核要内容のまとめ
AIの計算能力に関する競争は、単一のGPUの性能比較からクラスター間の協調能力へと移行しており、光チップ（特にVCSEL技術）がGPU間の効率的な通信を実現するための鍵となっています。中国工程院の外国人院士である常瑞华は、光チップ分野にもNVIDIAのような巨人企業が出現すると考えており、中国の企業は単に追いかけるのではなく、「自ら道を切り開く」べきだと述べています。光と電気の融合が未来の方向性であり、新しい製品形態（例えば光エンジン）が急速に台頭する見込みです。業界は短期的には周期的な変動を見せますが、長期的なトレンドは明確です。
1. AIの計算能力とは単なるGPUの積み重ねではなく、通信能力こそが次の戦場
以前はAIの計算能力が高いということは、GPUの数が多かったり、個々のGPUの性能が良かったりすることを意味していました。しかし、大規模なモデルの訓練には数百から数千、あるいは万単位のGPUが必要です。これは何百人もの人が大きな箱を運ぶようなもので、人数が多くても協力しなければ効率的ではありません。この時、「通信能力」（つまりGPU間のデータ転送）がボトルネックとなります。銅線を使った高速信号伝送では、わずか数十センチメートルの距離でも損失が大きくなります（声が遠くに伝わるとぼやけるようなものです）。NVIDIAの最新モデルNVL72では交換機器をGPUのすぐ近くに配置しており、Huaweiも1024枚のGPUからなるクラスターを開発しました。常瑞华は、「AIの計算能力に関する次の競争は、大きく言えば通信能力の競争だ」と指摘しています。光チップはこの問題を解決するための「魔法の道具」であり、光信号の伝送速度が速く、損失が少ないためGPU間のコミュニケーションをスムーズにします。
2. 光チップには3つの技術路線があり、なぜVCSELが注目されているのか？
現在、AIの短距離光通信には3つの技術路線があり、それぞれに長所と短所があります：
- シリコンフォトニクス（EML）：単一チャネルの伝送速度は非常に速いですが、集積できるチャネル数が少なく、コストが高い。
- マイクロLED：多くのチャネルを集積できますが、単一チャネルの伝送速度が遅く、既存の光ファイバーと互換性がありません。
- VCSEL：これらの中間的な特性を持ち、高速でありながら二次元配列にもできるため、「高速での集積が難しい」「集積が難しくて高速化が難しい」という問題を解決しています。常瑞华のチームである博升光电は「逆装背面発光」技術を採用しており、VCSELの電極を裏側に配置することで放熱問題を解決し、より多くのチャネルを集積できます。さらに超表面技術を用いてチップの裏側で直接光学処理を行うため、追加のレンズが不要でコストと手間を削減しています。現在、彼らは600万個以上の高速VCSELを販売しています。
3. 光チップには独自の成長パターンがあり、光エンジンが注目されている
常瑞华によると、光チップは電子チップのムーアの法則（18ヶ月ごとに性能が倍増する）に従うわけではありませんが、独自の拡張パターンを持っています。例えばLEDや光通信のように、継続的に向上可能なパラメータ（明るさや帯域幅など）を見つけることで産業は進化し続けます。将来的には従来のプラグアンドプレイ型の光モジュールも消えることはありませんが、「光エンジン」が台頭するでしょう。これはGPUにより近い形態の小型化された光モジュールで、データの転送損失を減らすことができます。光計算については、光が電気を置き換えるのではなく、「分業協力」が重要だと考えています。電気は論理処理やストレージ、制御（これらは電気の強み）を担当し、光は高速伝送や並列計算（これらは光の得意分野）を担当するのです。
4. 中国の光チップ企業は「自ら道を切り開く」べきであり、なぜ深センが適した場所か？
中国の企業は「追いかけるべきか」「自ら道を切り開くべきか」という疑問に対して、常瑞华は「もちろん自ら道を切り開くべきだ」と断言しています。彼女は2021年に深センに拠点を置き、2023年には香港中文大学（深セン校）に所属しました。深センを選んだ理由は、「奮闘と革新の精神があり、新技術を受け入れる産業環境がある」からです。例えば博升光电は深センで迅速に技術を実用化することができました。彼女自身もVCSELの研究に数十年間取り組んでおり、その動機は「他人がダメだと言っても、私はもう一度試してみたい」という探求心です。このような精神が中国の光チップ産業の突破口となるでしょう。
5. 業界には周期的な変動があるが、長期的には好転する見込みだ
光通信産業における過剰生産を心配する声もありますが、常瑞华はすべての産業には周期があると指摘しています。しかし、長期的なトレンドは明確です。帯域幅の需要は増加し続け、光通信はより短距離へと普及していきます（例えばデータセンターからチップまで）。短期的な変動は波のようなものであり、企業はその周期を「乗りこなす」必要があります。例えば低迷期には技術を蓄積し、成長期には機会をつかむべきです。彼女の結論は、光チップの未来は明確であり、トレンドに沿って進めばAI計算能力競争で成功する可能性があるというものです。
このニュースからわかるのは、AI時代においてGPUだけが重要なわけではなく、光チップも大きな潜在力を秘めており、中国の企業にはこの分野で世界のリーダーになるチャンスがあるということです。