レポート解説Hilo Research

AI networking: scale-across and scale-in infrastructure：スケールアクロスAIネットワークは光インターコネクトに大きな新市場をもたらす可能性

Nomuraは、データセンターの電力、冷却、土地の制約がAIインフラを単一サイトの外へ押し出し、相干光学、空芯光ファイバー、光回路スイッチへの需要を加速させると論じる。また、Agentic AIのワークロードではスケールイン・ネットワークが重要性を増すと指摘する。

機関Nomura

日付20260922

業界AI networking and optical interconnects

要約

NomuraはAccelink、Zhongji InnoLight、YOFCにBuy評価を付与しているが、本業界レポートにはレポート全体に対する単一の評価はない。

CienaはAI-WAN市場が2026-29EにUSD7bnからUSD14bnへ拡大し、約30% CAGRになると予想している。
Cienaはスケールアクロス市場が2029EにUSD8-10bnに達すると予想している。
スケールアクロスは従来のデータセンター相互接続より高い帯域幅、低い遅延、低いパケット損失率を必要とする。
NomuraはYOFC、Zhongji InnoLight、Accelinkが関連技術の商用化と需要拡大の恩恵を受けると予想している。

レポート解説

概要

本Global AI Trend Trackerは、地理的に分散するAI訓練・推論がネットワーク構成をどう変えるかを検討する。Nomuraは、複数のデータセンターを結ぶスケールアクロスと、企業データをAIコンピュートへ接続するスケールインが、高性能光学・ネットワーク機器の新たな需要源になるとみている。

主要見解

Nomuraは、AIモデルの訓練規模が数兆パラメーターを超え、推論需要が指数的に増大するにつれ、従来のスケールアップとスケールアウトの構成は制約を受けると論じる。スケールアップは単一ノードまたはラック内のGPUを接続し、スケールアウトは1つのデータセンター内のキャビネットを接続する。これに対してスケールアクロスは、地理的に離れた複数のデータセンターを、単一のAIタスクを実行できる統合コンピュートプールへ接続する。Nomuraは、単一キャンパスが電力、冷却、土地、トポロジーの制約に達すると、この構成が必要になると考えている。レポートはスケールアクロスを従来のDCIと区別する。従来のDCIは主に同期、バックアップ、コンテンツ配信に使われ、100G-400Gの帯域幅を必要とする。一方、分散AI訓練では、より大きい帯域幅、より低い遅延、より低いパケット損失率が必要となる。Ciscoは、1mn XPUsを接続するスケールアクロスにはWAN/DCIネットワークの約14倍の帯域幅が必要と推計する。関連する構成では、800G/1.6T相干トランシーバー、空芯光ファイバー、DCI/WAN/メトロのルーターとスイッチを用いて、拠点間の光バックボーンを構築する。 Nomuraは、相干光モジュール、光回路スイッチ（OCS）、空芯光ファイバーを主要な実現技術と位置付ける。IM-DDモジュールの伝送距離は2km未満であるのに対し、相干モジュールは光の振幅と位相を制御し、長距離伝送での信号劣化を補償するため80-120kmまで延伸できる。Googleが2021年に初めて提案したcoherent-liteは簡素化したDSPを使い、より低コスト・低消費電力で2-20kmの伝送を提供する。Nomuraはこれがスケールアウト、スケールアクロス、DCIの各用途に関係すると予想する。OCSは長距離で柔軟かつ高帯域幅の全光スイッチングを実現し得る。空芯光ファイバーはガラスではなく空気、不活性ガス、真空を伝送媒体として使うため、遅延を低減する。FiberHomeは、新世代の超低損失空芯光ファイバーの遅延が従来のソリッドコア光ファイバーより31%低いとしている。レポートは、多数の光ファイバー対を接続する際の密度、電力、運用負担への対応として、マルチレール光伝送システムを説明する。これは専用の増幅、監視、制御を備えた複数の高容量レールを用いる。Cienaはこの技術により単一ラックの光ファイバー対数を32倍に増やせると予想しており、Nomuraは高速相干トランシーバーと高密度光増幅器への需要を支えるとみる。またcoherent-liteとOCSの組み合わせは、OCSで消費されるリンクバジェットの余裕を回復させ、光スイッチング構成を2.4T/3.2Tモジュール時代へ拡張し得るとしている。スケールインは、コンテキストメモリー、スケールアップ、スケールアウト、スケールアクロスと並ぶAIネットワークの柱として示される。AIファクトリー境界で、DPUとEthernetを通じてユーザーアクセス、データ処理、ストレージ、セキュリティ分離などの南北トラフィックをオフロードする。Nomuraは、AIエージェントがデータ転送、ストレージ、複数回の通信を複雑化させること、CPUがストレージ・セキュリティ作業を多く担うこと、金融・医療などの機密データはGPU/CPUクラスターに入る前に暗号化と分離を必要とすることから、Agentic AI時代にその重要性が高まると予想する。NVIDIAのBlueField-4、DOCA、Spectrum-X Ethernetが基盤であり、レポートはBlueField-4がハードウェアレベルのZero Trust分離、マルチテナント・ストレージのオフロード、18xのAI Factoryサービス帯域幅、2xのストレージ加速性能を提供するとしている。市場データもNomuraの成長見通しを支える。Cienaはネットワーク、DCI、スケールアクロス・ファブリックを含むAI-WANが2026-29EにUSD7bnからUSD14bnへ、約30% CAGRで成長すると予測し、スケールアクロス市場だけでも2029EにUSD8-10bnに達するとみる。500,000-GPUクラスターでは、400超の光ファイバー対を必要とする80km区間のスケールアクロスTAMは約USD500mn、増幅器を除きGPU当たり約USD1,000とCienaは試算する。インライン増幅器を要する1,000kmではUSD1bn、2,000kmでは高性能モデムへの移行を反映してUSD2bnへ上昇し得る。Cignal AIは800G ZR/ZR+市場が2025-29Eに145% CAGRで成長すると推計する。OCS市場は2025年の約USD400mnから2029EにUSD2.5bn超へ、4年間で約58% CAGRになる見込みである。Coherentは2030EのグローバルOCS市場規模ガイダンスをUSD2bnからUSD4bnへ引き上げた。 Nomuraは、個々のデータセンターの電力・土地制約がCSPの導入を促すため、とりわけ北米がより即時性の高いスケールアクロス市場になるとみる。AWSは2026年までに10の中核データセンターに空芯光ファイバーを導入した。Microsoftは2026年末までにAzureのグローバルネットワークで15,000kmを展開する計画であり、GoogleとMetaも技術試験を始めている。中国も単一サイトの電力・放熱制約に直面するが、Nomuraはスケールアクロスの比率はグローバル市場より小さく、大規模需要はまだ転換点に達していないとみる。China MobileのGSE-DCIは100kmでノード当たり98%超の訓練計算効率を示し、ZTEは自社のスケールアクロス・ソリューションがエンドツーエンド遅延を約33%改善し、付随する設備、モジュール、光ファイバーを約40%削減したとしている。レポートは、上流の光電子チップ、光部品、新型光ファイバー、トランシーバーから、中流のネットワーク機器メーカー、下流のCSP、IDCサービスプロバイダー、通信事業者までの業界連鎖を整理する。NomuraはYOFCが空芯光ファイバーの商用化、Zhongji InnoLightとAccelinkが高速相干光トランシーバー需要の恩恵を受けると予想する。競争は複数の層で集中している。MarvellとAcaciaは400G+相干部品で主導的であり、CienaとNokiaは800ZRxの出荷開始が見込まれる。Google、Coherent、LumentumはOCSの主要プレーヤーとして挙げられ、Corning、YOFC、Zhongtian Technologyの2025年グローバル光ファイバーケーブル市場シェアはそれぞれ約19.52%、14.57%、11.43%と報告されている。

分析フレームワーク

Nomuraはまずスケールアップ、スケールアウト、スケールアクロス、スケールインのネットワーク上の役割を比較し、次にデータセンターの制約を必要なネットワーク性能に結び付ける。関連する光学技術とバリューチェーンを評価し、企業および第三者の市場推計で需要を測定したうえで、北米と中国の導入進捗と競争上の位置付けを比較している。

手法メモ

業界・産業分析フレームワーク産業チェーンの上流・中流・下流波及
スケールアクロスAIネットワークのバリューチェーン分析
レポートは、CSP、IDCサービスプロバイダー、通信事業者からの需要を、ネットワーク機器、トランシーバー、光ファイバー、部品、光電子チップへと追跡している。
業界・産業分析フレームワーク需給フレームワーク
TAMと導入需要の分析
Nomuraは予測市場規模、成長率、導入要件、技術採用の証拠を用いて、AIネットワーク機器の潜在需要を説明している。

資産マッピングと比較

投資テーゼから固有資産への構造化マッピング（強み、弱み、同業、リスク）。

YOFC (6869 HK)
Nomuraは同社がスケールアクロス・ネットワーク向け空芯光ファイバーの商用化から恩恵を受けると予想している。
強み
空芯光ファイバーを量産し、3つの通信事業者へすでに納入したとされる。
弱み
スケールアクロス向け空芯光ファイバーの数量は、今後2～3年では比較的小さい見込みである。
比較
報告された2025年のグローバル光ファイバーケーブル市場シェアは約14.57%で、Corningの19.52%を下回る。
リスク
中国通信事業者の需要低迷、AIネットワーク事業または海外展開の遅れ、高性能AI製品の浸透鈍化。
Zhongji InnoLight (300308 CH)
Nomuraは同社が高速相干光トランシーバー需要の増加から恩恵を受けると予想している。
強み
AIネットワークに伴う高性能光モジュール需要へのエクスポージャー。
比較
Marvell、Acacia、Ciena、Nokiaが重要な相干光学の競合となる市場で事業を展開している。
リスク
データコム・通信需要の低迷、400G・800Gモジュールでの競争、800G/1.6Tへの製品更新の遅れ、輸出に関わる価格圧力。
Accelink (002281 CH)
Nomuraは同社が高速相干光トランシーバー需要の増加から恩恵を受けると予想している。
強み
20kmまでの相互接続距離に対応する1.6T coherent-liteトランシーバーでMarvell DSP技術を使用している。
比較
同社は国内で早期に1.6T相干光トランシーバーを投入したサプライヤーの一つである。
リスク
光部品需要の下振れ、光チップセットR&Dの遅れ、価格競争とマージン希薄化、技術セクター制裁。

主要データ

AI-WAN TAMUSD7bn to USD14bn2026-29EについてのCiena予測で、約30% CAGR
スケールアクロスTAMUSD8-10bn2029EについてのCiena経営陣の予想
800G ZR/ZR+市場CAGR145%2025-29EについてのCignal AI推計
OCS市場About USD400mn in 2025; above USD2.5bn in 2029ECignal AI予測で、4年間で約58% CAGRを示唆
AI向け光ファイバーケーブル需要成長77% y-y in 2025E; 26% five-year CAGR in 2025-29ECRU推計
スケールアクロスの帯域幅要件About 14x WAN/DCI1mn XPUsの接続に関するCisco推計

影響と示唆

Nomuraの主張は、AIコンピュートの地理的分散化により、光ネットワークが従来のDCIの役割から、より高性能なAIインフラ層へ移行するというものだ。レポートは、相干トランシーバー、OCS、空芯光ファイバー、マルチレールシステム、DPU主導のスケールイン・インフラを、この移行の主な受益分野として挙げている。

リスク

データコム・通信市場からの光部品、モジュール、光ファイバー需要が予想を下回る可能性。
光チップセット、800G、1.6T技術の製品開発または更新が予想より遅れる可能性。
価格競争の激化がマージンと輸出を圧迫する可能性。
技術セクター制裁が悪化する可能性。