キオクシアの光SSD、京セラ・アイオーコアと進める国の事業で補助は当初の約半分に

光SSDが狙うのは省電力でなく帯域、国の事業の省エネ目標は40%から35%に

キオクシアが光SSDで目指すのは、消費電力の削減ではなく帯域の拡大である。同社は2025年10月時点の計画書で、2030年のデータセンターの電力のうち、空調などIT機器以外が36%、CPUが27%、ネットワークが15%、DRAMが10%、SSDが1%などを占めると推計した。SSDの電力はわずかで、それを削るより帯域を広げてサーバーの効率を上げる方が効くとみたためだ。

具体的には、連続読み出しの速さを研究の開始時 (2021年度) のPCIe 3.0世代の8倍にし、2028年に複数のSSDを束ねた装置全体で1,024GT/sに引き上げる。GT/sは1秒あたりに信号を送る回数 (単位は10億回) で、1,024GT/sはデータ量にすると、符号化に使う分を含めて毎秒約128GBにあたる。同社は事業開始時点の計画書では、同じ目標を2028年に装置全体で毎秒128GBと表し、2021年時点の一般的なSSDの帯域を毎秒4GBとしていた。当時は、2025年頃に広まるとみていたPCIe 6.0の4レーンのSSDでも1台では毎秒32GBまでと見込み、これを複数台束ねる計画だった。計算上は4台で毎秒128GBになる。

2026年2月の講演資料にある、光スイッチで8台を結んだ構成は、この目標に接続規格の数字の上で並ぶ。PCIe 5.0の4レーンは1台あたり128GT/s (32GT/sの4本分) で、8台なら1,024GT/sと目標値と同じになる。ただし1台ずつの実測の連続読み出しは毎秒14.1GBで、キオクシアは8台を同時に動かしたときの合計の性能を示していない。

国の事業全体の目標も変わった。NEDOは2021年の公募で、2030年までに当時普及していたデータセンターより電力を40%以上減らす目標を掲げ、各社も2025年10月時点の計画書で40%以上としていた。経済産業省は、この事業について定める「研究開発・社会実装計画」を2026年3月18日に改め、目標を35%以上とした。途中で取りやめた省電力アクセラレーターと不揮発メモリーの研究の分を除いた目標だと注記している。NEDOは10月時点で、事業の紹介ページに「2021年度に普及のデータセンターと比較して、35% 以上の省エネ化を目指します」と記す。キオクシアも2026年2月27日の講演で使った資料 (2026年3月時点の情報と記す) で、35%以上としていた。

PCIe 6.0対応の光部品は開発が遅れ、京セラは台湾企業と組んだ新製品を発表

PCIe 3.0世代の8倍という目標値は、PCIe 6.0世代の速さにあたる。その世代に対応する部品の開発は、2025年10月時点で計画より遅れていた。キオクシアは同じ時点の計画書で、PCIe 6.0対応の光電変換モジュールを載せてPCIe 5.0で動かす2次試作機について、進み具合を、ほかの2つの開発に付けた計画どおりの「○」ではなく「△」とし、その欄にモジュールの仕様の見直しと書いた。残る課題にはこのモジュールの開発の遅れを示し、アイオーコアと協議を続けているとした。

アイオーコアも同じ時点の計画書で、PCIe 6.0対応の光モジュールを組み上げて動きを調べている段階だとし、高速で動くかの確認を、計画どおりを示す「○」ではなく「△」とした。キオクシアは2026年2月の講演でも、PCIe 6.0に対応する試作機をつくることを今後の課題とし、製品にするには小型化とコストの引き下げ、歩留まり (良品の割合) の改善が要ると説明した。同社は事業開始時点の計画書で、光電変換チップの発熱でSSDの動作の速さが抑えられ、帯域が下がるおそれがあることも、課題として示していた。

京セラは2026年3月10日、OPTINITYの新製品として、PCIe 6.0の16レーンに対応する着脱式のモジュールを開発したと発表した。共同開発の相手は台湾のオーセンエックス (AuthenX) で、シリコンの基板に光の回路を作り込む技術 (シリコンフォトニクス) を手がける。京セラは2025年12月に自社のベンチャー投資ファンドを通じて、オーセンエックスに出資した。新しいモジュールは、接続できる距離を電気配線の10メートル以下から数百メートル以上に延ばし、信号を整え直す部品 (リタイマー) を不要にするという。京セラはこの成果もNEDOの同じ事業によるものだと記す。2025年4月の光SSDの発表では、京セラのモジュールはアイオーコアの光トランシーバーと組み合わせて使われていたが、今回のPCIe 6.0対応品は台湾企業と共同で開発した。キオクシアの光SSDに使うかどうかは、京セラもキオクシアも示していない。

光電融合の部品を担うアイオーコアと京セラは、キオクシアより自己負担が大きい

アイオーコアは、技術研究組合の光電子融合基盤技術研究所から研究成果の知的財産権と技術の一部を受け継ぎ、2017年に設立された。5ミリ角の光トランシーバーを手がけ、セ氏100度の環境で動く光モジュールを作れるのは自社だけだと説明している。同社の計画書によると、必要な資金は合計約180億円で、国の負担が約56億円、自社の負担が約124億円になる。このうち研究開発への投資は約78億円で、自社の負担には2029年度以降の量産技術や設備への投資を含む。2028年度までの研究開発投資から国の負担を差し引いても約22億円になり、キオクシアの自己負担の約4億円を大きく上回る。計画書では、国内の主なコネクターメーカー3社が株主として出資しているとする。投資を回収できる時期の見通しは、事業開始時点の計画書の2031年頃から、2025年10月時点の計画書の図では2035年頃に延びた。同じページの箇条書きには、研究開発費を2031年度に回収する予定とする記載も残る。

技術面では、PCIe 5.0の光モジュールでセ氏105度でも信号の品質を示す波形 (アイ波形) を得た。光源には、高温でも光り方が安定する量子ドットレーザー (直径約10ナノメートルの半導体の粒を使うレーザー) を使い、QDレーザと緊密に連携しているという。同じ計画書では、レーザーを2社から買い、費用を下げて安定した供給を図るとも記す。QDレーザは2023年4月、アイオーコアから量子ドットレーザー6万個を量産受注したと発表し、量子ドットレーザーを量産できるのは世界で自社だけだと説明している。アイオーコアはさらに、130度を超えて連続で動くことを目指す新しい構造のレーザーの開発で、短く点滅させる動かし方 (パルス動作) により200度でもレーザー光が出ることを確かめた。

京セラが国の事業で受け持つのは、データセンターのラックの間や外部の回線を光で直結するネットワークカード (光スマートネットワークカード) のうち、光と電気の部品を1つの基板にまとめるパッケージング技術である。計画書の資金計画の表では、総事業費は43億円で、国の負担30.5億円、自己負担12.5億円と、事業開始時点から変わっていない。ただ、同じ計画書の末尾では、事業期間中に投じる自社費用を17.7億円 (事業開始時点は12.5億円) としており、計画書の中で数字が食い違う。京セラは8年間の研究の後、2030年頃に事業化し、2035年頃に投資を回収するとみる。2035年度までの売上高は関連事業を含めて合計4,000億円とし、高性能計算やAIのサーバーを結ぶ光伝送モジュールで世界シェア15%を目標に掲げる。一方で、光と電気の部品を一体にする技術 (光電集積) や光の技術の蓄積が足りないこと、光伝送モジュールの事業を持たないことを自社の弱みとしている。同社は2023年12月に完成したクリーンルームに、光の通り道を作り込んだ基板 (光導波路基板) と光電集積モジュールの試作ラインを設けた。

京セラが現在、光の分野で稼いでいるのは別の部品である。同社は2026年3月期の決算説明会で、AIデータセンター向けでシェアの高い製品に、光送受信用のセラミック基板と、光通信や光スイッチの部品を収めるセラミック製の容器 (パッケージ) を挙げた。光トランシーバーのメーカーなどを経由して、米国の大手IT企業が手がけるAIデータセンター向けの採用を強化し、高速光通信用のパッケージに重点的に投資するという。京セラの研究開発費は2026年3月期が1,157億円で、前期の1,161億円からわずかに減った。2027年3月期は1,200億円を見込む。光電集積の研究の総事業費43億円を8年で割ると年約5.4億円で、2026年3月期の研究開発費の約0.5%にあたる。光電融合に関わる日本企業の全体像は、光電融合の業界地図の記事にまとめた。

光SSDの試作機は、電気で接続した場合とほぼ同じ速さを出した。ただ、キオクシアの計画では事業化は2029年頃で、その前にPCIe 6.0に対応する光部品の開発が控える。光電融合の部品で事業化を目指すアイオーコアと京セラは、キオクシアより自己負担が大きく、投資の回収にも長い時間を見込む。

※2026年10月4日、一次資料に基づき全面的に書き直しました。旧版で光SSDが「省エネ40%を実現する」とした記述は、国の事業全体の目標を指しており、2026年3月の計画改定で、中止した2テーマを除いて35%以上となっているため、その旨に改めました。旧版の、2026年後半から国内の主要データセンターなどで実地の試験が始まり2027年以降の設計基準に組み込まれる見通しとした記述と、「光通信は伝送損失がほぼゼロ」「光の軸を1マイクロメートル未満の精度で固定」とした記述は、出典を確認できなかったため削除しました。アイオーコアを産業技術総合研究所発とした記述は、技術研究組合光電子融合基盤技術研究所の技術を引き継いだ会社に改めました。3社の国家プロジェクトとした記述は、富士通を幹事とする7社の事業に改めました。

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