世界で供給逼迫するインジウムリン、米NVIDIAが40億ドル投じ生産能力確保

現在の半導体業界が直面する生産能力の逼迫は、次世代のAI（人工知能）インフラが「銅」から「光」のCPO技術へと移行する中、各レーザーの基盤となる化合物半導体であるインジウムリン（InP）の供給不足が顕在化しつつある。

米高速データ通信用レーザーメーカーのLumentum（ルメンタム）のMichael Hurlston（マイケル・ハールストン）最高経営責任者（CEO）はこのほど、「AIデータセンターの各レーザーの基盤となる化合物半導体であるインジウムリン（InP）は、DRAMやNANDよりも深刻な供給不足に直面している」と指摘した。同社が5つのインジウムリンウエハー工場を運営しているにもかかわらず、レーザーの出荷量が顧客の需要を30％以上下回っていると明かした。

ハーストン氏はさらに、米半導体大手のNVIDIA（エヌビディア）が今年3月、Lumentumとその最大の競合他社であるCoherentに対し、それぞれ20億ドル（約6兆2400億円）の小切手を切り、調達保証と将来の生産能力の使用権を確保したとも明らかにしている。

AI演算能力の「光源の生命線」

シリコンは間接バンドギャップ半導体であり、光を導波・分束・変調することはできるが、光を発生させることはできない。一方、インジウムリンは約1.34 eVの直接バンドギャップを有しており、電流を光子へ高効率に変換することができる。

現在、量産されているすべてのシリコンフォトニクスプラットフォーム（NVIDIA、Broadcom、Marvell、Ciscoの製品を含む）は、シリコンに制御可能な光を提供するために、パッケージ内のどこかにインジウムリンレーザーを組み込む必要がある。プラグイン型トランシーバーからコ・パッケージド・オプティカル・デバイス（CPO）への移行により、レーザーの位置や取り付け方法は変わるものの、部品表から削除されることはない。

需要側の爆発的な増加は、供給側をさらに手こずらせている。ハーストン氏はサミットで、通信事業者のレーザー購入数は1回あたりわずか数百個であるのに対し、NVIDIAや超大規模データセンター事業者からの需要は数億個にも上ると指摘。このような数量規模の飛躍は、インジウムリン産業が過去30年間で一度も直面したことのないものだ。

NVIDIAの公式発表によると、同社のフォトニックスイッチで使用されるレーザーの数は、同等の仕様のプラグイン式スイッチに比べて4分の1であり、同時にエネルギー効率は3.5倍向上し、ネットワークの弾力性は10倍に向上している。しかし、これらの削減効果はポート単位で計算されたものであり、ポート数は爆発的に増加している。ハイエンドの「Spectrum-X Photonics」構成は512ポートに対応し、伝送速度は800 Gb/s、スイッチング容量は400 Tb/sだ。一方、「Quantum-X Pho
tonics InfiniBand」構成は144ポートに対応し、伝送速度も同様に800 Gb/sに上る。コ・パッケージング技術の普及に伴い、レーザーの種類も高出力連続波レーザーや、複数のチャネルに電力を供給できる外部レーザーモジュールへと移行しつつある。これらのモジュールは、従来のプラグイン可能なチップ内部に搭載される電気吸収変調レーザーよりも製造が困難だ。

NVIDIA、40億ドルを投じて生産能力に賭ける

NVIDIAは今年3月、世界の高速データ通信用レーザーの大部分を共同で生産しているサプライヤーであるLumentumとCoherentの2社に、それぞれ20億ドルを投資し、長期供給契約を締結する決定を下した。

報道によると、ルメンタムは世界最大のInPウェハー製造能力を有し、4つのInPウェハー工場を運営しているほか、5つ目の工場（ノースカロライナ州グリーンズボロに位置し、Qorvo社のガリウムヒ素工場を改装したもので、4インチおよび6インチのウェハーに対応可能、2028年頃に生産開始予定）の新設を計画している。過去12～18ヶ月の間に既存工場の生産能力は約4倍に拡大しており、今後2四半期でさらに20％増加する見込みだ。一方、Coherent社は6インチInPウェハの量産化を業界で初めて実現しており、
これが業界全体の課題解決の鍵となっている。

Hurlston氏自身も認めているように、これはNVIDIAが上流の光デバイスサプライヤーと株式投資を含む深い提携契約を結んだ初めての事例であり、「NVIDIAは実質的に、世界の主要な2大InPサプライヤーの生産能力の大部分を確保した」ことになる。一方、Coherentの最高財務責任者（CFO）であるSherri Luther氏は、NVIDIAとの契約が長期供給契約（LTA）の3つの評価基準、すなわちサプライヤーの生産能力の確約、顧客の調達量の確約、そして実質的な資本投入を満たしていると強調した。

NVIDIAにとって、これはGPU分野で展開してきた「生産能力確保」という戦略を、光エレクトロニクスサプライチェーンの最上流へと拡大したものだ。チップ大手が自ら材料の生産能力を確保せざるを得なくなった時点で、光インターコネクトの「定義権」はもはや従来のモジュールメーカーの手にはない。

3インチから6インチへの「世代交代」

インジウムリン（InP）産業の真のボトルネックは、チップ製造工程ではなく、上流の基板にある。

ロジックおよびメモリチップは21世紀初頭にはすでに300mmウェハーを採用していた。インジウムリンは壊れやすく、高価で、サイズも小さい材料であるが、現在業界全体で進められているアップグレードは、3インチから6インチのウェハーへの移行であり、これは1980年代のシリコンチップの移行段階と概ね同様だ。

インジウムリンの供給制約

6インチ生産ラインが全面的に展開されたとしても、さらに根本的な制約として突破が難しいのが「インジウム」だ。インジウムは亜鉛精錬の副産物であるため、レーザーの需要がどれほど大きくなっても、その生産量は亜鉛の経済的利益から切り離して独立して増加することはできない。

現在、世界のインジウム資源埋蔵量は地理的に非常に集中している。中でも、中国は世界最大のインジウム資源埋蔵量を保有しており、世界総埋蔵量の60％以上を占めている。主に広西、雲南、湖南、広東などの省に分布しており、現地の鉛・亜鉛鉱床と密接に伴生している。ペルー、カナダ、ロシア、米国、オーストラリアなどの国々も、一定の伴生インジウム資源を保有している。

一方、世界の原生精製インジウムの50％～60％以上が中国で生産されている。中国の精製インジウムは国内供給だけでなく、世界最大の輸出国でもある。米国地質調査所（USGS）が発表した『2026年鉱物商品概要』のデータによると、2025年2月に中国政府がインジウムの輸出規制を実施して以来、2024年9月から2025年9月までの期間、未加工インジウムの輸出量は前年同期比で72％減少した。2025年、米国のインジウム倉庫における平均価格は1キログラムあたり約390ドルであったのに対し、2024年は1キログ
ラムあたり340ドルであった。

AXTの中国子会社である通美半導体は、中国からのリン化インジウム基板の輸出を再開するために、商務省からの輸出許可証（それぞれ2025年6月と8月に発行）を事前に取得する必要があった。NVIDIAが投資するウエハー工場は、この許可制度の下流に位置しており、また、これらの工場で使用されるウエハーは米国で大規模に生産されているものではない。

これは、たとえLumentumやCoherentがチップ製造面で全力を挙げて生産を拡大したとしても、最上流にある基板やインジウム原料の供給が依然としてボトルネックとなる可能性があることを意味している。

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