AlN薄膜基板の供給不足と生産能力の拡大
AI大規模モデルのトレーニングおよび推論需要の急増により、800Gおよび1.6T高速光モジュールの量産フェーズに移行している。しかし、DSPチップやEMLレーザーなどのコアコンポーネントに注目が集まる一方で、パッケージング材料である「窒化アルミニウム（AlN）薄膜基板」が生産能力のボトルネックとなり始めている。
業界内では供給不足の信号が出始めており、中国のZhongci Electronicsは、低コストな非気密パッケージング向けに不可欠なAlN薄膜基板が需要不足の状態にあると明言した。また、日本企業の動向として、高純度AlN粉末メーカーの徳山が約30%の生産能力拡大を発表したほか、電子セラミックスメーカーのMARUWAも次世代高速通信向けの生産能力を拡大させている。
熱管理におけるAlN基板の技術的優位性
光モジュールの高速化（400Gから800G、1.6Tへ）は、限られたスペースへのデバイス集積度の向上を意味し、それに伴い消費電力と発熱量が増大している。1.6T時代のプラグ型光モジュールの典型的な消費電力は20-30Wに達し、一部のOSFPシステムでは30W以上の熱設計容量を確保する必要がある。レーザーダイオードは温度変化に非常に敏感であり、放熱が不十分な場合は波長ドリフトや出力変動、デバイスの劣化を招く。
この課題を解決するのがAlNサブマウント（チップサブマウント）である。AlN薄膜基板は、窒化アルミニウムセラミックスをベースに精密研磨を施し、スパッタリングやフォトリソグラフィ、エッチング、電気メッキなどの薄膜プロセスを経て金属回路やパッドを形成したものである。その最大の利点は極めて高い熱伝導率にあり、MARUWAのデータによれば、25°CにおけるAlNセラミック基板の熱伝導率は180-230W/(m·K)に達する。これは、一般的なアルミナセラミックスの約24W/(m·K)と比較して、最大で1桁近い差がある。
また、AlNは優れた電気絶縁性を持ち、熱膨張係数（約4.6×10^-6/K）がシリコンなどの半導体材料に非常に近いため、加熱・冷却の繰り返しによる熱応力を制御しやすいという特性を持つ。
市場背景と今後の展望
データセンターのネットワーク構築において、従来の通信グレードで用いられていた高コストな気密セラミックシェルや金属シェルによるパッケージングから、コストと消費電力に敏感な低コストの非気密パッケージングへの移行が進んでいる。これにより、AlN基板の重要性がさらに高まっている。
市場規模については、TrendForceが2026年の世界AI光トランシーバーモジュール市場を約260億米ドル（前年比57%以上の増加）と予測している。また、LightCountingは2026年に800G光モジュールの出荷量がさらに倍増し、1.6T製品は2025年の小規模導入から、数千万ポート規模へと急速に拡大すると予測している。1.6T時代への移行に伴い、AlN粉末からセラミック基板、そして光モジュールへと至る上流から下流までのサプライチェーン拡大が加速すると見られる。
元記事: https://eu.36kr.com/en/p/4017931349528453
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