光電融合(IOWN/PEC)関連株 — AIの電気が物理限界に達した時、誰が光に変えるのか。NTT/古河電工ほか18銘柄

光電融合とは — 銅配線の物理限界とIOWN構想

AI半導体の進化は、演算能力ではなく「いかに早く・少ない電力でデータをチップ間で動かすか」が律速になっている。NVIDIAのGPUクラスタ「NVL72」では、72基のGPUを毎秒1.8TBで相互接続する銅配線(NVLink)が消費電力の20-30%を占めるとされる。10万基級のクラスタになれば銅では発熱と挿入損失で物理的に成立しない。

その解が光電融合だ。光は電気抵抗を持たないため、帯域を10倍にしても消費電力は線形には増えない。NTT IOWN構想のPEC-2デバイスは、サーバボード間の電気-光変換において従来比で消費電力を約1/8に削減すると発表されている。

光電融合は単なる通信技術ではなく、「半導体パッケージング」「ガラス・結晶素材」「光半導体」「光配線基板」「光モジュール組立」「メモリ-演算光接続」の垂直スタック全体を巻き込む。コンポーネント層の世界シェアでは日本が圧倒的に強く、それが本記事を成立させる構造的根拠である。

市場の規模感

CPO(Co-Packaged Optics)の世界市場は2036年に200億ドル超、年平均成長率は約37%という調査がある。これは光モジュール単体市場(プラガブル光モジュール)を凌駕するペースで、AI半導体パッケージ市場と並走する。

NVIDIAは2026年下期に「Spectrum-X Photonics」「Quantum-X Photonics」スイッチを商用化、Broadcomは「Bailly platform」で電力70%削減、TSMCは「COUPE platform」で2027年量産を計画している。米台勢がLSI設計・製造の覇権を握る一方、素材・コンポーネント・装置・パッケージ基板は日本企業がほぼ独占的シェアを持つ。日本政府はこの構造を維持するため、NTT・古河電工・新光電気・キオクシア・NEC・富士通に米Intelを加えた連合に約452億円を支援する。

バリューチェーンの役割分類

光電融合の供給網は、上流の素材から下流のシステム実装まで8階層に分かれる。本記事の18銘柄はこの階層別に役割が異なる。

• L1 構想・標準化: NTTのIOWN構想・PECロードマップが司令塔
• L2 化合物半導体・光信号源: 古河電工(FFOD)/NEC/QDレーザ がInP/GaAs/VCSELで光信号源を供給
• L3 光センサー・光検出器: 浜松ホトニクスが世界寡占(PMT/SiPM/InP受光素子)
• L4 光学結晶・レーザー部材: オキサイドのレーザー結晶/santec Holdingsの波長可変レーザー
• L5 パッケージ基板・光配線: イビデン/新光電気工業(上場廃止)/京セラが高密度実装基板を供給
• L6 ガラス・ファイバ素材: AGCの合成石英ガラス母材/住友電気工業/フジクラの光ファイバ
• L7 装置・成膜・接合部材: オプトランの光学薄膜成膜装置/AIメカテックの光デバイス組立装置/デクセリアルズの光学弾性樹脂・異方性導電膜
• L8 メモリ・実装・システム: キオクシアの光チップレットメモリ/NEC・富士通のシステム実装/富士電機のパワー半導体

「光ファイバ・光トランシーバ・光コネクタ」の系譜は別記事AI光接続関連株で扱っている。本記事は光電変換チップそのもの(on-chip PEC・CPO)に軸を絞り、重複銘柄でも役割記述を完全に切り分けている。

関連銘柄全18社一覧

🚫 特別言及: 新光電気工業(6967) — 国策化された本命の不在

新光電気の特殊性は、単なる「公開買付による非公開化」ではなく、国が直接プレーヤーを抱え込んだ点にある。光チップレットの実装基板であるFCBGAは、AIサーバの心臓部であると同時に米中対立の経済安全保障上の最重要部材でもある。JICはここを民間TOBではなく官民ファンド主導で抱え、IOWN/PECのロードマップに統合する判断を下した。

構造的な含意は二点ある。第一に、新光電気が積み上げてきた光電融合の事業価値は、共同開発参画パートナーである古河電工・キオクシア・イビデン・京セラの事業基盤に間接的に組み込まれている。第二に、JICが将来出口戦略として再上場(IPO)を選ぶ場合の時期と条件は、政府の半導体政策とIOWN/PEC商用化の進捗に連動する構造になっている。

本記事の18銘柄リストには、新光電気を含めていない(上場銘柄ではないため)。ただし光電融合のバリューチェーンを語る上で構造的に避けられない存在として、独立セクションで言及した。

🟢 本命8社 — IOWN/PEC中核を握る

NTT(9432) — IOWN司令塔

何をしている会社か: 国内通信最大手であり、IOWN(Innovative Optical and Wireless Network)構想の提唱者かつ司令塔。NTTがPEC(光電融合デバイス)のロードマップ(PEC-1→PEC-2→PEC-3→PEC-4)を世界に対して提示しており、共同開発パートナーの古河電工・キオクシア・新光電気・NECは全てNTTのIOWN技術戦略に紐づいて動いている。

NTTの本記事における立ち位置は、自社で全ての光電融合チップを製造するメーカーではなく、構想・標準・知財・実証ネットワーク(APN)を握るプラットフォーマーである。PEC-2の光エンジンは2026年Q4から商用サンプル提供が始まり、PEC-3でボード内チップ間光化(2028-30年)、PEC-4で2030年代にチップ内光チップレット化を目指す。投資文脈では、IOWN収益化は連結全体に対して短期で大きな比率ではないものの、長期(2030年代)では同社の差別化要因の中核となる可能性がある。配当・株主還元を継続しつつ、研究開発の長期テーマを抱える独特のディフェンシブ・グロース二面性を持つ銘柄である。

古河電工(5801) — IOWN中核共同開発・FFOD化合物光半導体

何をしている会社か: 古河グループ発祥の非鉄金属・電線大手であり、光通信用化合物半導体(InP/GaAsベース)では世界級の技術蓄積を持つ。

別記事AI光接続関連株では古河電工を「マルチコアファイバ三大」の文脈で本命扱いしたが、本記事における役割は全く異なる。光電融合での古河電工の本丸はFFOD(Fan-out Free Optical Device)と呼ぶNTTとの共同開発デバイスで、InP系化合物半導体を用いた光信号源を、シリコンフォトニクス上に高効率で接合する技術である。PEC-2/PEC-3で電気信号を高速に光化する「発光側エンジン」を担う、まさに光電融合の核心部材だ。連結売上に占める比率は今後の量産立ち上げに依存するが、IOWN実用化に約452億円の政府支援が入る連合体の中で技術的に最も重要なポジションの一つを占める。

住友電気工業(5802) — 光デバイス2拠点約140億円増産

何をしている会社か: 住友グループ電線御三家の中核であり、ワイヤーハーネス世界トップでもある。光分野ではInP系光部品・光トランシーバ・光ファイバを全て持つ垂直統合型企業。

別記事AI光接続関連株での住友電工はマルチコアファイバ・光トランシーバの文脈で本命だが、本記事における主役は光デバイス事業のInP系光部品である。同社は光デバイス製造の主要2拠点に合計約140億円規模の設備投資を行い、AIデータセンター需要に対応している。InP光部品はPEC-2の光エンジン内部で発光・受光を担う基幹部材で、古河電工のFFODと並ぶ日本の競争優位の源泉だ。同社の強みは、化合物半導体エピ成長から光モジュール組立まで自社で一貫することにある。CPOやPEC-2向けの光部品需要は連結売上の規模感から見ると一部だが、利益率の高い領域として中期的に存在感を増す。

浜松ホトニクス(6965) — 光センサー世界9割

何をしている会社か: 静岡県浜松市に本社を置く光技術専業メーカー。光電子増倍管(PMT)で世界シェア約9割、受光素子(フォトダイオード・SiPMTなど)でも世界寡占を確立する、日本が誇る光半導体の世界企業。

別記事AI光接続関連株では「光半導体・光電子増倍管」軸で本命扱いした。本記事では同社の役割をPEC内部の受光側デバイス・量子情報処理用光検出器・LiDAR/医療向け高速光検出に絞って評価する。光電融合は「発光側(化合物半導体)」と「受光側(高速・高感度光検出器)」の両輪で成立し、浜松はこの受光側で代替不能の地位を持つ。さらに同社は光量子コンピューティング・量子通信・LiDAR・医療(PET/SPECT)など、光技術が共通基盤となる多角的市場にエクスポージャを持ち、光電融合の周辺領域全体の「拡散的恩恵」を受けやすい構造にある。本社工場の2倍化を含む大型設備投資を進めており、生産能力面でも準備が進んでいる。

イビデン(4062) — 光配線パッケージ基板(光FCBGA)

何をしている会社か: 岐阜県大垣市本社のセラミック・電子部品メーカー。CPU/GPU向けFCBGAパッケージ基板で世界トップシェアを持ち、IntelやNVIDIAの最先端パッケージの基盤を支える。

光電融合の文脈でイビデンが重要なのは、光FCBGA(光配線対応パッケージ基板)の開発を進めている点である。チップ内光チップレット(PEC-3/PEC-4世代)では、演算チップ・メモリチップ・光IOチップを同一パッケージ上で光配線で結ぶ必要があり、その物理基盤がパッケージ基板に光導波路を内蔵した「光FCBGA」だ。新光電気工業がJIC TOBで上場廃止となった結果、上場している光対応パッケージ基板大手はイビデン(と京セラ)に絞られた構造になっている。同社は時価総額ベースで本記事銘柄群の中でも比較的大きく、AIパッケージ需要の中核として既に株式市場で評価されているが、光FCBGAへの世代交代は次の成長ドライバーとして長期的に効いてくる。

キオクシア(285A) — NTT/古河電工と光チップレットメモリ共同開発

何をしている会社か: 2024年12月東証プライム再上場の旧東芝メモリ。NAND型フラッシュメモリで世界2-3位、AI需要拡大の中で「メモリ」が計算性能の最大ボトルネックとなる構造変化の中心にいる。

光電融合の文脈でキオクシアが本命視される理由は、NTT・古河電工との光チップレットメモリの共同開発にある。AI推論で問題になるのは「演算速度」ではなく「メモリ帯域(HBM)と容量(NAND/SSD)」であり、特に大容量NANDストレージとGPUの間のデータ移動を光化することが、推論コスト構造を根本から変える可能性を持つ。キオクシアはPEC技術を自社のNAND/SSD製品に統合し、「光接続SSD」「光接続ストレージクラスメモリ」という新カテゴリを切り開く位置にいる。再上場直後で株主構成も流動的、AI光接続の本格商用化と業績連動の局面を控えている。

NEC(6701) — IOWN実装・APN/光ノードシステム

何をしている会社か: 国内総合電機・ITサービス大手。海底ケーブル・光伝送装置・光通信機器でグローバルシェアを持ち、IOWNのAPN(All-Photonics Network)実装の主要パートナー。

光電融合の文脈でNECが本命扱いされるのは、PEC-2デバイスを実装する光ノード・データセンタースイッチ・キャリア光伝送装置の供給を担う立場にあるからだ。NTTがPECの仕様・ロードマップを定め、古河電工がデバイスを供給し、新光電気/イビデンが実装し、最終的にNECが光ノードシステムとして商用提供する、という垂直連携の最終段階にいる。同社は2025年8月の政府IOWN支援先(約452億円)にも参画している。AIインフラ国内市場のシステムインテグレータ的役割と、海底ケーブル世界寡占という独自軸を併せ持ち、光電融合テーマの「最後の出口」を握る企業の一つだ。

富士通(6702) — IOWN実装・光ノードシステム

何をしている会社か: 国内ITサービス・スーパーコンピュータ(富岳)・光伝送装置メーカー。歴史的に半導体FCパッケージ基板の源流(新光電気は富士通系)であり、NECと並ぶIOWN実装の主要プレーヤー。

光電融合の文脈で富士通が本命視されるのは、NTTのIOWN PEC実装で最も近いシステム企業の一つであること、加えて独自のスーパーコンピュータ事業を持ち光接続の最終ユーザーでもあることの二段構造による。富士通はAPN・光ノード装置・大規模スパコンの全てで光電融合技術を実装側として活用できる、垂直統合度の高いプレーヤーだ。同社は2025年8月の政府IOWN支援先(約452億円)にも参画している。新光電気の上場廃止により、富士通系列のパッケージ基板技術が再び富士通グループ内に統合される可能性も、長期では論点になりうる。

🔵 準本命5社 — コア部材を提供するが事業多角化

京セラ(6971) — 光通信用セラミックパッケージ

何をしている会社か: 京都発祥の総合電子部品メーカー。ファインセラミックスを起点に半導体パッケージ・スマートフォン部品・太陽電池まで広範な事業を持つ。

光電融合の文脈での京セラの役割は、光通信モジュール用セラミックパッケージである。InPレーザー・光検出器・PEC光エンジンを封止するパッケージは、高放熱性・低熱膨張率・気密封止が要求され、京セラのファインセラミックス技術が世界級競争力を持つ領域だ。新光電気の上場廃止後、上場している光対応パッケージ系企業はイビデンと京セラに集約される構図となった。ただし京セラは事業ポートフォリオが極めて広く、光電融合関連は連結売上の小さな比率にとどまるため、本命ではなく準本命に位置づける。

AGC(5201) — 光ファイバ用合成石英ガラス母材

何をしている会社か: 旭硝子由来の世界大手ガラス・化学メーカー。建築・自動車用ガラスに加え、半導体プロセス用の合成石英ガラス・EUV露光装置用光学部材で高シェアを持つ。

光電融合の文脈でAGCが準本命視される理由は、光ファイバ・光導波路の母材となる合成石英ガラスを世界トップ級で供給する点にある。光ファイバ事業自体は古河電工・住友電工・フジクラの三大が下流を握るが、その上流の高純度石英母材はAGCの寡占的供給に依存する場面が多い。さらに、シリコンフォトニクス露光やEUV露光向けの石英部材も同社の領域だ。事業ポートフォリオが化学・建築ガラス中心であるため、光電融合関連は連結に対して比率が小さく、株価感応度は限定的だが、構造的な日本の世界優位を支える企業として外せない。

フジクラ(5803) — 光ファイバ国内大手・光配線アセンブリ

何をしている会社か: 古河電工・住友電工と並ぶ電線御三家。AI光接続関連株では本命だが、本記事の「光電変換チップそのもの」軸では役割が一段下がる。

別記事AI光接続関連株では、フジクラはマルチコアファイバ・空孔構造ファイバ・光トランシーバの軸で本命として詳述している。本記事における役割は、光電融合デバイスの外部接続を担う光ファイバ・光配線アセンブリであり、PEC内部の電気-光変換チップそのものは作らないため、本記事の軸では準本命扱いとなる。テーマごとに同じ企業のランクが変わるのは、本記事と既存記事の「主軸」が異なるためで、企業価値そのものの評価が変わったわけではない。

富士電機(6504) — IPM・データセンター電源用パワー半導体

何をしている会社か: 富士グループの重電・パワー半導体メーカー。IGBT・IPM(Intelligent Power Module)・SiCパワー半導体でグローバルシェアを持つ。

光電融合の文脈で富士電機が準本命視される理由は、光電融合デバイスを搭載するAIサーバの電源系統(パワー半導体)を担う点にある。PEC化で通信部の消費電力が下がる一方、AIサーバ全体のラック電力密度は上昇し続けており、その電源変換効率を支えるパワー半導体需要は構造的に拡大する。同社の本筋はAI DC電力関連株やSiC関連株側にあるが、光電融合システム全体の電力インフラとして本記事にも組み込む。

santec Holdings(6777) — 波長可変レーザー世界級

何をしている会社か: 愛知県小牧市本社の光計測・光部品メーカー。波長可変レーザー・光スイッチ・光計測装置で世界級の専門性を持つニッチトップ企業。

光電融合の文脈でsantec Holdingsが準本命視されるのは、波長多重(WDM)光通信・光計測・光部品評価に必要な高精度波長可変レーザーで世界級の技術を持つことによる。PEC-2/3世代では複数波長を1本のファイバに重ねるWDMが帯域拡大の鍵となり、その波長制御技術の供給元として同社の存在感は構造的に高まる。中小型銘柄のため流動性・成長期待は本命と性質が異なるが、ニッチ寡占型のリスクリターン構造を持つ。

⚪ 関連5社 — 装置・素材・周辺デバイス

オプトラン(6235) — 光学薄膜成膜装置

何をしている会社か: 光学薄膜成膜装置(IAD・スパッタ等)の専業メーカー。スマートフォンカメラ・光通信モジュール向けの多層光学膜成膜で世界級シェアを持つ。

光電融合の文脈での役割は、光通信用デバイス・PEC光エンジン内の波長フィルタ等の多層光学膜成膜装置を供給することにある。装置メーカーは光電融合の量産立ち上げ初期に集中的に受注を取る構造で、PEC-2量産期(2026-28年)に受注が顕在化する可能性がある。

AIメカテック(6227) — 光デバイス組立装置

何をしている会社か: フラットパネルディスプレイ(FPD)製造装置の老舗から派生し、半導体パッケージ・光デバイス向けのボンディング・封止装置を展開する精密装置メーカー。

光電融合の文脈での役割は、PEC光エンジンの光素子-基板間のボンディング・封止工程装置を供給する点にある。FPDで培った微細位置決め・低応力ボンディング技術は、シリコンフォトニクスチップと化合物半導体光源の貼り合わせ(ハイブリッドインテグレーション)で求められる精度要件と重なる。光電融合の本格量産局面で受注顕在化が見込まれる装置プレイヤーの一角で、競合のオプトランが「成膜側」を担うのに対し、AIメカテックは「接合・実装側」を担う棲み分けにある。

デクセリアルズ(4980) — 光学弾性樹脂・異方性導電膜

何をしている会社か: 旧ソニーケミカル&インフォメーションデバイスの素材メーカー。光学弾性樹脂(SVR)・異方性導電膜(ACF)・反射防止フィルムで世界寡占を持つ。

光電融合の文脈での役割は、光モジュール・カメラ・ディスプレイ実装の精密接合材料として光電融合デバイスのパッケージング・実装に関与する。PEC光エンジンの実装には光透過性と接合信頼性を両立する樹脂・フィルムが必要で、同社の素材は採用候補の一つとなる。本筋は光学フィルム・電子材料市場全般にあるため、関連枠とした。

オキサイド(6521) — 波長変換レーザー結晶

何をしている会社か: 山梨県本社の人工結晶・レーザー部品メーカー。波長変換用非線形光学結晶・レーザー光源・光計測機器を手掛けるニッチ企業。

光電融合の文脈での役割は、光通信・光計測・量子情報処理用の非線形光学結晶を供給することにある。光電融合の中心はシリコン+化合物半導体だが、波長変換・特殊光源・計測用途で結晶ベースのデバイスが補完的に必要になる場面が残る。時価総額が小さく流動性は限定的だが、ニッチトップ性が高い。

QDレーザ(6613) — 東大発・量子ドットレーザー

何をしている会社か: 東京大学発の半導体レーザー専業ベンチャー。量子ドットレーザー(QD-Laser)技術で、シリコンフォトニクス上に直接接合する温度安定性の高い光源を開発する。

光電融合の文脈での役割は、シリコンフォトニクス用の高温動作・高信頼性レーザー光源である。量子ドットレーザーは温度変動に強く、PEC光エンジンの内部光源として有力候補の一つだ。商用化規模としてはまだ小さいが、技術的位置づけは光電融合のロードマップ上で重要であり、関連枠として外せない。

評価軸の解説 — なぜこの順序か

本記事のランク(本命/準本命/関連)は、以下の3軸で評価している。

第一に光電融合のコアバリューチェーンへの直接関与度。NTTのIOWNロードマップ(PEC-1〜PEC-4)に共同開発パートナーとして名前が挙がっている企業、または政府IOWN支援(約452億円)の参画企業を本命の中核とした。古河電工・キオクシア・NEC・富士通・新光電気(上場廃止)はこの基準に該当する。

第二に部材・コンポーネントの世界シェア。光電融合は素材・コンポーネント層で日本が世界優位を持つことが構造的根拠であり、浜松ホトニクス(光センサー世界9割)・住友電工(InP光部品)・イビデン(光FCBGA)・AGC(合成石英)・京セラ(光通信パッケージ)はこの軸で外せない。

第三に連結売上に占める光電融合関連事業の比率。同じく光通信に関与していても、NTTのように事業全体に占める比率が小さい企業と、純粋な光技術専業の浜松ホトニクスでは株価感応度が大きく異なる。本記事はこの比率を機械的に序列化するのではなく、テーマの中核性(第一・第二軸)を優先して本命を選び、ポートフォリオ的な多角化度合いを準本命/関連の振り分けに反映した。

数値ベースの判断は、各銘柄個別ページのバリュエーションタブ業績タブで確認できる。

観測指標 — 何を見れば「テーマが進んでいる」と判断できるか

光電融合は2026-2030年代にかけて段階的に商用化が進むため、株価が動く前に進捗を捉える観測指標が重要になる。

PEC-2商用サンプル出荷の実需化: NTTが2026年Q4から商用サンプル提供を開始するPEC-2光エンジンが、データセンター事業者・キャリア各社にどれだけ採用されるか。サンプル段階から量産受注への転換タイミングが本格的な株価ドライバーになる。古河電工・住友電工・キオクシアの四半期決算で「光関連事業」セグメントの売上動向に注目する。

APN(All-Photonics Network)導入数: NTT・NEC・富士通が提供するAPN光ノード装置の国内外導入実績。データセンター間接続を光のまま処理するAPNは、PEC本格商用化の前段階として既に展開が始まっている。導入事例の数と地理的拡大が、IOWN収益化の先行指標となる。

JIC新光電気の再上場時期と価格: JICが取得した新光電気の出口戦略(再上場時期・価格水準・主幹事構成)は、政府の半導体・光電融合政策の本気度を示す。再上場が遅延すれば「国家戦略物資化」の長期路線、早期上場であれば「民間市場での評価」を取りに行く方針と読める。

米中CPO競争の進捗: NVIDIA Spectrum-X/Quantum-X Photonics(2026下期商用化)、Broadcom Bailly platform、TSMC COUPE platform(2027年量産計画)、中国勢のシリコンフォトニクス進展。日本企業の部材・装置受注は、これら米台中の最終システム企業の量産規模に連動する。

世界半導体投資サイクル: 光電融合はAIサーバ向けの先端パッケージ需要に強く依存するため、TSMC・SK Hynix・キオクシアなどの設備投資サイクル全体が背景にある。HBM・CoWoS・先端パッケージ市場全体の動向と並走して観測する必要がある。

要するに

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