つ精密な物理的形状や材料特性に直接支配されている。したがって、ファウンドリを移行することは単にコードを再コンパイルすることを意味しない。コンポーネントをゼロから設計し直し、あらゆる素子の特性評価をやり直し、全く新しいテープアウトサイクルを実行することを意味する。これこそが、TowerのPH18における優位性が単なる商業的なリードにとどまらず、崩すことのできない構造的な堀（モート）となっている理由である。

GlobalFoundriesの300mm「Fotonix」戦略の挫折

競合であるGlobalFoundries（GFS）は、300 mmの「Fotonix」プラットフォームをこのTowerの牙城に対する解答として打ち出してきた。ウェハサイズを大きくすることで、200 mmラインに比べてウェハあたり約2.25倍のダイを生産できるようになり、高ボリューム時に光集積回路（PIC）のコストを削減できるため、経済性だけで顧客をTowerから奪うことができると主張していた。しかし、TowerがOFC 2026においてウェハサイズに関するGFの優位性を完全に無効化する発表を行う前から、GFのFotonix of シナリオは破綻しつつあった。同プラットフォームは実際の量産移行が遅れており、PDKの成熟度も低く、設計エコシステムも貧弱だった。大量生産時のコスト的優位性は理論上のものであり、GFはその規模に達することができなかった。なぜなら、その経済性を実証するための量産顧客を確保できなかったからだ。

デジタルロジックとフォトニクスにおける微細化論理の違い

また、ウェハサイズに関する主張は、デジタルロジックよりもフォトニクスにおいて構造的に弱い理由を理解しておく価値がある。従来のデジタルチップでは、たとえばDUVからEUVへと露光プロセスが微細化することで、二重の目的が達成される。それは微細化、すなわちトランシーバーの物理的縮小であり、これを進めることで、一定の面積により多く詰め込み、1ドルあたりの性能が向上する。精密な寸法制御も同時に得られるが、経済的推進力は「1平方ミリメートルあたりの機能密度の向上」にある。これがデジタル半導体においてノードの微細化が革新的である理由だ。

しかし、フォトニクスではこの論理が通用しない。導波路、リング共振器、グレーティングカプラといったフォトニクスの基本構成要素は、光と相互作用するために光の波長（約1〜2マイクロメートル）に応じたサイズでなければならない。導波路はトランシーバーのように微細化することはできない。小さくしすぎると、光が正常に伝搬しなくなるからだ。コンポーネントの物理サイズは、リソグラフィ技術の限界によるものではなく、物理法則の要請によって決まっている。

では、微細なリソグラフィはフォトニクスにおいて何をもたらすのか？それは「より精密な寸法制御」である。すなわち、導波路ごとのばらつきの低減、位相誤差の減少、ウェハ全体の均一性の向上などだ。これらは確かに有意義な改善であるが、漸進的なブラッシュアップにすぎず、デジタル半導体の微細化がもたらすような劇的なコスト・パフォーマンスの構造変革ではない。GlobalFoundriesの微細なリソグラフィは周辺部分では役に立つが、デジタルプロセッサにおける微細化のように、根本的なコスト方程式を塗り替えるものではない。

Towerの300mm BiCMOS+SiPho発表による決定打

そして、GlobalFoundriesがウェハ経済性において持っていた最後の主張も、OFC 2026において完全に終止符が打たれた。Towerがフル 300 mmウェハで製造される「SiGe BiCMOS + シリコンフォトニクス」プラットフォームを発表したからである。これによってTowerは、ウェハサイズでGFに追いつきながら、エコシステムの成熟度、顧客のロックイン、および生産実績という圧倒的優位性を維持することになった。競争の構図は、「GFが300mmを持ち、Towerは持っていない」から、「両社とも300mmを持っているが、Towerだけが顧客、PDKの成熟度、および実証されたイールド（歩留まり）を持っている」へとシフトした。

宇宙環境（Space DC）で求められる耐放射線実績

特に宇宙データセンター（Space DC）という文脈においては、両社の格差はさらに広がる。TowerはPH18 PICに関して実際の放射線試験データを持っている。これは過酷な宇宙軌道環境においてコンポーネントがどのように耐えるかを実証した論文である。これには、累積的な放射線を数ヶ月〜数年にわたって吸収した際の性能劣化が穏やかであるかを測定する「総電離線量（TID）」耐性や、高エネルギー粒子の衝突がショートを引き起こしてチップを破壊・ロックアップさせるかを試験する「シングルイベントラッチアップ（SEL）」特性、さらに太陽風や宇宙線による陽子の衝突を模倣した陽子照射環境下での動作データも含まれる。複数の防衛・宇宙プログラムが、すでにこの実績（ヘリテージ）に基づいてPH18コンポーネントを採用している。一方、GlobalFoundriesはFotonixに関してこうしたデータをほぼ一切持っていない。超低軌道（VLEO）で3〜5年間生存しなければならない光端末用のシリコンフォトニクスファウンドリを選択するSpaceXのエンジニアにとって、意思決定は極めて自明である。選択肢はTowerしかない。

率直な評価として、GlobalFoundriesは宇宙データセンターのサプライチェーンに関する投資テーマから完全に除外されるべきである。GFは単にTowerに遅れをとっているだけでなく、唯一の差別化ポイントであったウェハサイズの主張を失い、宇宙耐性の実績もなく、エコシステムも薄く、この分野での量産顧客もいない。Towerはエコシステム、ヘリテージ、イールドデータ、顧客基盤、および300mmによる製造スケールをすべて手に入れた。投資可能な時間軸において、GFが宇宙用光相互接続市場でTowerに取って代わるシナリオは存在しない。

結論として、宇宙データセンター用SiPhファウンドリの覇者はTowerである。

OFC 2026において、Towerは同カンファレンスで最も重要な発表を行った。次世代の光相互接続（オプティカル・インターコネクト）構築の主役に同社を位置づける「SiGe BiCMOS + シリコンフォトニクス」のプロセス革新である。この影響は性能、電力、コスト、およびスケーラビリティに及び、これまでハイエンドトランシーバーの導入を妨げていたほぼすべてのボトルネックを解決する。

プロセスノード：SBC18H6

次世代高速通信112G PAM4の安定サポート

発表の核心にあるのは、Towerの最新のSiGe BiCMOSプロセスノードである「SBC18H6」である。このノードは、高周波性能を示す Ft/Fmax において325〜450 GHzを達成しており、これによって1.6Tおよび3.2T光トランシーバーアーキテクチャの基盤となる112 Gbaud PAM4信号の極めて安定したサポートを可能にしている。この周波数帯域で安定性とマージンを両立することは極めて困難であり、これが達成されたことで、トランシーバー業界は高コストな化合物半導体などの特殊材料プラットフォームに頼ることなく、自信を持って800Gを超え、次世代の高速通信へ進むことができる。

インジウムリン（InP）に対する「消費電力30%削減」の衝撃

シリコンフォトニクスというプラットフォームに対する長年の批判の一つが、インジウムリン（InP）ベースの電界吸収型変調器付レーザー（EML）と比較した際の「消費電力の多さ」であった。歴史的に、SiPhベースのトランシーバーはInP EMLを搭載したものと比較して、同等以下の性能でありながら30%以上多くの電力を消費していた。しかし、TowerのSiGe + SiPho統合プロセスはこの関係を逆転させた。同社は現在、同等のInPソリューションと比較して約30%低い消費電力を実証している。これは、従来の「30%以上の電力ペナルティ」から「30%の電力アドバンテージ」への劇的な転換であり、消費電力が極めて厳しいAIやHPC環境向けに光相互接続を評価するハイパースケーラーやシステム設計者にとって、選択の前提を根本から変えるものである。

アナログフロントエンド（TIA/ドライバー）統合の技術的難題

シリコンフォトニクスの歴史的な弱点は、導波路や変調器そのものではなく、レーザー光源や高性能なアナログ電子回路を同じプラットフォーム上に高性能かつモノリシック（一体的）に統合できない点にあった。ここで極めて重要なのが、受信側で光検出器からの微弱な光電流をクリーンな電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ（TIA）と、送信側で電気信号を正確に整えてオンチップの光変調器に送るレーザードライバーという2つのアナログコンポーネントである。シリコンフォトニクスの送信チェーンでは、レーザー自体は常に光を発し続ける光源であり、光路上にある変調器が位相や強度を高速で変化させることでデータを載せる。レーザードライバーはこの変調器に対し、極めて正確かつ高速な電気信号を送る必要があり、TIAと同様に非常に難易度の高いアナログ設計が求められる。どちらも超低ノイズ、広帯域幅、およびインピーダンス整合が要求されるため、光導波路を形成するためのプロセスと同じシリコンプロセス上で製造することは困難だった。

インジウムリン（InP）の構造的強みは、レーザーと変調器を単一のEMLパッケージに統合し、光の生成と信号変調を同一 of 材料系で行うことで、別々のチップを繋ぎ合わせる際のような性能低下を回避できる点にあった。

3次元積層（ハイブリッドボンディング）によるInPとの統合ギャップ解消

Towerのアプローチはこの課題に直接答えるものである。同社のSiGe BiCMOSプロセスは、超高周波アナログ回路用に最適化された技術であり、112G PAM4やそれ以上の超高速信号に対応するTIAおよびレーザードライバーの機能を担う。SiGe BiCMOSのバイポーラトランジスタは、標準的なデジタルCMOSプロセスでは到達できない高ゲイン、低ノイズ、および広帯域幅をアナログ回路にいかすことができる。

さらに重要な点として、このSiGeダイはシリコンフォトニクス（SiPho）ダイの上に「ハイブリッドボンディング（3次元積層）」技術によって直接貼り合わせることができる。これにより、アナログ電子回路が光学レイヤーのすぐ上に配置され、接続配線が極めて短く低寄生容量に抑えられる。結果として、アナログ回路がまるでフォトニックチップと一体化しているかのように動作する、極めて高密度に集積されたパッケージが実現する。レーザー光源自体もこの同じスタック内に共同パッケージ（コパッケージ）または接合することができる。これによって、InPのような同一材料でのモノリシック統合ではなく、各機能に最適なプロセスで製造された最高クラスのチップを3次元的に高密度パッケージングすることで、システムレベルでInP EMLと同等以上の超高性能を達成し、統合の溝を埋めている。

共同パッケージング光学（CPO）との高い親和性

1. 優れた熱安定性によるCPO設計の簡素化

このSiGe + SiPhoプラットフォームは、光I/OをスイッチやコンピュートASIC（GPU等）のすぐ隣または上に配置することを目指すCPO（Co-Packaged Optics）アーキテクチャとも極めて親和性が高い。特に以下の2つの特性が強みとなる。

まず、熱安定性である。NVIDIA（NVDA）がFoxconnと共同で進めている最近のCPOプログラムなどで好まれる「リング共振器（Ring-Resonator）」ベースのCPOは、温度変化に対して非常に敏感である。わずかな温度のゆらぎでもアクティブなチューニングや補正が必要となり、システムの複雑化や追加の消費電力をもたらす。これに対し、TowerのSiGe + SiPhoプラットフォームは広い動作温度範囲で高い安定性を示し、温度変化に対する感度を大幅に低減または排除できるため、高密度のCPO実装における熱管理を大幅に簡素化する。

2. 本質的な耐放射線性能と宇宙認定

次に、耐放射線性能である。同プラットフォームは本質的に放射線耐性を備えており、InPやリングベースのシリコンフォトニクスが宇宙認定で苦戦するような過酷な宇宙・航空宇宙環境への展開に適している。これは地上データセンター向けとしては副次的な特性だが、対応可能なTAM（総アドレス可能市場）を大きく広げ、技術そのものの根本的な堅牢性を示すものである。

製造上の優位性：300mmシリコンによる大規模生産

既存シリコンインフラとの100%の互換性

ここで、OFC 2026での発表が単なる技術的ブレイクスルーから「戦略的ゲームチェンジャー」へと昇華する。

TowerのSiGe + SiPhoプラットフォームは、完全な 300mmシリコンウェハで製造されるため、既存の大規模なシリコン半導体製造インフラと100%の互換性を持つ。これは、今でも4インチ（100mm）ウェハの特殊な生産ラインに留まっており、生産効率やファブの稼働率において桁違いに劣るInPと対照的である。この製造上の違いは、すべての重要指標に劇的な差をもたらす。

歩留まり85%超がもたらす「3分の1」のコスト破壊

TowerのSiGeプロセスのイールド（歩留まり）は85%を超えている。これに対し、InPの特殊ノードでは40〜60%が一般的である。ウェハサイズの巨大な差と歩留まりの高さが合わさることで、良品チップあたりのコストメリットは圧倒的になる。Towerの推計によれば、完成したトランシーバーのコストは同等のInPベースの製品の約3分の1に抑えられる。これは漸進的なコスト改善ではなく、AIインフラの爆発的需要に応えられる規模の生産量において、光トランシーバーのアクセシビリティを劇的に向上させる構造的なコストのリセットである。

また、そのスケーラビリティの特性は、業界が数十年にわたり磨き上げてきた標準的なシリコンロジック半導体の量産ランプアップと同等である。一方、InPは未だにエピタキシャルウェハの供給元が世界的に限られ、ウェハが小さく、追加の生産能力投資が極めて資本非効率であるなど、量産化が難しい職人芸的（クラフトスケール）な生産モデルに留まっている。

Tower Semiconductor（TSEM）の戦略的地位

Towerは、ハイエンドのSiGe BiCMOS製造能力において世界シェアの約80%以上を支配しており、この極めて重要な基幹技術レイヤーでほぼ独占的な立場にある。同社はすでにBroadcom（AVGO）およびMarvell（MRVL）との間で、2028年までの利用可能な生産能力の70%以上を供給する契約を締結している。この2社はハイパースケール市場向けカスタムシリコンおよびトランシーバーASICの二大支配的サプライヤーであり、彼らが早期に生産枠を囲い込んでいる事実は、TowerのSiGe + SiPhoロードマップに対する深い信頼の証である。

Towerはこの強力な需要に応えるため、9億ドルを超える設備投資を行い、2026年以降に向けて生産能力を約5倍に拡大することを目指している。このような規模の投資や生産拡大ペースはInPプラットフォームでは不可能である。

市場への影響

すでに800Gトランシーバー市場でSiPhoが高いシェアを獲得している中、Towerのプロセス革新により、800Gにおけるシリコンフォトニクスのシェアは2028年までに85%を超える見込みであり、ハイエンドにおけるInP EMLの駆逐が進むと予想される。さらに、業界が1.6T and 3.2Tへと移行するにつれ、SiGe + SiPhoプラットフォームは単なるInPの代替選択肢にとどまらず、デファクトスタンダード（標準構成）としての地位を確立する可能性が高い。高周波、低電力、高集積、低コスト、および大量生産性のすべてを同時に満たせるプラットフォームは他には存在しないからである。

まとめると、TowerのOFC 2026の発表は、光トランシーバー業界が直面している最も差し迫ったボトルネックである「次世代の超高性能・低電力な光相互接続を、AIインフラの需要を満たすコストと規模でどのように供給するか」に対する決定的な答えを提示した。300mmシリコン上でイールド85%超、InPの3分の1のコストで製造される「SiGe + SiPho」こそがその答えであり、圧倒的な市場シェア、強固にロックインされた大口顧客、および積極的な増産投資を行うTower Semiconductorこそが、その未来を届ける主役である。

SpaceXが2028〜2030年にかけて本格的な宇宙データセンターを構築する時期には、1レーンあたり400Gの通信帯域が必須となることはほぼ確実である。TSEMは、高周波、低電力、高集積、低コスト、量産柔軟性という5つの核心的強みすべてにおいて卓越したポテンシャルを有している。これに対し、供給難で高コストなInP EMLや、過酷な宇宙環境で動作実績がまだ実証されていない最新素材の薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）などは、当面の間、Towerの地位を脅かすことはできないだろう。