Apa Itu Penggabungan Optoelektronik — AI Mendedahkan "Had Tembaga"
Gabungan fotonik-elektronik (kogentan optik-elektrik), secara ringkasnya, ialah "teknologi yang menyatukan litar yang mengendalikan isyarat elektrik dengan litar yang mengendalikan isyarat cahaya ke dalam satu cip atau satu pakej". Jurutera NTT menggambarkannya sebagai "teknologi yang menyepadukan litar elektronik dan litar optik ke dalam satu sistem". Oleh kerana penjelasan ini bersifat abstrak semata-mata, marilah kita hurai dengan contoh yang lebih dekat dengan kehidupan seharian.
"Gentian optik" yang menyalurkan internet ke rumah kita sememangnya sudah membawa maklumat menggunakan cahaya. Namun, cahaya itu ditukarkan kepada isyarat elektrik di modem rumah, dan di dalam komputer atau telefon pintar, semuanya diproses melalui pendawaian tembaga (elektrik). Cahaya untuk jarak jauh, elektrik untuk jarak dekat — inilah kelaziman selama bertahun-tahun. Hal ini kerana penukaran antara cahaya dan elektrik memerlukan komponen khas serta tenaga, maka untuk jarak dekat tidak ada gunanya bersusah payah menukarkannya kepada cahaya.
Kelaziman ini telah ditumbangkan sehingga ke akar umbinya oleh AI generatif. GPU (semikonduktor pemprosesan grafik) yang memikul tugas pengiraan AI beroperasi dalam ikatan beribu-ribu unit, ibarat satu otak gergasi. Masalahnya, GPU saling bertukar data dengan kelajuan yang amat sengit — dan pendawaian tembaga yang membawa data itu, semakin cuba dipercepatkan, semakin terjerumus ke dalam tiga kesengsaraan: "penjanaan haba, penggunaan kuasa, dan kelewatan". Jika dilihat dengan angka konkrit, pelayan GPU generasi terkini NVIDIA menggunakan kuasa sehingga 1.4 megawatt bagi setiap rak. Transceiver optik kelas 1.6 terabit sesaat yang ada kini (komponen penukar cahaya dan elektrik) menggunakan kira-kira 30 watt setiap unit, dan daripada jumlah itu cip pemprosesan isyarat (DSP) sahaja menyumbang lebih 15 watt. Apabila beribu-ribu daripadanya berbaris di pusat data, hasil pengiraannya ialah kuasa berskala megawatt lenyap "semata-mata untuk membawa data". Sebenarnya, nisbah "komponen penyambung (komponen sambungan)" dalam pelaburan modal kemudahan pusat data telah berganda daripada 15% tiga tahun lalu kepada melebihi 30% menjelang 2026.
Maka, lahirlah idea untuk terus mendekatkan cahaya ke jarak-jarak dekat yang selama ini dianggap "memadai dengan elektrik sahaja" — antara peranti dengan peranti, antara papan litar dengan papan litar, malah antara cip dengan cip, dan akhirnya hingga ke dalam cip itu sendiri. Inilah gabungan fotonik-elektronik, dan barisan hadapannya ialah "Co-Packaged Optics (CPO, optik berpakej bersama)" yang menempatkan enjin input/output optik berdampingan (dalam pakej yang sama) dengan semikonduktor GPU atau suis. Kesan menggantikannya dengan cahaya amat dramatik; dalam prototaip NTT, penggunaan kuasa dijangka dapat diturunkan kepada satu per lapan daripada yang ada kini, dan akhirnya hingga satu per seratus. "Cahaya bukan sahaja pantas, malah jauh lebih jimat tenaga" — inilah inti pati mengapa gabungan fotonik-elektronik menjadi teknologi yang amat diperlukan dalam era AI.
Mengapa ia "item terpenting" dalam keselamatan ekonomi? – Titik kritikalnya ialah indium fosfida
Terdapat dua sebab utama mengapa penyatuan foton-elektron (optik-elektronik) digelar "item paling penting dalam keselamatan ekonomi".
Pertama, kerana ia merupakan asas kepada infrastruktur AI itu sendiri. Sebagaimana yang dilihat dalam bab sebelumnya, tiada peningkatan skala AI tanpa optikalisasi (peralihan kepada teknologi optik). Pada zaman apabila AI menentukan kekuatan ekonomi, ketenteraan dan saintifik sesebuah negara, membiarkan infrastruktur teras tersebut dikuasai oleh negara lain membawa makna yang sama seperti bergantung kepada negara lain untuk tenaga atau makanan. Berdasarkan Akta Promosi Keselamatan Ekonomi (2022), kerajaan Jepun telah menetapkan semikonduktor sebagai "bahan penting tertentu" pada Disember 2022, dan pada Februari 2026 turut menambah komponen elektronik termaju seperti kapasitor dan penapis ke dalam senarai tersebut. Tambahan pula, "K Program (Program Pembangunan Teknologi Penting Keselamatan Ekonomi)" yang menyokong penyelidikan dan pembangunan teknologi penting tertentu dengan dana awam telah disuntik dengan jumlah keseluruhan kira-kira 500 bilion yen, dan dikendalikan menerusi dana JST (Agensi Sains dan Teknologi Jepun) dan NEDO (Organisasi Pembangunan Teknologi Industri dan Tenaga Baharu). Penyatuan foton-elektron kini sedang diletakkan tepat di teras kerangka kerja ini.
Kedua, dan inilah yang paling ingin ditekankan oleh tulisan ini, ialah hakikat bahawa dalam rantaian bekalan penyatuan foton-elektron, terdapat beberapa "titik kelemahan kritikal" yang hanya dimiliki oleh negara atau syarikat tertentu. Titik kelemahan terbesar ialah wafer (substrat) bagi semikonduktor sebatian "indium fosfida (InP)" yang menjadi asas kepada sumber cahaya laser. Walaupun silikon mahir mengalirkan elektrik, ia tidak mampu memancarkan cahaya. Untuk menghasilkan cahaya (laser), diperlukan semikonduktor khas seperti InP atau galium arsenida (GaAs). Bekalan substrat InP di dunia, walaupun anggarannya berbeza-beza, dikuasai lebih 90% hanya oleh tiga syarikat teratas — Sumitomo Electric Industries Jepun (dianggarkan sekitar 40–60%), AXT Amerika Syarikat (termasuk anak syarikatnya di China, Beijing Tongmei = Tongmei), dan JX Metals — menjadikannya pasaran oligopoli yang melampau. Lebih-lebih lagi, keseimbangan permintaan dan penawaran berada di ambang keruntuhan: penghantaran global pada tahun 2025 hanya mencecah 600,000 hingga 700,000 keping, manakala permintaan mencapai 1.5 juta hingga 2 juta keping, mengakibatkan kekurangan bekalan melebihi 70%. Tempahan tertangguh telah dipenuhi sehingga tahun 2027 dan seterusnya, manakala inventori hampir kosong. Yang lebih serius lagi ialah AXT terkekang dalam penghantarannya akibat kelewatan kelulusan eksport oleh China. Inilah tepatnya isu keselamatan ekonomi di mana risiko geopolitik menghentam terus bekalan cip optik.
Gambaran berkenaan bahan generasi akan datang lebih mencabar. Bagi "litium niobat filem nipis (TFLN)" yang dikatakan mempunyai prestasi melebihi silikon, China hampir memonopoli bekalan wafer, dan dari segi bilangan permohonan paten dalam bidang penyatuan foton-elektron pun, China hampir setanding dengan Amerika Syarikat pada tahun 2021, dan dilaporkan telah mencapai lebih dua kali ganda jumlah Amerika Syarikat (kira-kira 800 permohonan) pada Januari 2025. Berikutan aliran ini, di Amerika Syarikat telah bermula usaha "menyingkirkan China" daripada rantaian bekalan. GlobalFoundries telah membeli Advanced Micro Foundry (AMF) di Singapura pada November 2025, dan menjadikan bekalan cip optik "China-free (tanpa China)" sebagai daya tarikan jualannya. NVIDIA pula, demi menjamin sumber cahaya, telah melabur masing-masing 2 bilion dolar (kira-kira 310 bilion yen setiap satu) ke dalam Lumentum dan Coherent, berjumlah 4 bilion dolar (kira-kira 620 bilion yen).
Dalam gambaran yang tegang ini, kedudukan Jepun adalah unik. Jepun tidak menguasai produk siap (suis atau GPU) mahupun peneraju dalam reka bentuk serta pengeluaran besar-besaran. Namun begitu, dalam bidang "teknologi asas = bahan komponen dan peralatan" seperti sumber cahaya laser, komponen optik, peralatan pembuatan dan peralatan pemeriksaan, Jepun menguasai banyak titik kelemahan kritikal yang sesiapa pun di dunia terpaksa bergantung kepadanya. Meminjam kata-kata Nikkei xTECH, "Jepun kuat dalam sumber cahaya", manakala dalam ungkapan Bahagian Penyelidikan Industri Mizuho Bank pula, "laluan kemenangan adalah tritunggal (kesatuan tiga unsur)". Sebagaimana yang akan dijelaskan kemudian, inilah juga sebab mengapa pemodal teroka (VC) Silicon Valley menumpukan perhatian kepada Jepun.
Konsep IOWN NTT — Pada tahun fiskal 2026, peranti gabungan fotonik-elektronik akhirnya dikomersialkan
Panji yang menjadikan Jepun mendahului dunia dalam bidang penggabungan foto-elektrik (photonics-electronics fusion) ialah konsep "IOWN (sebutan: Aion, Innovative Optical and Wireless Network)" milik NTT. Diperkenalkan pada tahun 2019, dan pada Januari 2020 "IOWN Global Forum" ditubuhkan dengan NTT, Intel (AS) dan Sony sebagai ahli pengasas; sehingga Februari 2026 ia telah berkembang menjadi ekosistem antarabangsa yang disertai lebih 170 syarikat dan universiti dari seluruh dunia. Matlamat akhir yang dijunjung IOWN amat besar: dengan menggantikan keseluruhan pemprosesan rangkaian dengan cahaya, ia mendakwa mampu merealisasikan "kecekapan kuasa 100 kali ganda, kapasiti penghantaran 125 kali ganda, dan kelewatan (latency) 1/200".
Peringkat pertama IOWN, iaitu All-Photonics Network (APN), telah pun dikomersialkan; ia digunakan dalam demonstrasi yang menghubungkan tapak ekspo dengan pusat data pada Ekspo Osaka-Kansai 2025, di samping mengoperasikan laluan optik antara Taiwan dan Jepun sepanjang kira-kira 3,000 km dengan kelewatan sekitar 17 milisaat hasil kerjasama dengan Chunghwa Telecom. Dan pada tahun 2026, akhirnya tibalah peringkat kedua, iaitu fasa "membawa peranti penggabungan foto-elektrik ke dalam komputer".
Yang memegang kunci di sini ialah peranti penggabungan foto-elektrik "PEC" yang berevolusi mengikut generasi. Dalam pelan hala tuju NTT, "PEC-2" yang menggantikan pendawaian elektrik antara papan (board) komputer dengan cahaya akan ditawarkan secara komersial dalam tahun kewangan 2026 (sehingga Mac 2027); seterusnya "PEC-3" iaitu "optical I/O" yang menghubungkan antara pakej semikonduktor seperti CPU dan GPU dengan cahaya akan diperkenalkan sebagai sampel komersial sekitar tahun 2028; dan akhirnya sekitar tahun 2032, pendawaian dalam cip itu sendiri akan dioptikkan, dengan matlamat menurunkan penggunaan kuasa kepada 1/100. Semakin hampir kepada cahaya, semakin besar kesannya, tetapi tahap kesukaran teknikal turut melonjak — penaklukan berperingkat inilah yang menjadi rangka konsep tersebut.
PEC-2, gelombang pertama pengkomersialan, semakin menampakkan wujudnya sebagai produk yang boleh dibayangkan secara konkrit. Komponen terasnya, "enjin optik (light engine)", ialah komponen kecil berukuran lebar kira-kira 20 milimeter; sebuah suis yang memuatkan 16 unit komponen ini mampu merealisasikan kapasiti komunikasi sebanyak 102.4 terabit sesaat — tahap tertinggi di pasaran — dengan kuasa 1/8 berbanding sebelumnya. NTT menjelaskan kapasiti ini sebagai "lebih 7 kali ganda kelajuan komunikasi antara cip GPU terkini iaitu 14.4 terabit sesaat". Yang menyokong pengeluaran produk ini ialah rantaian bekalan yang disusun dengan teliti. Reka bentuk LSI (litar bersepadu berskala besar) yang dimuatkan dalam suis dikendalikan oleh Broadcom (AS), reka bentuk serta pembuatan kabinet suis yang memuatkannya dikendalikan oleh Accton Technology (Taiwan), manakala substrat pakej semikonduktor dikendalikan oleh Shinko Electric Industries. Dan yang mengendalikan reka bentuk serta pembuatan enjin optik dan modul suis yang menjadi jantung produk ialah NTT Innovative Devices, yang mempunyai kapasiti pengeluaran 5,000 unit sebulan bagi setiap barisan, dengan rancangan untuk menambah sekurang-kurangnya kepada 3 barisan pada masa hadapan. Kelebihan NTT yang tidak dimiliki syarikat lain ialah ia merealisasikan pengecilan saiz menerusi teknologi "peranti membran (filem nipis)" tersendiri yang menipiskan elemen optik sehingga ke had maksimum.
Hasil jualan berkaitan IOWN masih amat kecil jika dilihat daripada jualan disatukan NTT yang berjumlah kira-kira 13 trilion yen. Namun, bermula daripada pengkomersialan pada tahun kewangan 2026, peranti penggabungan foto-elektrik untuk pusat data AI berpotensi berkembang menjadi perniagaan bernilai puluhan bilion yen hingga skala trilion yen menjelang dekad 2030-an. Menurut satu anggaran, pelaburan berjumlah keseluruhan 4.5 trilion yen diperlukan untuk pembinaan APN digabungkan dengan pelaksanaan CPO pada pelayan. NTT sedang mendorong konsep ini menuju fasa "pelaksanaan" dengan rancak — Presidennya Akira Shimada akan menyampaikan ucaptama di MWC Barcelona 2026 pada Mac 2026, dan pada bulan Januari telah menerbitkan "NTT IOWN Technology Report".
Rapidus, semikonduktor kebanggaan Jepun — pertaruhan pada "proses belakang yang berasaskan gabungan optoelektronik"
Satu lagi watak utama dalam penyatuan fotonik-elektronik (photonics-electronics convergence) ialah Rapidus, "semikonduktor matahari terbit Jepun" yang mencabar segmen semikonduktor logik tercanggih generasi 2nm (nanometer). Syarikat ini, yang ditubuhkan pada Ogos 2022 oleh lapan buah syarikat — Toyota, Sony, NEC, NTT, SoftBank, Denso, Kioxia dan Bank Mitsubishi UFJ — telah memulakan barisan prototaip (pilot line) pada April 2025 di kilang "IIM-1" di bandar Chitose, Hokkaido, dan pada Julai tahun yang sama mempamerkan cip prototaip 2nm berkaedah GAA (Gate-All-Around) yang dibangunkan bersama IBM, di atas wafer 300mm. Dilaporkan bahawa 2nm meningkatkan prestasi sehingga 45% berbanding produk 7nm pada tahun 2022 dan dapat mengurangkan penggunaan kuasa sebanyak 75%, dengan sasaran memulakan pengeluaran besar-besaran pada tahun 2027.
Dari segi pembiayaan pula, momentumnya kukuh. Pada 27 Februari 2026, syarikat ini menyelesaikan pengumpulan dana berjumlah keseluruhan 267.6 bilion yen (kira-kira 1.7 bilion dolar AS), dengan 167.6 bilion yen daripadanya dikumpulkan daripada 32 buah syarikat termasuk Canon, Fujitsu, NTT, SoftBank, Bank Pembangunan Jepun (Development Bank of Japan) dan Sony Group. Susulan itu, pada 11 April, Kementerian Ekonomi, Perdagangan dan Industri meluluskan tambahan sebanyak 631.5 bilion yen (kira-kira 4.0 bilion dolar AS), menjadikan sokongan penyelidikan dan pembangunan kerajaan mencapai jumlah terkumpul kira-kira 2.35 trilion yen. Bloomberg dari AS melaporkan perkara ini sebagai "pertaruhan Jepun terhadap Rapidus berskala kira-kira 16 bilion dolar AS".
Yang amat penting bagi tema rencana ini ialah hakikat bahawa Rapidus telah melangkah ke dalam "proses hiliran (pembungkusan dan proses pemasangan) yang berasaskan penyatuan fotonik-elektronik". Dalam dunia cip tercanggih, "proses hiliran" yang menggabungkan beberapa cip kecil (chiplet) seperti blok Lego telah menjadi medan pertempuran utama yang baharu, dan untuk meletakkan I/O optik pada pakej, teknologi pemasangan inilah yang memegang kuncinya. Rapidus membuka hab proses hiliran "Rapidus Chiplet Solutions (RCS)" pada 11 April 2026, dan sedang memacu usaha pertama di dunia untuk membuat prototaip interposer RDL (lapisan pengagihan semula) filem penebat organik menggunakan panel besar bersaiz 600mm persegi. Selain itu, menurut laporan TrendForce (26 Mei 2026), syarikat ini menggunakan peralatan pemasangan peringkat panel daripada Lam Research dan turut memulakan pembangunan interposer kaca bersaiz 600mm persegi.
Pengarah Eksekutif Rapidus, Yasumitsu Orii, menunjukkan dasar untuk mengembangkan proses hiliran dalam empat peringkat, memulakan pengeluaran besar-besaran proses hiliran pelbagai generasi dari tahun 2028, dan menegaskan bahawa "pada masa hadapan, penyatuan fotonik-elektronik juga" akan dikendalikan. Strategi menyediakan proses huluan (pembuatan 2nm) dan proses hiliran (pemasangan canggih) secara bersepadu ini juga merupakan pertaruhan untuk menaikkan taraf Rapidus daripada sekadar "kontrak pembuatan" kepada "pemain bersepadu yang turut mengendalikan pemasangan semikonduktor AI".
Projek pelaksanaan integrasi fotonik-elektronik Rapidus/LSTC yang diluluskan oleh NEDO
Pertaruhan ini disokong sebagai sebuah projek negara melalui usaha penyelidikan dan pembangunan yang diterajui oleh LSTC (Persatuan Penyelidikan Teknologi — Pusat Teknologi Semikonduktor Termaju), yang diumumkan oleh Kementerian Ekonomi, Perdagangan dan Perindustrian pada 11 April 2026 dan dipilih oleh NEDO. Nama rasminya ialah "Pembangunan Teknologi Pembungkusan Semikonduktor untuk Mempercepatkan Penyepaduan Foto-elektronik dan Pembentukan Asas Pemprosesan Hujung Belakang Termaju", dan ia diletakkan sebagai sebahagian daripada "Projek Penyelidikan dan Pembangunan untuk Pengukuhan Asas Sistem Maklumat dan Komunikasi Pasca-5G / Pembangunan Teknologi Pembuatan Semikonduktor Termaju". LSTC mengumumkannya pada 13 April dan mengadakan sidang akhbar yang terperinci pada 17 April.
Matlamat projek ini adalah untuk mewujudkan teknologi pembungkusan foto-elektronik yang mengatasi had pendawaian elektrik. Sasaran angka yang ditetapkan adalah khusus: ia akan merealisasikan penghantaran jalur lebar amat tinggi pada tahap 10 terabit sesaat bagi setiap milimeter, serta pengurangan penggunaan kuasa sebanyak 40% atau lebih. Untuk itu, mereka akan membangunkan teknologi "pencantuman hibrid" yang mencantumkan enjin optik dengan interposer RDL optik pada pic yang amat halus iaitu 6 mikrometer atau kurang, dan akan membina pusat inovasi terbuka hujung belakang termaju pertama di dunia yang menyokong panel bersaiz 300mm persegi. Pembangunan teknologi ini terbahagi kepada tiga tonggak utama — (1) teknologi untuk mencantumkan enjin optik dengan interposer RDL optik secara berketepatan tinggi, (2) teknologi interposer RDL optik itu sendiri, dan (3) pembentukan asas pemprosesan hujung belakang yang menyokong panel bersaiz 300mm persegi.
Apa yang patut diberi perhatian ialah struktur pelaksanaan dan lokasinya. Projek ini menyertakan LSTC, Universiti Sains dan Teknologi Awam Chitose, Universiti Tohoku, Universiti Hokkaido, dan Universiti Kebangsaan Yokohama, di samping imec dari Belgium — sebuah institusi penyelidikan semikonduktor terkemuka dunia — yang turut serta dalam kerjasama teknikal. Pusat penyelidikan dan pembangunan ini akan dibina di dalam kampus Universiti Sains dan Teknologi Chitose, iaitu bersebelahan dengan RCS milik Rapidus, dengan sasaran siap menjelang tahun fiskal 2028. Rapidus bagi pemprosesan hujung hadapan, pusat LSTC bagi pemprosesan hujung belakang, serta universiti dan institusi penyelidikan antarabangsa berhimpun di sekitar kawasan Chitose, Hokkaido — sebuah barisan yang wajar digelar "Kluster Fotonik Silikon versi Jepun" kini sedang muncul di sini.
Penguasa hulu ①——Semikonduktor sebatian dan sumber cahaya laser (Sumitomo Electric Industries・Furukawa Electric)
Mulai dari sini, kita akan meneliti titik-titik kritikal hulu yang oleh tulisan ini disebut sebagai "kunci kemenangan Jepun", dengan merujuk kepada syarikat-syarikat tertentu secara khusus. Pertama sekali ialah semikonduktor sebatian (compound semiconductor) dan sumber cahaya laser yang menghasilkan "cahaya itu sendiri" dalam pelakuran foto-elektronik (photoelectric fusion).
Yang terkemuka di kalangannya ialah Sumitomo Electric Industries. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, syarikat tersebut menguasai syer pasaran bertaraf teratas dunia (dianggarkan kira-kira 40–60%) bagi substrat indium fosfida (InP) yang menjadi asas kepada sumber cahaya laser. Oleh sebab silikon tidak memancarkan cahaya, untuk menghasilkan laser diperlukan "ladang" bernama InP — dan bolehlah difahami bahawa Sumitomo Electric ialah pemilik ladang tersebut yang paling banyak di dunia. Tambahan pula, syarikat ini juga kukuh dalam teknologi semikonduktor sebatian seperti EML (laser bersepadu pemodulat penyerapan elektrik / electro-absorption modulated laser) yang dianggap teratas dalam industri sebagai sumber cahaya bahagian penghantar bagi pusat data AI, serta GaN (galium nitrida) HEMT yang juga boleh digunakan untuk wayarles generasi akan datang. Pelaburannya turut dipercepatkan: pada awal 2025 ia mengumumkan akan melaburkan kira-kira 14 bilion yen untuk meningkatkan pengeluaran peranti optik bagi komunikasi, dan di Kilang Yokohama, sebuah bangunan penyelidikan dan pembangunan baharu akan disiapkan pada Mac 2026 serta beroperasi pada Julai, dengan rancangan untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran peranti optik kepada beberapa kali ganda pada tahun kewangan 2028 berbanding tahun kewangan 2024. Kapasiti pengeluaran substrat InP juga dirancang untuk ditingkatkan kira-kira 40% menjelang 2027. Semakin InP menjadi "titik kritikal" bagi AI, semakin tinggi nilai strategik Sumitomo Electric yang memiliki ladang tersebut.
Satu lagi syarikat ialah Furukawa Electric. Syarikat ini telah membina kedudukan bertaraf dunia dalam cip diod laser DFB untuk sumber cahaya isyarat, serta laser pengujaan (pam / pump) yang amat penting bagi penguat gentian optik. Jenama Furukawa Electric "FITEL" membanggakan kedudukan No.1 sejak tahun 1999 dalam sumber cahaya pengujaan jalur 1480nm, dan bagi CPO ia membekalkan "sumber cahaya luaran (ELS)" yang meletakkan sumber cahaya di luar cip. Dalam CPO, reka bentuk yang sengaja mengasingkan laser yang lemah terhadap haba ke luar cip semakin menjadi arus perdana, dan Furukawa berada dalam kedudukan untuk membekalkan "bateri cahaya" tersebut. Pelaburan yang dibuat berikutan lonjakan permintaan juga besar: ia melaburkan sejumlah 38 bilion yen di Wilayah Iwate dan Thailand untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran cip laser DFB kepada lebih 5 kali ganda berbanding tahun kewangan 2025 (disasarkan menjelang 2028), dan kilang kedua di Thailand telah siap pada Februari 2026. Syarikat ini menetapkan sasaran jangka sederhana untuk meningkatkan keuntungan operasi perniagaan pusat datanya kepada 200 bilion yen pada tahun kewangan berakhir Mac 2031 — iaitu 8.5 kali ganda berbanding tempoh sebelumnya — dan menjangkakan hasil jualan produk komunikasi optik untuk pusat data bagi tahun kewangan 2025 akan menjadi kira-kira 2 kali ganda berbanding tahun sebelumnya. Dalam penyelidikan tugasan B5G "BRIGHTEN" oleh NICT, ia turut menyertai pembangunan transceiver optik untuk CPO berkelajuan 56 gigabit sesaat.
Penguasa hulu ②――Komponen optik berketepatan tinggi dan penyambung berketumpatan tinggi (Japan Aviation Electronics Industry・Hirose Electric)
Cahaya pada akhirnya pasti memerlukan "soket sambungan." Penyambung (connector) yang menghubungkan gentian optik sesama sendiri, atau menyambung komponen optik dengan papan litar, serta ferul (komponen penyokong) yang menjajarkan teras gentian cahaya dengan ketepatan mikron — semuanya merupakan bahan yang kelihatan biasa namun tidak dapat digantikan, dan di sinilah juga syarikat Jepun mempamerkan kehadiran yang berpengaruh di peringkat global. Semakin meluas penggunaan cahaya, semakin permintaan terhadap komponen sambungan seperti ini meningkat secara berganda bagaikan bola salji.
Japan Aviation Electronics Industry (JAE) ialah pengeluar besar yang mengendalikan pelbagai jenis penyambung — daripada PC dan peranti mudah alih sehinggalah ke kegunaan automotif dan peralatan industri — dan telah mengumpulkan teknologi dalam bidang penyambung optik berbilang teras seperti MPO/MT yang amat penting untuk pendawaian berketumpatan tinggi di pusat data. Syarikat ini turut membuat langkah persediaan dengan mengambil kira penyepaduan opto-elektronik (optical-electrical fusion); pada Oktober 2023, ia menjalin pakatan modal dan perniagaan dengan AIO Core, sebuah syarikat baharu yang mengendalikan komponen kecil bagi menukar isyarat optik kepada isyarat elektrik, untuk pembangunan komponen kegunaan automotif. Sementara itu, prestasi semasanya menunjukkan bahawa walaupun hasil jualan bagi tahun kewangan berakhir Mac 2026 mencatat 227.8 bilion yen (peningkatan 3% berbanding tahun sebelumnya), kenaikan mendadak harga bahan mentah dan kos pelancaran produk baharu telah menekan keuntungan, menyebabkan keuntungan operasi merosot dengan ketara kepada 8.9 bilion yen (penurunan 43%). Keadaan ini memperlihatkan gambaran satu peringkat peralihan di mana faktor kos berupa harga bahan yang tinggi bersaing dengan faktor pertumbuhan berupa peralihan kepada teknologi optik.
Hirose Electric pula terkenal dengan penyambung mikro berprestasi tinggi yang mendakwa bersaiz amat kecil, berprofil rendah, dan berkelajuan tinggi, serta membekalkan pelbagai penyambung berkelajuan tinggi dan penyambung kalis air untuk gentian optik dan untuk sepaksi frekuensi tinggi bagi rangkaian berkelajuan tinggi di pusat data. Syarikat ini juga menjalin pakatan modal dan perniagaan dengan AIO Core pada September 2024, dan memulakan pembangunan bersama penyambung yang serasi optik untuk kegunaan dalam kenderaan dan peralatan komunikasi. Hakikat bahawa dua pengeluar penyambung utama, iaitu Japan Aviation Electronics dan Hirose, sama-sama melabur dalam syarikat usaha niaga penyepaduan opto-elektronik yang sama adalah sesuatu yang amat bermakna. Bukan produk siap, sebaliknya "piawaian dan bahan sambungan" yang cuba dikuasai lebih awal — ini boleh dikatakan sebagai strategi khas pemain huluan (upstream) yang berusaha menggenggam sebahagian daripada inisiatif pada titik peralihan daripada elektrik kepada optik.
Penguasa hulu ③——Peralatan pelaksanaan dan pemeriksaan berketepatan tinggi (Disco, Advantest)
Yang menyokong tapak pembuatan integrasi fotonik-elektronik ialah pengeluar peralatan yang "mengisar, memotong dan memeriksa" cip halus. Di sinilah Jepun mempamerkan kekuatan yang amat menonjol.
DISCO ialah penguasa peralatan proses belakang (back-end) yang memegang 70–80% syer pasaran dunia bagi peralatan pemotongan (dicing) yang membahagikan wafer separa pengalir, dan 50–70% bagi pengisar (grinder) yang menipiskan wafer. Syarikat ini terkenal dengan teknologi pemprosesan pada tahap nano, termasuk teknologi tersendirinya "stealth dicing" yang menggunakan laser untuk membuat keretakan di dalam wafer lalu memecahkannya. Dalam integrasi fotonik-elektronik, semakin kerap timbul keperluan untuk memproses bahan baharu dan rapuh selain silikon — seperti pengantara muka kaca (glass interposer), cip fotonik silikon, dan InP — tanpa merosakkannya. Malah, gergaji pemotong "DFD6450" syarikat ini turut menyokong pemotongan dan pengaluran kaca untuk komponen optik. Pemprosesan cip yang ditipiskan sehingga had paling ekstrem, seperti HBM (memori jalur lebar tinggi), juga merupakan kepakaran tunggal syarikat ini, dan momentum yang menyokongnya amat kuat. Prestasinya berada dalam keadaan terbaik: bagi tahun kewangan 2025 (April 2025 – Mac 2026), hasil jualan meningkat 11.1% berbanding tahun sebelumnya kepada 436.8 bilion yen, menembusi paras 400 bilion yen buat kali pertama dan mencatat rekod tertinggi; keuntungan operasi 184.9 bilion yen dan keuntungan bersih 135.5 bilion yen turut mencatat rekod tertinggi, memperbaharui rekod keuntungan tertinggi bagi enam tempoh kewangan berturut-turut. Bagi suku April–Jun 2026 pula, keuntungan bersih dijangka meningkat 24% berbanding suku yang sama tahun sebelumnya kepada 29.5 bilion yen, iaitu rekod tertinggi bagi suku tersebut. Integrasi fotonik-elektronik akan terus meluaskan lagi peranan DISCO menerusi pertambahan bahan baharu.
Advantest pula menduduki tempat teratas dunia dalam "penguji (peralatan pemeriksaan)" yang menentukan sama ada cip yang dikeluarkan berfungsi dengan betul. Dengan latar belakang lonjakan mendadak permintaan terhadap separa pengalir berprestasi tinggi bagi AI generatif dan HBM, hasil jualan bagi tahun kewangan berakhir Mac 2026 meningkat 44.7% berbanding tempoh sebelumnya kepada 1.1286 trilion yen, manakala keuntungan operasi melonjak 118.8% kepada 499.1 bilion yen — kedua-duanya mencatat rekod tertinggi — dan syer dalam pasaran penguji mencapai 65% (peningkatan 7 mata peratusan berbanding tahun sebelumnya). Bagi tahun kewangan berakhir Mac 2027, syarikat ini menetapkan sasaran yang lebih agresif lagi, iaitu hasil jualan sebanyak 1.42 trilion yen. Advantest penting bagi integrasi fotonik-elektronik kerana "penentuan produk baik" bagi CPO adalah jauh lebih sukar pada tahap yang berbeza. Cahaya amat sensitif terhadap anjakan kedudukan yang sekecil mana sekalipun, dan ujian CPO yang menggabungkan elektrik serta optik telah disebut sebagai salah satu halangan terbesar dalam penyebaran pengeluaran besar-besaran. Teknologi pemeriksaan bersepadu optik-elektrik yang menggunakan pemantau optik dan sebagainya menjadi sempadan pertumbuhan baharu bagi Advantest, peneraju terkuat dalam bidang penguji.
Persaingan pembangunan global dan perspektif VC Silicon Valley
Mari kita alihkan perspektif ke seberang Lautan Pasifik. Penerajuan "produk siap" gabungan foto-elektronik (photonic-electronic fusion) masih dipegang oleh gergasi-gergasi dari Amerika Syarikat dan Taiwan. Broadcom telah memperkenalkan suis Ethernet 102.4 terabit sesaat "Tomahawk 6 Davisson", iaitu CPO generasi ketiga. NVIDIA pula, sebagai teras platform "Vera Rubin" yang diumumkan pada GTC 2026, memperkenalkan suis Ethernet "Spectrum-X Photonics" dan suis InfiniBand "Quantum-X Photonics" yang menggunakan CPO; penghantaran yang pertama dijangka pada separuh kedua tahun 2026, manakala yang kedua pada separuh pertama tahun 2026. NVIDIA mendakwa bahawa melalui CPO, kecekapan kuasa dapat ditingkatkan 3.5 hingga 5 kali ganda, kebolehpercayaan (masa pengekalan pautan) sebanyak 10 kali ganda, dan bilangan laser dapat dikurangkan kepada satu perempat berbanding transceiver jenis cabut-pasang (pluggable) konvensional. Dari segi asas pembuatan, platform fotonik silikon "COUPE" milik TSMC Taiwan akan memasuki pengeluaran besar-besaran pada tahun 2026, Samsung menyasarkan CPO turnkey pada tahun 2029, manakala Intel masih lagi berada pada peringkat penyelidikan dan pembangunan. Modul fotonik silikon dijangka menguasai lebih 50% pasaran transceiver optik pada tahun 2026 (berbanding kira-kira 33% pada tahun 2024).
Dalam demam emas (gold rush) ini, wang modal teroka (VC) dari Silicon Valley mengalir masuk bagaikan banjir. Ayar Labs, perintis I/O optik, mengumpul dana Siri E sebanyak 500 juta dolar AS (kira-kira 78 bilion yen) pada Mac 2026, dan penilaiannya mencapai kira-kira 3.75 bilion dolar AS (kira-kira 580 bilion yen). Antara penyumbang dananya termasuk syarikat operasi seperti NVIDIA dan AMD, di samping dana berkaitan Sequoia, Insight Partners, ARK Invest, dan Pihak Berkuasa Pelaburan Qatar; manakala antara penyokong sejak peringkat awal penubuhannya ialah VC teknologi mendalam (deep tech) terkenal, Playground Global. Lightmatter, syarikat pengkomputeran fotonik, mengumpul 400 juta dolar AS (kira-kira 62 bilion yen) dan mencapai penilaian 4.4 bilion dolar AS (kira-kira 680 bilion yen), serta memperkenalkan interposer optik "Passage" kepada dunia. Manakala Celestial AI pula, sebelum sempat tersenarai sebagai syarikat bebas di pasaran saham, telah diambil alih oleh Marvell pada harga kira-kira 3.25 bilion dolar AS (kira-kira 500 bilion yen, sehingga maksimum 5.5 bilion dolar AS = kira-kira 850 bilion yen jika syarat prestasi dicapai). Pada Februari 2026, Mesh Optical Technologies mengumpul 50 juta dolar AS (kira-kira 7.8 bilion yen) yang diterajui oleh Thrive Capital, dan tesis pelaburannya jelas ialah "pengeluaran besar-besaran pautan optik buatan Amerika (American-made)".
Apabila kita meninjau pergerakan-pergerakan ini secara menyeluruh, pandangan dunia (worldview) VC Silicon Valley dapat dilihat dengan jelas. Pertama, mereka telah menetapkan hati bahawa "Copper is dead (kuprum telah mati)". Ini ialah keyakinan bahawa selagi AI berkembang, peralihan kepada optik adalah tidak dapat dielakkan. Kedua, pusat graviti pelaburan telah jelas beralih daripada "syarikat usaha niaga berorientasikan penyelidikan" kepada "syarikat yang mempunyai pelan hala tuju pengeluaran besar-besaran yang realistik". Ketiga, idea menukar geopolitik menjadi nilai — "China-free" dan "American-made" telah menjadi salah satu faktor dalam penilaian keputusan pelaburan. Dan keempat, inilah yang paling menentukan bagi Jepun, nilai yang paling diperebutkan oleh VC sebenarnya terletak pada "titik kritikal huluan (upstream)" iaitu sumber cahaya, substrat, pemasangan, dan pemeriksaan. Ayar Labs mahupun Lightmatter, pada akhirnya, terpaksa bergantung kepada bahan dan peralatan dari Jepun atau sekitarnya untuk sumber cahaya, substrat, dan pemeriksaan mereka. Apabila Nikkei xTECH menulis bahawa "Jepun mempunyai kelebihan dalam sumber cahaya" dan seorang pengamal menggambarkannya sebagai "laluan kemenangan struktur untuk menguasai komponen paling penting dan bukannya produk siap dalam infrastruktur AI", itulah struktur yang sedang dirujuk. Sebaliknya, kelemahan Jepun ialah "kekosongan pengeluar besar-besaran" dan "ketidakupayaan untuk menguasai kuasa membuat keputusan dalam reka bentuk dan pemasangan"; sama ada NTT atau Rapidus mampu mengisi kekosongan tersebut akan menjadi titik perpisahan (watershed) yang menentukan sama ada Jepun dapat naik taraf daripada "pembekal komponen" kepada "watak utama dalam pemasangan".
Laporan setiap akhbar dan agensi, serta garis masa akan datang
Liputan media mengenai penyepaduan optik-elektronik (optoelektronik) menjadi hangat dengan serta-merta selepas memasuki tahun 2026. Nikkei Tech Foresight dan Nikkei xTECH telah menyiarkan siri liputan khas seperti "Peta industri penyepaduan optik-elektronik, kedudukan 37 syarikat", "Industri menampakkan rupa gelembung, Jepun kukuh dalam sumber cahaya", dan "Bahan generasi seterusnya ialah China", dengan teliti menggambarkan keseluruhan gambaran industri serta kekuatan dan kelemahan Jepun. Bahagian Penyelidikan Industri Mizuho Bank, dalam laporan bertarikh 31 Mac 2026, berhujah bahawa "jalan menuju kemenangan ialah triniti (sehati sejiwa), pembinaan DC termaju, dan penerokaan perkhidmatan yang unik kepada penyepaduan optik-elektronik", manakala Toyo Keizai Online menyoal sama ada NTT mampu "menunjukkan kehadirannya sebagai pengeluar peranti dengan teknologi 'optik' yang merupakan kekuatan terbesarnya". Di pentas persidangan akademik antarabangsa pun, watak utamanya ialah penyepaduan optik-elektronik; pada OFC 2026 yang diadakan di Los Angeles, Amerika Syarikat pada Mac 2026, jurutera dari OpenAI dan Samsung Electronics naik ke pentas, dan pameran cip kecil optik (optical chiplet) menggemparkan dewan persidangan. Dalam analisis saham berkaitan oleh syarikat-syarikat sekuriti, Sumitomo Electric dan Furukawa Electric diletakkan sebagai "kumpulan berkebarangkalian tinggi yang pasti meningkatkan keuntungan menerusi pendawaian optik untuk pusat data AI", manakala Hamamatsu Photonics, Advantest, dan Lasertec diletakkan sebagai "raja-raja di sebalik tabir" yang menjana keuntungan dalam pembuatan, pemeriksaan, dan pembungkusan semikonduktor optik.
Perlu diberi perhatian bahawa ramalan saiz pasaran mempunyai jurang yang besar dalam angka antara badan penyelidikan. Nikkei melaporkan bahawa komponen utama penyepaduan optik-elektronik akan menjadi pasaran bernilai kira-kira 8 trilion yen pada tahun 2035 (8 kali ganda berbanding 2025), sementara IDTechEx menyatakan pasaran litar bersepadu fotonik (PIC) global akan mencapai 54.5 bilion dolar (kira-kira 8.56 trilion yen) pada tahun 2035, dan Mizuho Bank menganggarkan pasaran global peranti penyepaduan optik-elektronik sebanyak 1.8 trilion yen pada tahun 2035. Oleh kerana digit angka berubah bergantung pada "apa yang dikira sebagai penyebut", adalah bijak untuk tidak menelan bulat-bulat sesuatu angka tertentu, sebaliknya memahaminya sebagai julat.
Pergerakan pada masa hadapan baik untuk "diukur" mengikut garis masa berikut secara amnya. Tahun 2026 ialah tahun bermulanya tembakan permulaan pengindustrian, di mana terhimpun pengkomersialan PEC-2 NTT, penghantaran Quantum-X NVIDIA (separuh pertama) dan Spectrum-X (separuh kedua), pengeluaran besar-besaran TSMC COUPE, pelancaran barisan perintis proses hiliran (back-end) Rapidus (April), serta permulaan pengeluaran besar-besaran modul optik 1.6 terabit. Pada tahun 2027, dijangka bermulanya pengeluaran besar-besaran 2nm Rapidus, lambakan produk CPO pada peringkat semikonduktor, dan fasa seterusnya IOWN Global Forum. Tahun 2028 ialah titik penting apabila pengeluaran besar-besaran proses hiliran pelbagai generasi Rapidus, siapnya pusat Chitose LSTC yang diluluskan oleh NEDO, sampel komersial PEC-3 NTT, serta peningkatan pengeluaran Sumitomo Electric dan Furukawa Electric mencapai kemuncaknya. Sekitar tahun 2030, fokusnya ialah perealisasian IOWN/6G dan rebakan bahan generasi seterusnya yang diterajui China seperti TFLN ke CPO, manakala sekitar tahun 2032, peringkat akhir berupa pengoptikan di dalam cip (penggunaan kuasa 1 per 100) mula terlihat dalam jangkauan. Sebagai titik pemerhatian yang konkrit, boleh disebut nisbah hasil perniagaan optik/pusat data dalam laporan kewangan setiap syarikat, trend penawaran dan permintaan substrat InP, kemajuan pembinaan pusat NEDO, serta pembentangan di persidangan akademik antarabangsa seperti OFC, ECOC, dan ECTC.
Kesimpulan—jalan kemenangan Jepun untuk "menguasai titik kritikal, bukan produk siap"
Penyatuan optoelektronik (gabungan optik-elektronik) merupakan penyelesaian yang paling realistik buat masa ini untuk merobohkan "tembok kuasa elektrik" yang dihadapi AI. Justru itulah ia menjadi tunjang infrastruktur era AI, dan justru itulah ia diletakkan sebagai item terpenting dalam keselamatan ekonomi. Dalam gambaran besar ini, kedudukan Jepun bersifat paradoks. Dari segi produk siap seperti suis dan GPU, serta dari segi penguasaan reka bentuk dan pengeluaran besar-besaran, Jepun ketinggalan di belakang gergasi Amerika Syarikat dan Taiwan. Namun begitu, di hulu rantaian, Jepun menggenggam banyak "titik nadi" yang tidak mungkin diganti oleh sesiapa dalam sekelip mata: indium fosfida yang menjadi asas sumber cahaya laser (Sumitomo Electric), laser untuk CPO (Furukawa Electric), penyambung optik berbilang teras dan ferul (Japan Aviation Electronics dan Hirose Electric), serta peralatan pemprosesan halus dan pemeriksaan (Disco dan Advantest).
Jika dirumuskan dari kaca mata VC Silicon Valley, ini adalah struktur di mana "platform mungkin tidak dapat dikuasai, tetapi cangkul dan penyodok (pick & shovel) adalah milik Jepun." Dalam demam emas, pihak yang paling pasti meraih keuntungan bukanlah mereka yang menggali emas, sebaliknya mereka yang menjual cangkul dan seluar jeans — kisah lampau itu terpakai persis dalam demam emas moden yang dipanggil infrastruktur AI. Apabila NVIDIA dan Broadcom membina kekayaan melimpah melalui cahaya, pihak yang menghasilkan, menyambung, mengilir, dan memeriksa cahaya itu, pada akhirnya, adalah pengeluar bahan dan peralatan Jepun.
Namun, jalan kemenangan ini disertai risiko yang jelas. Pertama, "kekosongan pengeluar besar-besaran" — walaupun kuat dalam komponen hulu, Jepun kekurangan pemain produk siap yang mampu menghimpunkan komponen itu dan mengeluarkannya secara besar-besaran berskala dunia. Persoalannya, mampukah NTT dan Rapidus mengisi kekosongan ini. Kedua, risiko hulu bagi bahan dan bahan generasi seterusnya seperti InP dan TFLN; bergantung pada keadaan geopolitik, malah kekuatan Jepun sendiri boleh tertelan oleh kekangan bekalan. Ketiga, kelemahan struktur yang menyebabkan Jepun tidak dapat menggenggam kuasa keputusan dalam reka bentuk dan pelaksanaan. Dengan mengambil kira semua ini, tahun 2026 hingga 2028 menjadi detik penentu yang sebenar, sama ada Jepun mampu naik setingkat daripada "pembekal komponen di belakang tabir" kepada "watak utama dalam pelaksanaan." Pengkomersialan PEC-2 oleh NTT, strategi proses belakang (back-end) Rapidus, serta hab penyatuan optoelektronik NEDO dan LSTC yang tertumpu di Chitose — selepas ketiga-tiga elemen ini bergabung serasi, terletaklah penentuan sama ada Jepun mampu berkembang daripada "negara yang menggenggam titik nadi" kepada "negara yang menentukan arus" dalam keselamatan ekonomi yang berteraskan penyatuan optoelektronik ini.