シンガポールでの生産でUMCが光チップ市場の注目を集める
聯華電子（UMC）は、光モジュール供給大手のInnoLightと、投資家にテンセントのベンチャー投資部門を含むフォトニクス設計企業Sailiから、最大1万枚のフォトニック集積回路（PIC）ウエハーを受注したと報じられている。生産はUMCのシンガポール工場で行われる予定で、顧客がコンピューティングシステム間の高速接続向けチップの調達を拡大すれば、追加受注の可能性もある。
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業界の推計によると、一部の先端PIC製品の販売価格は、従来型CMOSウエハーの約7倍に達する。UMCは特定の顧客や受注についてコメントを控えており、この価格推計も同社による確認は取れていない。報じられた受注の納期や金額は明らかにされていない。
今回の動きは、UMCの光通信事業を形作る2つの潮流を結び付ける。人工知能（AI）システムでデータをより高速に転送する需要の拡大と、確立した製造プロセスを活用して、より付加価値の高い専門製品を手掛けようとする同社の取り組みだ。同社の商機は、従来の半導体工場で一般的な電気信号に加え、光を扱うチップの生産にある。
UMCとシンガポールのSILITHは7月、シンガポールで12インチのシリコンフォトニクスウエハーの初回生産分を出荷したと発表した。開発から生産への移行には18カ月を要し、製品は大手クラウド顧客の認定を取得した。これにより、報じられた受注は技術開発プログラムにとどまらない製造基盤を得た。
2社の顧客がもたらすもの
InnoLightはデータセンター向け光トランシーバーモジュールの有力サプライヤーで、北米の大手クラウドコンピューティング事業者やAI市場に製品を供給している。これらのモジュールは光を使ってデータを送受信する。同社は、800ギガビット毎秒と1.6テラビット毎秒で動作する製品の開発を拡大しており、通常はそれぞれ800G、1.6Tと略される。
Sailiはシリコンフォトニクスチップの設計に注力し、国際事業の展開にあたってシンガポールのSILITHを活用している。同社の1チャネル当たり100Gおよび200Gで動作するPIC製品は、累計出荷数が800万個を超えた。SailiはUMCと、1チャネル当たり400Gを支える技術の開発にも取り組んでいる。
この顧客関係により、UMCは光通信サプライチェーンの異なる領域とつながる。InnoLightはデータセンターネットワークの一部となるモジュールを製造し、Sailiは光システムに使われるフォトニックチップを設計する。UMCは、そうした設計を実物のチップにする製造基盤を提供する。
報じられた初回受注の最大1万という数字はウエハーの枚数である一方、Sailiの累計出荷数は個々のチップの数を指す。ウエハーは半導体材料を円盤状に切り出したもので、多数のチップを含み、後工程で個片化される。チップの寸法や製造歩留まりが分からなければ、ウエハーの受注枚数から完成品の数を信頼できる形で算出することはできない。
AIネットワークでこれらのチップが重要な理由
フォトニック集積回路（PIC）は、チップ上で光を導き、制御し、検出する機能を組み合わせたものだ。光通信では、コンピューティング機器内部の電気的な動作と、光ファイバーを通じてデータを運ぶ光信号をつなぐ役割を果たす。
従来の電子チップは電気信号を伝送・処理する。フォトニックチップには、光を所定の経路に沿って導く導波路や、情報を載せるために光を変化させる変調器などの構造も必要となる。これらの機能を一体化するには、専門的な製造工程と、材料や寸法の精密な管理が求められる。
AIコンピューティングシステムでは、プロセッサー間やデータセンター間で大量のデータをやりとりするため、高速接続が必要だ。光モジュールは800Gから1.6T、さらに将来的には3.2Tへと進化している。公称速度で比べると、1.6Tは800Gの2倍、3.2Tは4倍の容量に相当する。
SailiとUMCが進める1チャネル当たり400Gの技術開発は、こうした進化の別の段階を担う。チャネルとは通信システム内の個別のデータ経路を指す。チャネルの速度を高めれば、設計者はより高速な光製品を開発しやすくなるが、完成したモジュール全体の速度はチャネルの構成にも左右される。
微細化だけではない製造競争
UMCは、成熟した半導体プロセスと専門的な光デバイス製造を通じて、これらの製品に取り組んでいる。この事業では、信頼性の高い光学構造を大規模に生産する能力が強みとなり、最先端の演算プロセッサーを製造するのとは異なる形で、AIインフラ市場に参入する道が開ける。
Tower SemiconductorとGlobalFoundriesは、すでにシリコンフォトニクスの製造プラットフォームを提供している。業界関係者の情報によると、両社の生産能力はすでに予約で埋まっており、光チップ顧客が新たな製造パートナーを探す背景となっている。稼働率や納品までの待ち時間は明らかにされていない。
TSMCも関連技術を提供しているが、フォトマスクなどにかかるコストが高い先端プロセスを用いる。フォトマスクは回路パターンをウエハーに転写するための原版だ。光チップの設計企業にとっては、こうした開発費用に加え、ウエハーの製造費用もかかる。
UMCが打ち出す強みは、確立したプロセス、光デバイス製造の専門知識、12インチウエハーでの生産を組み合わせた点にある。大口径ウエハーは生産規模の拡大に寄与し、歩留まりや工場運営が適切に管理されれば、チップ1個当たりの製造コストを抑えられる。顧客が異なる生産ロットのチップでも安定した動作を期待するため、プロセスの一貫性も重要となる。
ウエハー価格が7倍なら収益構造も変わる
報じられた事業で最も目を引く財務面の特徴は、推定される価格プレミアムだ。一部の先端PICウエハーは、一般的なCMOSウエハーの約7倍の価格で販売されているという。CMOSは、多くの電子チップの製造に広く使われる方式だ。
UMCにとって、高価格製品の構成比が上がれば、平均販売価格（ASP）の上昇につながる可能性がある。ASPは販売単位当たりに得られる平均売上高を指す。既存製品すべての価格を引き上げなくても、製品構成を変えることで上昇させられる。
利益は、光ウエハーの製造コスト、ウエハーに含まれる良品チップの数、開発費用、そして顧客が最終的にどれだけ工場の生産能力を利用するかにも左右される。PICの製造には高度な光学構造や集積工程が伴うため、歩留まりが重要な経営上の要素となる。歩留まりとは、製造したチップのうち、要求仕様を満たす割合をいう。
したがって、UMCへの投資の見通しは、価格倍率の高さだけでは測れない。継続受注、安定した歩留まり、生産ラインの持続的な稼働があって初めて、魅力的な販売価格を持続性のある事業につなげられる。初回受注の規模と追加購入の可能性は商機を示し、計画されている生産能力の拡大は、UMCが目指す事業規模を示している。
2つの技術路線で事業を拡大
UMCの光通信事業には、シリコンフォトニクスPIC、薄膜ニオブ酸リチウム技術、先端パッケージングが含まれる。12インチのシリコンフォトニクス基盤の中核を担うのは、シンガポール工場だ。
もう一つの路線は、UMCの完全子会社である光電半導体企業Lian Ying Optoelectronicsと、海外パートナーとの協業を活用する。同社は光電子部品や、特殊材料を用いたウエハーの製造経験を持つ。このため、グループには従来型の電子チップ以外の事業に取り組むための知見がすでにある。
薄膜ニオブ酸リチウム（TFLN）は、電界に応じて光学特性が変化する材料の薄膜を利用する。通信機器内で光を制御する用途に適している。この技術の開発により、すでにウエハー生産を始めたシリコンフォトニクス基盤に加え、UMCの技術選択肢が広がる。
光部品と電子部品を実用製品の中で効率よく接続する必要があるため、先端パッケージングも戦略の一部となる。UMCは、製造プロセス、特殊材料、部品の集積を一体的に進めており、それぞれの技術が異なる設計ニーズに対応する。
生産能力の拡大計画は2030年まで
UMCはシンガポールのP4地区でシリコンフォトニクスの生産能力を拡大すると発表し、台湾南部では新たなP7、P8施設の計画に着手した。PICの長期的な生産能力目標は月産1万8,000枚で、設備の設置は2028年末に始まり、2030年に全面稼働する見通しだ。
報じられた最大1万枚の初回受注は、将来の月産能力目標の約56％に相当する。この比較は計画されている生産基盤の規模を示すものだが、受注自体の納期は明らかにされていない。月産1万8,000枚を安定して維持できれば、年間では21万6,000枚に相当する。
主な節目は以下の通り。
- 年は明らかにされていない7月：UMCとSILITHは、18カ月の開発を経て、シンガポールで12インチのシリコンフォトニクスウエハーの初回生産分を出荷したと発表。
- 2028年末：長期拡大計画に基づき、設備の設置を開始する見通し。
- 2030年：PICの生産能力は、計画上の最大規模である月産1万8,000枚に達することを目指す。
大手顧客は将来の生産能力の割り当てについて、すでに協議を始めているという。生産枠を早期に確保すれば、顧客は自社製品の投入計画や供給責任を立てやすくなる一方、UMCにとっても新施設が本格稼働する前に需要をより明確に把握できる。
UMCと顧客にとっての変化
UMCは、専門的な製造と高付加価値製品を軸とした成長機会を得る。シンガポールでの生産開始、Sailiの既存チップ出荷、そしてInnoLightとの取引報道により、同社の技術開発は高速光通信市場にすでに参加している顧客と結び付く。
光チップ設計企業にとっては、より高速なチャネルやモジュールの開発に向け、製造委託先の選択肢が増える。クラウド企業に供給するモジュールメーカーにとっては、データセンターの高速接続需要を満たすうえで、十分なウエハー生産能力を確保することが重要になる。UMCがより大規模な生産能力を確保する計画は、初回生産の達成から数年先を見据えたものだ。
当面の事業上の焦点は、報じられたシンガポールでの受注だ。長期的には、シリコンフォトニクス、特殊光学材料、パッケージングを組み合わせた、継続的に生産できる事業の構築を目指す。大きな収益貢献につながるかどうかは、出荷量、製造コスト、生産能力の拡大に伴いUMCが実現する製品構成にかかっている。
要点
- UMCはInnoLightとSailiから、シンガポールで生産するPICウエハーを最大1万枚、初回受注したと報じられている。
- UMCは特定の顧客や受注についてコメントを控えており、従来型CMOSウエハーの7倍という推定価格は確認されていない。
- UMCとSILITHは、18カ月の開発期間を経て、初回生産ウエハーを出荷したと発表した。
- Sailiの100Gおよび200G製品は800万個超を出荷しており、UMCと1チャネル当たり400Gの技術を開発している。
- UMCのPIC生産能力の長期目標は月産1万8,000枚。設備設置は2028年末に始まり、2030年の全面稼働を目指す。
