Lumentum：生産能力が逼迫、万能な「水売り人」は他にどんな得意技があるのか？

「光通信業界のベテランから“万能の水売り”へ、Lumentumは何故選ばれるのか？」では、イルカ君がLumentumの最も中核となる光デバイス事業の2本柱を分析しました。EMLはプラガブル光モジュールの利益基盤を確保し、高出力ディスクリートレーザーUHP CWはCPO/NPO次世代アーキテクチャの拡大を狙っています。

この二つの路線の根底ロジックは異なるようで最終的には一致しています――高性能レーザーチップの需給は極端に不均衡となり、自社生産能力を持つ大手メーカーは値上げ・長期契約・粗利率上昇の恩恵を同時に享受し始めています。

しかしEMLであれCWであれ、すべて同じインジウムリン（InP）ウェハーから「切り出す」必要があります。インジウムリンの結晶成長は遅く、ファウンドリは存在せず、新規生産能力の立ち上げにも2~3年かかるため、Lumentumの成長は遅かれ早かれウェハー生産能力の天井にぶつかることになります。では、Lumentumには他にどんな手札があるのでしょうか？

本稿ではさらに二つの問題に焦点を当てて議論を続けます:

1、Scale-acrossはなぜ伝統的なテレコムデバイス事業を“古木に花咲く”状態にしたのか？

2、Lumentumはなぜ低粗利のモジュール事業に踏み込むのか？

以下、詳細な分析です

一、その他テレコムデバイス＆産業事業：新シナリオScale-acrossで「老木に新芽」

Lumentumのテレコム事業はここ数年典型的なストック型ビジネスであり、需要側は世界の通信事業者、設備投資のペースは緩やかでサイクルにより変動し、成長は既存ネットワークの拡張に頼っていました。しかし今回のAIがこのストーリーを崩壊させました。その理由は単純で―― 電力が足りなくなったからです。

ご存知の通り、単一データセンターキャンパスが確保できる電力供給上限は限られています。トレーニングクラスターの規模がキャンパスで賄えるパワーを超えると、トレーニング作業はキャンパスを跨いで分散せざるを得ません。つまり、数十〜数百キロ離れた別データセンターと、地元サーバールームが一台のマシンのように協調して働かなければなりません。このリンクがScale-acrossです。

距離が長くなるとデータセンター内部の光インターコネクト技術は無効になります：

サーバールーム内部（Scale-up＆Scale-out）では強度変調直検出（IM-DD）が一般的です：光信号の強弱でデータを運び、受信側はフォトダイオードで直接光強度を検出し電気信号へ変換します。この方法はコストも消費電力も低いですが、受信時に光の強度しか取得できず、位相情報（特定位置・タイミングにおける光波の山や谷といった情報）が電気変換時にそのまま失われます。

短距離では影響は限定的ですが（DSPで電気的に補正可）、長距離光ファイバー伝送では分散が発生し、波長ごとに伝送速度が異なり、光パルスが広がって最終的に信号同士が干渉し合います。

そのためキャンパス間・長距離インターコネクトにはコヒーレント光通信方式が必須であり、光の位相や偏光といった次元も使って符号化情報を持ちます。受信側は局部発振光と信号光をミキシングし、振幅や位相の完全な情報を復調、その後コヒーレントDSPで分散や非線形損傷の補償・信号補正を行います。

ただしコヒーレント方式ではリンクの複雑性が大幅アップします：超狭線幅でチューナブルなレーザー、高精度のコヒーレント変調器、デュアル偏光受信機、そして数十キロごとにEDFA光増幅器を増設して伝送損失を補う必要があります。

Lumentumにとって、同社のコヒーレントフォトニクス分野での長距離/都市圏ネットワーク向け光デバイス開発・伝送エンジニアリング能力は、AIデータセンターのキャンパス間インターコネクト（Scale-across/DCI）シナリオにそのまま流用できます。

以下、Lumentumがコヒーレント光接続で代表的な2種類のデバイスを具体的に見ていきましょう：

1、チューナブルレーザー（ITLA）——コヒーレントリンクのための「クリーンな光源」

ITLA（集積型チューナブルレーザーアセンブリ）はコヒーレントモジュール内の光源であり、目的はただ一つ：「クリーン」な連続光を継続的に出力すること。1台のZRコヒーレントモジュールには通常ITLAが1つだけ搭載され、そこからの光は2つに分岐し、一方は変調の上で外部送信しデータを伝達、もう一方は受信側で参照光（ローカルオシレーター光）として復調に使用します。そのため光源品質が悪化すると送信・受信両面に影響します。

「クリーン」とは以下3条件を満たす必要があります：

a. 超狭線幅：光の色は波長で決まりますが、いくら単色でも中心波長の近傍に多少広がりがあります。これが線幅です。

線幅が狭いとは、位相を使って長時間規則正しい情報が保てること。位相情報でデータを送るのに、光源の位相自体がブレていたら受信側はどれがデータの変化でどれがノイズか分からなくなります。

b. 波長が通信Cバンド（1310/1550nmバンド、光ファイバー内で損失が最小となる波長範囲）に正確に合致

c. 光源の品質が長期間安定していること

EMLレーザーとは異なり（EMLは世代ごとに変調部再設計や、二次エピタキシャル接合などプロセス課題を解決する必要がある）、ITLAはチップ自身の設計変更が不要で、二十年以上の進化でチップ・共振器設計はもはや相当成熟しています。

量産のコア難易度はチップ後工程のマイクロパッケージングと全波長キャリブレーションにあり、ここがITLAがコヒーレント通信用の「クリーン」光源として使えるか否かの鍵です。

a、マイクロパッケージング：上述のEMLやCWは、本質的に光路が一直線で、チップから出た光はレンズやアイソレータを経て光ファイバーに結合、波長はチップで決定済出荷時に固定、光学部品間は一対一の直列構成です。

下図の通り、ITLAには「自己補正」のフィードバックループが加わります。チップから出た光の一部は波長ロッカーに分岐、現波長と標準グリッドの偏差をリアルタイムで比較し、そのデータをもとにチップ駆動電流を調整。

よって、ITLAのパッケージングは単なるチップ保護・光信号の導出ではありません。高集積でない限り、レンズ・アイソレータ・プリズム・エタロン等の個々の光学コンポーネントの位置と角度をμm単位で正確に合わせて貼り付け、密封し、温度や電気接続・光結合も完璧に維持する必要があります。

ITLA特有のフィードバック光路は、μmレベルのアライメントを要する新たな光学部品群をもたらし、しかも温度変化や長時間のエージングでもアライメントがズレないことが必要で、パッケージング難度が大幅に高まります。

b、全波長キャリブレーション：上記で述べた通り、EML/CWレーザーは単一固定波長のみ対応なのでキャリブレーションは単純で、目標温度下で駆動電流・出力・消光比などの単一パラメータを適合すれば完了です。

コヒーレント伝送ではDWDM（高密度波長分割多重）技術を採用しています。同一本ファイバー内で数十チャンネルが独立波長で伝送、それぞれ極狭間隔で波長を区別。よってITLAはCバンド全体、最大で100チャンネル近くを自由自在に切り替える必要があります。

特定波長に安定出力するには、反射部・位相部等のチューニング値（電流注入や加熱パワー）、ゲイン部の電流値、チップの温度など様々な制御量を決定しなければなりません。しかもこれら変数は相互に連動し、出力波長との関係は単純な線形でもありません。一つの表が全チップで共通というわけにはいきません。

従って、全ITLAは出荷前に個別キャリブレーションが必須——全稼働温度域で各制御量組み合わせをスキャンし、それぞれの“制御パラメータ—波長”のマッピング表を多次元で生成、デバイスメモリにストア。キャリブ面精度が、チャンネル切替時の一次ロック成否に直結します。精度不足だと切替時に波長ずれやチャンネル間干渉が発生します。

総括するとITLAの二つのボトルネック——マイクロパッケージングと全波長キャリブ——肝は設計や材料自体でなく、製造・テスト工程のノウハウです。差は歩留まり、長期安定性、キャリブモデル精度で、これは出荷量とともに理論上繰り返し改善可能です。

したがって、この分野のプレイヤーは比較的多い：海外ではLumentum、Coherent、住友電工、富士通；中国ではHuawei系やAccelink等もITLAを自社開発し、製品は主に国内通信事業事業者ネットワーク向けに提供。

Lumentumに関しては、競争優位の本質は海外設備メーカーのサプライチェーンで長期安定な認可資格です（国産メーカーは主に国内現場で信頼性データを積み上げますが、海外サプライチェーンの評価はまだ限定的）。ただコヒーレントプラガブルモジュールの普及がさらに進み、国内メーカーの海外認証が進むほど、このLumentumのチェーン認可優位は徐々に低減するとイルカ君は見ています。

2、ポンピングレーザー——EDFA光増幅器へエネルギーを注入する“励起光源”

コヒーレント信号は光ファイバー伝送中に常に減衰します。長距離走行車に例えれば、走るほど燃料が減るので給油所や燃料車が必要です。

EDFA（エルビウムドープ光ファイバアンプ）は給油所に、ポンピングレーザーは燃料車となります。ポンピング光をこのファイバー区間に送り込むと、エルビウム原子が吸収しエネルギーチャージされます。

こうして、Cバンドの信号光が通ると、エネルギーを満たしたエルビウム原子が“トリガー”となり、信号光と同じ光を放出——つまり信号が増幅されるわけです。

ここで、980nmポンプレーザーはエネルギー供給役のため色純度は求められませんが、パワーは重要で、アンプ出力は投入エネルギー量次第です。

レーザーが発光する根拠は、電子が高エネルギー準位から低エネルギー準位に遷移してフォトンを放出すること。このエネルギー差が大きいほど放出エネルギーも大きいです。

このエネルギー準位差は半導体材料に依存します：レーザーの活性発光層は基板上にエピプロセスで層状成長され、基板選定が使える発光材料体制や波長範囲をほぼ決めてしまいます。

前述のEML、ITLA、CWはCバンドでインジウムリン（InP）基板が必要ですが、980nmポンピングレーザーは（EDFA内エルビウムイオンは980/1480nm光のみエネルギー遷移）主にガリウムヒ素（GaAs）材料系が使われます。

この基板材料体系の違いを理解した上でポンピングレーザーのコア技術障壁を見てみましょう：

レーザーチップの研磨・エピ成長・プロセスが済んだ後、シリコンフォトニクスの切断とは異なり、結晶格子の方角に沿って割って原子レベルの平滑エッジ（光チップの解離）を実現します。

その「絶技」なのが切断後の露出面——レーザー共振面。割った後2つの大きな問題が差し迫ります：

a. 980nmポンピングレーザーはエネルギー出力が強いが出口は小さく、共振面へのパワー負荷が大きく損傷しやすい:

b. ガリウムヒ素基板はGa原子の反応性が高く、かつポンピングレーザーのエピ材料にはAlも含まれ、割面の酸化が急速に進み、裸面欠陥に繋がる;

酸化で吸光し発熱も増え、共振面が局所融解しレーザーが破壊される、いわゆる「共振面災害性光学損傷：COMD」です。

解決方法は超高真空下で作業し、保護膜で共振面をパッシベート（酸化防止、空気遮断）。

ITLAのマイクロパッケージ（設備やパーツは外部調達可、差異はパッケージ歩留まり）とは異なり、共振面パッシベーションは材料・プロセス層のノウハウにより近い：パッシベーション膜の材質・厚さ、真空度、解離から被膜までの時間などのパラメータ全て、共振面の耐パワー上限を決定し、技術的障壁が高い。

Lumentumの窓面パッシベーション技術は業界トップレベル：パッシベーション以外に、チップ内部の非吸収ウィンドウ構造も併用、さらなる災害性光学損傷【COMD】耐性をアップさせています。

業界構図としては、テレコムグレード980nmポンプはビーム波長安定度要求が非常に厳しく、海外数社で寡占：Lumentum（技術系譜はかつてのポンプレーザートップSDL）、Coherent、古河電工。Lumentum経営陣の業績発表では、この市場でのシェアは約70〜80%で独占的地位を維持。

上記2つの代表的デバイス以外に、イルカ君は以下表でLumentumのコヒーレント光分野での製品ラインと主な競合他社をまとめました。

この表から明確な傾向が読み取れます：下流に近い光物理（発光および増幅）になるほど市場集中度が高い（材料エピ・チッププロセスには極めて高い技術障壁がある）いっぽう、中流の変調・系統側になるほど競争が多様で複雑です。

Lumentum全体としては、下流展開を選択的に行い、自社が光チップで支配力を持つ分野のみにモジュール/デバイスインテグレーション（例：800ZR/1.6T ZRコヒーレント光モジュール、Nano-ITLAパッケージ部品）を下流展開し、粗利率・供給確保のアドバンテージを得つつ、BroadcomやMarvellなどDSP半導体大手と正面競争する領域では過度に巻き込まれない戦略です。

現在テレコム事業は12億ドル、会社売上の約40%を占めます。調査情報によると、そのうちAIの跨キャンパスインターコネクトと直接関連する部分は、調査を総合し約3億ドル（比率25%）、残り約9億ドルは通信キャリアの従来需要で、基本的に横ばいです。

タイミングとしては、DCI（キャンパス間接続）コヒーレントモジュールは現状メインの400ZR（400G単波コヒーレントモジュール）から800ZRへの世代交代時期です。

Cignal AIによれば、2026〜2027年が800ZRの本格拡大期、2028年からは1.6T ZRが商用化スタート（1.6T ZR規格は2026年9月発表、2027年サンプル投入、2028年量産開始見込み）、単一光源価値が第二のステージへジャンプします。

現状、出荷数量前年同期比80%〜130%増（直近期だとポンプレーザー出荷80%以上増・狭線幅チューナブルレーザーは130%増）、AI横断キャンパスインターコネクトの急増でテレコムデバイス部門に第二の成長カーブが現れています。

ここまでの分析で明らかなように、利益基盤のEML事業、計算力クラスター需要増のCW（UHP-CW含む）事業、AI跨キャンパス接続で価値が高まるDCIコヒーレント事業、いずれも同じ供給が逼迫したインジウムリンウェハーの生産能力を競っています。

Lumentumの立場では、インジウムリンウェハー供給制約下で業績弾力性を最大化するには、一枚当たりの付加価値向上により高価値チップに生産を集中しウェハー単価あたりの収入・利益を最大化するか、インジウムリンウェハー不要の新規事業曲線を開発し、最終的な生産上限への依存から脱却するか二択です。

それでは次の分析に移ります：

4、光モジュール：チップからモジュール販売へ、モジュール型納入能力を補完

2023年のCloud Light買収後、LumentumはGoogle、AWS等クラウド事業者へ800G/1.6Tの完成モジュールそのものを納品する能力を獲得。製品はScale-outのラック間接続向けですが、納入形態は光チップからさらに上位の完成モジュール化まで拡大されました。

競争環境の観点では、プラガブル光モジュールは極めて成熟し、競争が苛烈な市場です。LightCountingの最新ランキングでは、世界トップ10光モジュール企業中、中国企業が7社を占めます。

中国メーカーは生産能力・製造コスト面で顕著な優位性を持ちます。そのため、Lumentumは汎用標準SKUで量やコスト競争をせず、高速・高技術障壁なカスタムモジュールに集中しています。

調査に基づけば、現在Lumentumのモジュール関連年間売上は約7.2億ドルで24%を占め、会社で最大の単一製品ラインですが、粗利率は30%程度と上述デバイス事業より明らかに低いです。

では、これほど競争激烈で粗利益の低いプラガブルモジュール分野に、なぜLumentumはCloud Lightを買収したのでしょうか？イルカ君の見立てでは主な狙いは二つ：

a、自社開発光源のインハウス採用でモジュール事業の収益性改善

Cloud Lightはこれまでレーザーを外部調達していましたが、今後徐々に自社製CWをモジュールに搭載（現時点で約20%のモジュールが自製レーザーで、今後比率拡大）。光源自前化で外注コスト分の利益を社内に留保、事業粗利を上積みできます。

光源はモジュール価格の17〜18%前後を構成、単純計算で自社比率20%→50%でモジュール事業の粗利率3ポイント上昇が期待されます。

b、モジュールレベル封止・完成機テスト・クラウド業者との機器認証を充足、NPO/CPO事業への布石

決算説明などでも触れられていますが、NPO・CPO関連顧客の一部はサブシステム／完成機モジュールの供給能力を必須要件にしています。裸チップだけのサプライでは、たとえUHP-CWチップ性能が基準を満たしてもELS（External Laser Source）完成機の受注はできません。Cloud Lightのパッケージングや機器テスト、クラウド顧客向け認証能力により、Lumentumはチップから完成モジュールまで一気通貫の能力クローズを実現。ELS完成機サプライチェーン参加の入場券を得たことになります。

5、OCS光スイッチ：技術ダウングレード型の付随事業

Lumentum事業の最後のパート——OCS、純光媒体のスイッチ（データセンタースパイン層の電気スイッチを置換）、極限の低遅延・透過伝送を実現します。

LumentumがOCS展開の理由は明快、DCIコヒーレントデバイス成長論理の延長＝既存技術の再利用だからです。

OCSの数百ポート向けMEMSチップは、テレコム事業で20年以上使われてきた波長選択スイッチ（WSS）の光路制御技術と同源——いずれもマイクロミラーで光ビームを精確に指定ポートに振り分けます。WSSは波長単位でルーティング、OCSは物理ポート単位で光路スイッチをします。

ですから、GoogleがTPUクラスターで光スイッチOCSを大量採用し、外部供給元を求めた時に、Lumentumは数百ポート規模かつMEMSミラーの現場品質が数十年も商用ネットワークで実証された世界でも稀有なメーカーといえます。

競合関係では現在、OCSの技術ルートは5系統が競争中：Lumentum主導の3D-MEMS（ミラーチルト）、CoherentのLCOS液晶シリコン、Polatisの圧電セラミック、iPronicsのSiPh、そしてTelescentのロボットアームでの光ファイバー切替方式。

現時点で、「数百ポート＋大規模AIクラスターの現実ネットワーク検証」というダブル要件を満たしているのはMEMS方式だけで、Google TPUクラスターでの大規模商用検証も突破済です。

よって、LumentumのOCS優位は先行性と現場大量商用であり、基本原理面の技術障壁は高くなく、コア参入障壁は量産化とクラスター規模での現場工程バリデーションにあります。

なお、現在の最大リスクはGoogleがLumentum OCSの最大顧客であり、かつ自社開発能力を有する＝潜在的競合でもあることです。

事業拡大は、Googleの外にMicrosoftやMetaなど第2陣クラウド大手がどこまで追従するかに懸かっています。現時点ではGoogleのみ本格実装、Microsoft・Meta・AWSは小規模プロトタイプ検証中、本格量産調達には至っていません。

まとめ：光インターコネクト業界唯一の全シナリオ“水売り人”

2回にわたる解剖記事を通じて、AI計算力ネットワークのアーキテクチャ発展のたびごとにLumentumの存在価値が際立つことがわかります：

横展開（Scale-out、ラック間）：高性能EMLレーザーチップでプラガブル光モジュールの超粗利基盤を堅持；

縦積増強（Scale-up、ラック内）：次世代CPO/NPOアーキテクチャ展開に乗じ、UHP高出力CWチップで爆増を目指す；

跨区展開（Scale-across、キャンパス間）：“電力ボトルネック”が生む分散型クラスター需要に応え、テレコムネットワーク向けのコヒーレントチューナブル光源（ITLA）、ポンピングレーザー、ROADM/WSSの土台能力を長距離DCIリンクに流用、ストック資産の“古木に新芽”を実現；

ネットワークアーキテクチャ（Spine層）：MEMS OCS光スイッチで全光交換ネットワークに直攻、高粗利・巨大市場でインジウムリンウェハー消費と無縁の第2成長カーブ開拓。

要するに、AI光接続ネットワークがどの層をどう進化しようと、Lumentumは不可欠なベースポジションを持っています。次回は各製品の業績シミュレーションと、Lumentumの本当の価値を解明するのでご期待ください！