フォトニック波導カプラーの2025年：次世代光接続性と市場拡大を解き放つ。高度なカップリング技術がフォトニクスの未来をどのように形作っているかを探る。
- エグゼクティブサマリー：主要トレンドと2025年の展望
- 市場規模と成長予測（2025–2030年）
- 技術の風景：フォトニック波導カプラーの革新
- 主要アプリケーション：テレコム、データセンター、センシングなど
- 競争分析：主要企業と戦略的動き
- 地域市場のダイナミクス：北米、ヨーロッパ、アジア太平洋
- 新興材料と製造技術
- 採用に対する課題と障壁
- 規制基準と業界の取り組み
- 将来の展望：破壊的トレンドと長期的な機会
- 情報源と参考文献
エグゼクティブサマリー：主要トレンドと2025年の展望
フォトニック波導カプラーは、統合フォトニクスにおける重要なコンポーネントであり、波導間の光信号の制御された転送を可能にし、光通信、量子コンピューティング、センシングの進展を支えています。2025年には、データセンター、テレコム、そして新興の量子技術におけるデータレートの向上、エネルギー効率、ミニチュア化に対する需要によって、業界は加速的な革新を経験しています。
重要なトレンドは、シリコンフォトニクスプラットフォームの急速な採用であり、これにより波導カプラーのスケーラブルでCMOS互換の製造が可能になります。インテル社やアメリカ統合フォトニクス製造研究所（AIM Photonics）などの業界リーダーは、コンパクトで低損失のカプラーをフォトニック統合回路（PIC）に統合する取り組みを進めています。これらの努力はファウンドリーサービスやエコシステムパートナーシップによって支えられ、迅速なプロトタイピングと商業化を可能にしています。
もう一つの重要な進展は、カップリング効率と帯域幅の向上です。SynopsysやLumentum Holdings Inc.のような企業は、方向性、多モード、格子カプラー設計を最適化するためのシミュレーションツールや製造プロセスに投資しています。これは、次世代光トランシーバーやスイッチを支えるために重要であり、これらはますます高速度での光管理を必要とします。
量子分野では、フォトニック波導カプラーが単一光子操作やエンタングルメント分配のために調整されています。ポール・シェerrer研究所やインペリアル・カレッジ・ロンドンなどの組織は、スケーラブルな量子フォトニック回路に不可欠な、超低損失で高忠実度のカプラーを開発するために業界と協力しています。
今後数年を見据えると、フォトニック波導カプラーの展望は堅調です。人工知能や機械学習のワークロードの普及が、ハイパースケールデータセンターオペレーターにフォトニックインターコネクトの採用を促進しており、高度なカプラーが重要な役割を果たしています。さらに、5G/6Gネットワークの拡大やチップスケールの量子コンピューティングへの推進が、革新的なカプラーソリューションの需要をさらに高めると期待されています。
全体として、2025年のフォトニック波導カプラー市場は、急速な技術進展、エコシステムのコラボレーション、拡大するアプリケーションドメインによって特徴付けられています。主要な半導体およびフォトニクス企業からの継続的な投資と、公共と民間のパートナーシップが、今後数年で高性能でスケーラブルなカプラー技術の展開を加速させるでしょう。
市場規模と成長予測（2025–2030年）
フォトニック波導カプラーの世界市場は、2025年から2030年にかけて大幅な拡大が見込まれており、データ通信、量子コンピューティング、先進的なセンシングアプリケーションにおける採用の加速によって推進されています。フォトニック波導カプラーは、統合フォトニック回路間の効率的な光転送を可能にする重要なコンポーネントであり、高速で低損失の光インターコネクトに対する需要が高まる中で、ますます重要になっています。
2025年には、主要な統合フォトニクスメーカーやファウンドリーからの堅実な投資によって市場が形成されると予想されています。フォトニックコンポーネントの主要供給者であるams-OSRAMや、光学およびフォトニック製品のグローバルリーダーであるLumentumのような企業は、高度な波導カプラーソリューションを含むポートフォリオの拡大を進めています。これらの企業は、次世代光ネットワークへのアップグレードを求めるデータセンターオペレーターやテレコムインフラプロバイダーからの急増する要求に応えています。
シリコンフォトニクスプラットフォームの普及も、もう一つの重要な成長ドライバーです。インテルやimecのような業界リーダーは、スケーラブルなフォトニック統合に重い投資を行っており、波導カプラーは高密度で高性能な光回路を実現するための中心的な役割を果たしています。フォトニックデバイスの進行中のミニチュア化と、低コストで高収率の製造の必要性は、格子カプラーやエッジカプラーを含む革新的なカプラーデザインへの需要をさらに高めると期待されています。
2025年から2030年にかけて、市場の展望は非常にポジティブなままです。クラウドコンピューティング、人工知能、5G/6Gネットワークの急速な拡大が、フォトニックコンポーネントの出荷における二桁の年間成長を促進すると予測されています。Coherent Corp.（旧II-VI Incorporated）やSynopsys（フォトニック設計自動化ツールを通じて）のような企業は、ハードウェアと設計ソリューションの両方でエコシステムを支える重要な役割を果たすと期待されています。
地理的には、北米とアジア太平洋地域が市場成長をリードすると予想されており、フォトニックファウンドリーやR&Dハブへの大規模な投資が行われています。欧州連合は、EUROPRACTICEプログラムのようなイニシアチブを通じて、フォトニック波導技術の革新と商業化を促進しています。
今後、フォトニック波導カプラー市場は、材料科学、パッケージング、ハイブリッド統合の進展から利益を得ると期待されています。商業および産業アプリケーションにおけるフォトニック統合回路のより広範な採用に向けて、波導カプラーの市場規模は2030年までに新たな高みに達することが期待されており、強い需要と進行中の技術的ブレークスルーによって支えられています。
技術の風景：フォトニック波導カプラーの革新
2025年のフォトニック波導カプラーの技術の風景は、高速データ伝送、統合フォトニック回路、量子情報処理に対する需要の高まりによって急速な革新が進んでいます。フォトニック波導カプラーは、フォトニック統合回路（PIC）内で光信号を分割または結合するデバイスであり、光通信とコンピューティングの進化において基盤となるものです。
重要なトレンドは、シリコンフォトニクスへのシフトであり、成熟したCMOS製造プロセスを活用して波導カプラーのスケーラブルでコスト効果の高い生産を可能にしています。インテル社やimecのような業界リーダーが最前線に立ち、コンパクトで低損失の方向性カプラーや多モード干渉（MMI）カプラーを密なフォトニック統合のために開発しています。インテル社は、挿入損失が1 dB未満のシリコンベースのカプラーを実証しており、チャンネルあたり400 Gbpsを超えるデータレートをサポートしており、これは次世代データセンターインターコネクトに展開されています。
ハイブリッド統合も活発な開発分野であり、シリコンナイトライド、インジウムリン、リチウムニオバートなどの材料を組み合わせて、異なる波長域での性能を最適化しています。Lumentum Holdings Inc.やCoherent Corp.（旧II-VI Incorporated）は、テレコムおよびデータコムアプリケーションのためのハイブリッドカプラープラットフォームを進めており、超低損失および偏光非依存設計に焦点を当てています。これらの革新は、コヒーレント光伝送や新興の量子フォトニックシステムを支えるために重要です。
並行して、プログラム可能なフォトニック回路が注目を集めており、LightmatterやAyar Labsのような企業が調整可能なカプラーや再構成可能なメッシュアーキテクチャを統合しています。これにより、光のルーティングを動的に制御でき、光コンピューティングや人工知能アクセラレーターに必要不可欠です。微小電気機械システム（MEMS）や熱光学調整メカニズムの使用により、サブマイクロ秒のスイッチング時間と高消光比が可能になっています。
今後数年は、フォトニック波導カプラーのさらなるミニチュア化と統合が進むと予想されており、異種統合とウエハースケール製造に焦点が当てられています。EUROPRACTICEやAIM Photonicsのような業界コンソーシアムは、エコシステムの発展を支援し、ファウンドリーアクセスや設計ツールを提供して革新を加速させています。800Gおよび1.6T光モジュールが市場に登場するにつれて、スケーラブルでエネルギー効率の高いフォトニックシステムを実現するための高度な波導カプラーの役割はさらに明確になるでしょう。
主要アプリケーション：テレコム、データセンター、センシングなど
フォトニック波導カプラーは、光通信、データセンターインターコネクト、先進的なセンシングシステムの進化において重要なコンポーネントです。2025年には、より高い帯域幅、低遅延、エネルギー効率の高いフォトニック統合に対する需要の高まりによって、その役割が急速に拡大しています。
テレコミュニケーションにおいて、フォトニック波導カプラーは、密な波長分割多重（DWDM）やコヒーレント光伝送に不可欠であり、光信号の分割、結合、ルーティングを最小限の損失で実現します。NokiaやCienaのような主要なテレコム機器メーカーは、次世代光輸送プラットフォームに高度なカプラーデザインを積極的に統合しており、800Gや1.6Tのラインレートをサポートすることを目指しています。これらのカプラーは、ファイバー容量の拡大と柔軟なソフトウェア定義光ネットワークの展開を促進します。
データセンターも重要なアプリケーション領域であり、フォトニック波導カプラーは、同梱された光学とシリコンフォトニクスへの移行を支えています。インテルやAyar Labsのような企業は、コンパクトで低損失のカプラーを活用して、高密度でエネルギー効率の高い光リンクをサーバーとスイッチ間で実現する統合フォトニックインターコネクトを開発しています。これは、東西トラフィックの急激な増加やスケーラブルで低消費電力のデータセンターアーキテクチャの必要性に応えるために重要です。ハイパースケールオペレーターが従来の銅ベースのインターコネクトの限界を克服しようとする中で、これらの環境におけるフォトニックカプラーの採用は加速すると期待されています。
センシング分野では、フォトニック波導カプラーが新世代の高感度バイオセンサー、環境モニター、量子フォトニックデバイスを可能にしています。LioniX InternationalやLumentumのような企業は、ヘルスケア診断、産業プロセスモニタリング、LiDARシステム向けにコンパクトで堅牢なセンサープラットフォームを提供するために、統合フォトニクスの専門知識を活用しています。波導カプラーがチップスケールで光を正確に操作できる能力は、多重センシングやリアルタイムデータ取得の新しい可能性を開いています。
今後数年を見据えると、フォトニック波導カプラーの展望は非常にポジティブです。テレコム、データセンター、センシングの要件が統合されることで、材料（シリコンナイトライドやリチウムニオバートなど）、製造技術、ハイブリッド統合における革新が促進されています。業界リーダーやフォトニックファウンドリーは、挿入損失をさらに削減し、カップリング効率を向上させ、複雑なフォトニック統合回路の大量生産を可能にすると期待されています。その結果、フォトニック波導カプラーはフォトニクス革命の中心にとどまり、超高速でスケーラブルかつインテリジェントな光システムの進化を支えることになるでしょう。
競争分析：主要企業と戦略的動き
2025年のフォトニック波導カプラー市場は、確立されたフォトニクスマニュファクチャラー、統合デバイスメーカー、そして成長する専門スタートアップの間で激しい競争が特徴です。このセクターは、データセンター、テレコミュニケーション、そして新興の量子およびセンシングアプリケーションにおけるシリコンフォトニクスの急速な採用によって推進されています。主要なプレイヤーは、独自の製造技術、戦略的パートナーシップ、垂直統合を活用して市場シェアと技術的リーダーシップを確保しています。
インテル社は、先進的なシリコンフォトニクスプラットフォームと大規模製造能力を活かして、依然として支配的な存在です。同社のフォトニック波導カプラーは、光トランシーバーや同梱された光学の不可欠な部分であり、ハイパースケールデータセンターでの帯域幅とエネルギー効率の要求に応えるために展開されています。インテルの継続的なR&Dへの投資とクラウドサービスプロバイダーとの密接なコラボレーションは、同社の競争力を強化しています（インテル社）。
II-VI Incorporated（現在はCoherent Corp.の一部）は、テレコムおよびデータコム市場向けの高度な波導カプラーを含む幅広いフォトニックコンポーネントのポートフォリオを提供するもう一つの主要プレイヤーです。同社の化合物半導体材料および統合フォトニクスに関する専門知識により、高性能でスケーラブルなソリューションを提供することが可能です。II-VIの戦略的買収とグローバルな製造拠点は、機器メーカーやネットワークオペレーターにとっての重要な供給者としての地位を確立しています（Coherent Corp.）。
アカシア・コミュニケーションズは、シスコシステムズの子会社であり、コヒーレント光インターコネクトおよび統合フォトニック回路におけるリーダーシップで知られています。アカシアの波導カプラー技術は、高速光モジュールの中心であり、主要なテレコムオペレーターやクラウドプロバイダーによって採用されています。シスコによるアカシアの買収は、エンドツーエンドの光ネットワーキングポートフォリオをさらに強化し、フォトニック技術の主流のネットワーク機器への統合を加速させました（シスコシステムズ）。
ヨーロッパでは、STマイクロエレクトロニクスがシリコンフォトニクスプラットフォームを進めており、データ通信やLiDAR、バイオセンシングなどの新興アプリケーションをターゲットにしています。同社のフォトニック統合への投資や研究機関、ファウンドリーとのパートナーシップは、大量生産に最適化された新しい波導カプラーデザインをもたらすと期待されています（STマイクロエレクトロニクス）。
今後、競争環境は新規参入者、ファブレススタートアップ、ファウンドリーサービスプロバイダーが新しい波導カプラーアーキテクチャや材料を導入することで激化すると予想されます。戦略的な動きとして、ジョイントベンチャー、技術ライセンス、エコシステムパートナーシップが市場を形成することが予想され、スケーラビリティ、統合、コスト削減に焦点が当てられます。今後数年は、企業がAI駆動のデータセンター、5G/6Gネットワーク、量子フォトニクスの要求に応えるために革新を続けるでしょう。
地域市場のダイナミクス：北米、ヨーロッパ、アジア太平洋
2025年のフォトニック波導カプラーに関する地域市場のダイナミクスは、統合フォトニクスの急速な拡大、データセンターの普及、次世代光通信システムの推進によって形成されています。北米、ヨーロッパ、アジア太平洋地域はそれぞれ独自のトレンドを示しており、地元の産業の強み、政府のイニシアチブ、主要プレイヤーの存在によって推進されています。
北米は、フォトニック波導カプラーの革新において世界的なリーダーであり、堅牢なR&Dエコシステムと主要なテクノロジー企業の存在によって推進されています。特にアメリカ合衆国は、フォトニクス研究の集中と、インテル社やCoriantのような企業の商業活動から利益を得ています。これらの企業は、シリコンフォトニクスや統合光インターコネクトの進展を進めています。この地域のデータセンターの拡大や量子コンピューティングへの投資は、高性能カプラーの需要を促進しています。さらに、国立標準技術研究所などの政府支援のイニシアチブは、フォトニクス製造と標準化を支援し、市場の展望をさらに強化しています。
ヨーロッパは、テレコム、センシング、自動車アプリケーションに焦点を当てた学術界と産業界の強力なコラボレーションが特徴です。ドイツ、オランダ、英国などの国々は、主要なフォトニクスクラスターと、Photonics21（欧州技術プラットフォーム）やimec（ベルギーとオランダでの重要な活動を持つ）などの企業を有しています。欧州連合の資金プログラム、特にホライズン・ヨーロッパは、波導カプラーを含む高度なフォトニックコンポーネントの開発と商業化を加速させています。この地域のグリーン技術とデジタルインフラへの強調は、今後の採用をさらに促進すると期待されています。
アジア太平洋は、フォトニック波導カプラーの最も急成長している市場として浮上しており、テレコムネットワーク、コンシューマーエレクトロニクス、製造能力の急速な拡大によって支えられています。中国、日本、韓国が最前線に立ち、NEC CorporationやFujitsuのような企業がフォトニック統合と光ネットワーキングに多大な投資を行っています。地域の政府は、国家戦略や資金を通じてフォトニクスを支援し、5G、データセンター、AIインフラにおけるリーダーシップを確保することを目指しています。大規模な半導体製造施設の存在と堅牢なサプライチェーンは、アジア太平洋地域の競争力をさらに強化しています。
今後、すべての地域で2025年以降もフォトニック波導カプラーの採用が続くと予想されており、アジア太平洋地域は量的に他の地域を上回る可能性が高い一方で、北米とヨーロッパは革新と高付加価値アプリケーションにおいてリーダーシップを維持すると期待されています。
新興材料と製造技術
フォトニック波導カプラーの風景は急速に進化しており、フォトニック統合回路（PIC）におけるより高い統合、低損失、および広い帯域幅に対する需要によって推進されています。2025年には、次世代カプラーを実現するために使用される材料と製造技術の両方で重要な進展が見られます。
シリコンフォトニクスは依然として支配的なプラットフォームであり、インテル社やimecが、大量生産のためのシリコンオンインシュレーター（SOI）プロセスの洗練に取り組んでいます。これらの組織は、CMOS互換の製造の限界を押し広げており、サブミクロン精度での波導カプラーの高収率、低コスト製造を可能にしています。しかし、シリコンの間接バンドギャップや限られた透明ウィンドウなどの固有の制限は、ハイブリッドおよび異種統合へのシフトを促しています。
シリコンナイトライド（Si3N4）のような新興材料は、超低伝播損失と可視から中赤外波長までの広い透明性のために注目を集めています。LioniX Internationalのような企業は、特に高Q共振器や低損失カプラーに適したSi3N4ベースのプラットフォームを商業化しています。一方、ams-OSRAMは、アクティブなフォトニックデバイス向けにインジウムリン（InP）などの化合物半導体を探求しており、レーザーと検出器を単一チップに統合したカプラーを含んでいます。
絶縁体上のリチウムニオバート（LNOI）は、強力な電気光学特性と低損失の波導能力のために注目を集めているもう一つの材料システムです。CSEMやLigentecは、量子フォトニクスやテレコミュニケーション向けの高速で調整可能なカプラーを実現するためのLNOI製造を進めています。
製造面では、電子ビームリソグラフィーや深紫外（DUV）フォトリソグラフィーが、ナノインプリントリソグラフィーや直接レーザー書き込みによって補完されており、プロトタイピングや小ロット生産のための柔軟性を提供しています。EV Groupは、サブ100 nmの特徴を持つ複雑なカプラー形状のスケーラブルな製造を支援するナノインプリントツールの著名な供給者です。
今後数年は、III-V半導体、Si3N4、およびLNOIをシリコン基板上でハイブリッド統合することが期待されています。これにより、前例のない性能を持つ多機能カプラーが実現され、データセンター、センシング、量子情報処理における高度なアプリケーションの道が開かれるでしょう。
採用に対する課題と障壁
フォトニック波導カプラーは、統合フォトニクスの進展において中心的な役割を果たしており、波導間の効率的な光転送を可能にし、フォトニック回路のスケーリングを支えています。しかし、2025年時点で、広範な採用を妨げるいくつかの課題と障壁が依然として存在しており、近い将来も持続する可能性があります。
主な技術的課題は、高い製造許容差での低損失、広帯域カップリングの実現です。フォトニック統合回路（PIC）がより複雑になるにつれて、さまざまな波長や偏光状態で性能を維持できるカプラーの需要が高まります。製造プロセスの変動（エッチング深さ、波導幅、材料均一性など）は、カップリング効率やデバイスの歩留まりに大きな影響を与える可能性があります。LumentumやCoherent Corp.（旧II-VI Incorporated）のような主要メーカーは、これらの問題に対処するために高度なリソグラフィーやプロセス制御に投資していますが、特に大量生産においては、より厳しい許容差の必要性が障壁として残っています。
材料の互換性も重要な障害です。シリコンフォトニクスはCMOSプロセスとの互換性から業界を支配していますが、アクティブまたは非線形機能のために他の材料（インジウムリンやリチウムニオバートなど）を統合することは、カプラーの設計と製造に複雑さをもたらします。ハイブリッド統合アプローチは有望ですが、異なる材料の整合や熱的および機械的ストレスの管理において課題に直面することがよくあります。ams OSRAMやSynopsys（フォトニック設計自動化ツールを通じて）のような企業は、異種統合のためのソリューションを積極的に開発していますが、標準化とスケーラビリティは依然として懸念事項です。
パッケージングとテストも持続的な障壁を呈しています。ファイバーとチップ、またはチップ間で光を効率的にカップリングするには、正確なアライメントと堅牢なパッケージングソリューションが必要です。密に統合されたPIC内でのカプラーの自動化された高スループットテストは、まだ発展途上の分野であり、インテルやimecのような企業がスケーラブルなソリューションに取り組んでいます。しかし、パッケージングとテストのコストと複雑さは、フォトニックデバイスの全体的なコストに大きな影響を与え続けています。
最後に、フォトニックカプラーのための普遍的に受け入れられた設計基準やプロセス設計キット（PDK）の欠如は、エコシステムの発展を遅らせています。業界コンソーシアムやファウンドリーは進展を見せていますが、相互運用性や設計のポータビリティは、電子統合回路で見られるレベルには達していません。これにより、小規模な企業や新規参入者の迅速な革新能力が制限されています。
今後、これらの課題を克服するには、材料供給者、ファウンドリー、設計ツールプロバイダー、システムインテグレーター間の継続的なコラボレーションが必要です。プロセス制御、異種統合、自動テストへの投資が成熟するにつれて、フォトニック波導カプラーの採用は加速すると期待されますが、次の数年で重要な技術的および経済的障壁に対処する必要があります。
規制基準と業界の取り組み
フォトニック波導カプラーに関する規制の風景と業界の取り組みは、技術が成熟し、テレコミュニケーション、データセンター、新興の量子アプリケーションでの採用が広がるにつれて急速に進化しています。2025年には、相互運用性、信頼性、安全性の推進が基準の開発と調和を促進しており、主要な業界団体やリーディングメーカーが重要な役割を果たしています。
国際電気標準会議（IEC）や国際電気通信連合（ITU）は、フォトニックコンポーネント、特に波導カプラーのためのグローバルスタンダードを設定する中心的な役割を果たしています。IECの技術委員会86（TC 86）は、光ファイバーインターコネクトや統合フォトニックデバイスの基準を積極的に更新しており、性能指標、環境試験、安全要件に焦点を当てています。ITUは、光輸送ネットワークに関する推奨事項を作成しており、これにはフォトニック統合回路（PIC）や波導カプラーがますます組み込まれ、高速データ伝送を実現しています。
光インターネットワーキングフォーラム（OIF）や日本電子情報技術産業協会（JEITA）のような業界コンソーシアムは、相互運用性のイニシアチブを先導しています。OIFの共通電気I/O（CEI）および同梱された光学プロジェクトは、フォトニック波導カプラーの設計と標準化に直接影響を与えており、ベンダーやプラットフォーム間の互換性を確保しています。一方、JEITAは、国内外のパートナーと協力して、日本の基準を国際的なベストプラクティスに整合させることを目指しています。特にシリコンフォトニクスやハイブリッド統合に関してです。
製造面では、インテル社、Coherent Corp.（旧II-VI Incorporated）、Lumentum Holdings Inc.などの企業が、これらの基準に従うだけでなく、作業グループやパイロットプロジェクトへの積極的な参加を通じてこれらの基準を形成するのを助けています。これらの企業は、フォトニック波導カプラーがミッションクリティカルなアプリケーションに展開される中で、進化する規制要件を満たすために自動テストや品質保証システムに投資しています。
今後数年は、フォトニックと電子の基準の間でのさらなる収束が期待されており、特に同梱された光学と異種統合が主流になるにつれて、規制当局は熱管理、高密度パッケージング、長期的な信頼性など、統合フォトニクスの特有の課題に対処する新しいガイドラインを導入することが予想されます。業界の取り組みは、オープンソース設計フレームワークやリファレンスプラットフォームに焦点を当て、革新を加速し、新しい市場参加者の参入障壁を減少させることが期待されます。
要約すると、2025年はフォトニック波導カプラーセクターにおける標準化と業界の協力行動が強化される期間であり、今後の堅牢で相互運用可能かつスケーラブルなフォトニックシステムの基盤を築くことになります。
将来の展望：破壊的トレンドと長期的な機会
フォトニック波導カプラーの将来の展望は、統合フォトニクス、量子技術、高速データ通信の進展によって形成されています。2025年時点で、このセクターは、今後数年間にわたり波導カプラーの性能とアプリケーションの風景を再定義すると期待される破壊的なトレンドの収束を目撃しています。
主な推進力は、シリコンフォトニクスプラットフォームの急速なスケーリングであり、これによりよりコンパクトでエネルギー効率が高く、コスト効果の高いフォトニック統合回路（PIC）が実現されています。インテルやimecのような主要メーカーは、密な波長分割多重（DWDM）や偏光多様性をサポートする次世代波導カプラー設計に多大な投資を行っています。これらの進展は、カップリング損失を1 dB未満に押し下げ、チャンネルあたり400 Gbpsを超える帯域幅をサポートすると期待されており、高スループットで低遅延の光リンクに対する急増する需要に応えています。
もう一つの破壊的なトレンドは、シリコンナイトライド、リチウムニオバート、インジウムリンなどの新しい材料を波導カプラーの製造に統合することです。LumentumやCoherent Corp.のような企業は、シリコンナイトライドの低損失特性とIII-V半導体のアクティブな変調能力を組み合わせたハイブリッド統合アプローチを先駆けています。これにより、古典的および量子フォトニック回路の両方に適した超広帯域、低損失のカプラーが実現されます。
量子情報科学も波導カプラー技術における革新を促進しています。ポール・シェerrer研究所やオックスフォードインスツルメンツなどの組織は、単一光子操作、エンタングルメント分配、量子鍵配送（QKD）ネットワークに最適化されたカプラーを開発しています。これらの取り組みは、スケーラブルな量子コンピューティングや安全な通信に不可欠な前例のない精度と安定性を持つカプラーを生み出すと期待されています。
今後数年は、プログラム可能で再構成可能な波導カプラーの商業化が進むと予想されており、微小電気機械システム（MEMS）や相変化材料を活用しています。これにより、フォトニック回路内での動的な光ルーティングやスイッチングが可能になり、人工知能、エッジコンピューティング、6G無線インフラにおける新たな機会が開かれます。エコシステムが成熟するにつれて、ファウンドリー、デバイスメーカー、システムインテグレーター間のコラボレーション（AIM Photonicsによって促進されるものなど）が、インターフェースの標準化と大量採用の加速において重要な役割を果たすでしょう。
要約すると、フォトニック波導カプラーは、材料革新、統合戦略、量子および古典フォトニクスの拡大するフロンティアによって重要なブレークスルーを遂げる準備が整っています。2025年以降の期間は、急速な商業化、より広範なアプリケーションドメイン、そして新しい市場リーダーの出現によって特徴付けられると期待されています。
情報源と参考文献
- Synopsys
- Lumentum Holdings Inc.
- ポール・シェerrer研究所
- インペリアル・カレッジ・ロンドン
- ams-OSRAM
- imec
- EUROPRACTICE
- Ayar Labs
- Nokia
- Ciena
- LioniX International
- Coherent Corp.
- シスコシステムズ
- STマイクロエレクトロニクス
- Coriant
- 国立標準技術研究所
- Photonics21
- NEC Corporation
- Fujitsu
- CSEM
- Ligentec
- EV Group
- 国際電気通信連合（ITU）
- 光インターネットワーキングフォーラム（OIF）
- 日本電子情報技術産業協会（JEITA）
- オックスフォードインスツルメンツ
