光通信業界で22年の経験を持つ起業家として、私は長年、精密光学部品の製造と設計、そして光ファイバー部品に深く関わってきた。光通信において「静かに輝く」光レンズについて、以前から考えを整理したいと思っていた。小さな存在に見えるが、光信号伝送の “重要な橋渡し役 ”を担っている。.
今日は、光通信用レンズについて、わかりやすい言葉でお話ししたいと思います。業界の同僚であれ、外部の友人であれ、理解し、共感していただけることでしょう。.
まず、業界の古い歴史について
光通信の分野全体を、アクティブ光通信（簡単に言えば、電気と光チップが関係し、光信号を能動的に変換することができる）とパッシブ光通信（能動的な電力供給を必要とせず、光信号の伝送と分配を主に行う）の2つに大別するのが、私たち業界人の初期の慣例だった。どちらの分野でもレンズは欠かせないが、使用されるレンズの種類や特性、さらには市場の需要も大きく異なる。.
パッシブ光通信における旧二者：C-LENSとGRIN LENS
受動光通信の分野では、最も一般的なタイプは以下の通りである。 Cレンズ (ボールレンズ）と グリンレンズ (勾配指数レンズ）。長年にわたり、これら2種類のレンズに対する市場の需要は「浮き沈み」の状態にあり、あるときは一方の需要が高く、あるときは他方の需要が大きなシェアを占めている。.
簡単に言うと、私たちが日常的に遭遇する家庭内光ファイバー接続、構内光ファイバー配線、事業者用光ファイバークロスコネクト・キャビネットで主に使用されています。例えば、家庭用ブロードバンドファイバーインターフェイスや住宅街のファイバー分配装置には、この2種類のレンズが含まれていることがあります。これらは、ファイバー内の光信号を正確に伝導・分配し、家庭でのインターネット閲覧やテレビ視聴のための安定した信号を確保する役割を担っています。業界用語では、これらをアクセスネットワーク、バックボーンネットワークなどと呼ぶ。.
アクティブ光通信分野：レンズの主戦場
ここでは、アクティブ光通信分野のレンズに焦点を当て、データセンターも含めて考えてみよう（データセンターは多くの光電子チップを使用しており、実質的にアクティブ光通信の範囲に入るからだ）。近年、データセンターの爆発的な普及は、光電子チップの需要急増に直結し、品薄にさえなっている。この热度はレンズにも波及し、一部のレンズ製品は品薄となっている。.
しかし、22年にわたる深い業界経験を持つ実務家として、私はもっと合理的に考えている。レンズの種類によって生産能力も違えば、適用シーンも異なるので、市場の需要も当然大きく異なる。すべてのレンズが “入手困難で需要が高い ”わけではない。”
最初のタイプシリコンレンズ - 生産能力の王様
現在、最も生産能力が高いのはシリコンレンズだ。私の理解では、シリコンレンズの年間生産能力は少なくとも5億枚以上です。市場の大手企業は主にSuNa、羅河雷信、華天匯創、スイスのArterisなどである。製造工程は半導体産業とやや似ており、主にリソグラフィとマイクロ/ナノ機械加工によるエッチング工程で、高精度と大量生産能力を提供している-これが大市場での優位性の鍵である。.
その中核となるアプリケーション・シナリオは、今日活況を呈しているデータセンターである。例えば、ビデオを見たり、メッセージを送ったり、ファイルを保存したりする私たちの日常的な活動の背後には、データを保存したり送信したりするためのデータセンターが必要とされている。シリコンレンズは、データセンター内の高速光モジュールに設置され、光チップからの光をコリメートし、集束させ、結合させる役割を担っている。.
(スナオプト）
第二のタイプガラス非球面レンズ - 最も広い用途
海外ではパナソニック、アルプス、韓国マイクロフェニックス、国内ではジーテック、Hobbiteなど、多くのメーカーがこのタイプのレンズを製造している。コアプロセスは成形技術（連続成形またはマルチステーション成形）である。金型コストは比較的高いが、バッチ間の整合性がよく、精度が高いという利点があり、大規模な用途に適している。.
その応用シナリオはさらに幅広い。例えば、私たちの携帯電話の5G信号は基地局によって中継される必要があり、基地局内の光モジュールはガラス非球面レンズを使用して5G信号の長距離・高品質伝送を保証しています。さらに、産業用レーザーや医療用レーザーのような分野は、その精度がコリメーション、カップリング、集束ビームなどのハイエンド機器の厳しいビーム要件を満たすため、これらと切っても切り離せない関係にある。.
特筆すべきは Hobbite ここ中国にある。同社の非等温成形技術には大きな利点がある。シリコンレンズと同様の大量生産が可能で、CPO、NPO、OCS、プラガブル光モジュールなど、一般的な分野で広く使用されているフラットモールド、マルチマトリックス、マルチチャンネル製品を生産できる。.
さらに、ガラスレンズには次のような多くの種類がある。 裸非球面レンズ (丸型と角型がある）、非球面レンズ、メタルリング付き、, CAP非球面レンズ, とマトリックス非球面レンズアレイがあり、それぞれ異なるアプリケーションシナリオに対応している。.
第3のタイプC-LENS - かつての兄貴分
C-LENSレンズは純粋にコールドプロセスで製造されている。生産速度はゆっくりと上昇し、主に手作業と半自動運転に頼っており、完全自動化は実現できない。2019年頃にシリコンレンズが普及する前、ほとんどの光学モジュールにC-LENSが採用されていた。.
しかしその後、光学モジュールの需要が爆発的に増加したため、C-LENSの生産能力が追いつかず、そのほとんどがシリコンレンズに取って代わられた。このことからも、私たちの光モジュールと光学機器産業がいかに現実的で将来を見据えた産業であるかがわかる。.
現在、C-LENSは完全に市場から撤退したわけではない。C-LENSは主に、監視機器用光ファイバー伝送モジュール、小型ルーター用光ファイバーインターフェース、カスタマイズされた産業用光通信機器など、一部の中低速、少量生産の光モジュールに使用されている。これらのシナリオでは、容量要件はそれほど厳しくなく、費用対効果がより優先されます。.
シリコンレンズの隙間を埋めるのは誰か？
しかし、シリコンレンズには、波長選択性が比較的制限されるなどの限界もある。例えば、一般的に使用される850nmの波長では、Hobbiteの非球面レンズアレイはシリコンレンズを効果的に補完することができる。しかし、SRモジュール（短リーチ光モジュール）の大規模アプリケーションでは、実際にはプラスチックレンズが市場を独占している。.
これら以外にも、多くのCAPサイズのボールレンズが低速TO-CANデバイスの80%以上のシェアを占めており、まさに “ローキー主力 ”である。TO-CANデバイスは、光ファイバートランシーバーや低速光モデムの中核部品として使用されることが多い。例えば、旧式の家庭用光ファイバーモデムや小型のオフィス用光ファイバートランシーバーには、このCAPボールレンズが使用されており、シンプルな光信号の送受信を担い、安定していて安価である。.
第4のタイププラスチックレンズ - 近距離用の「コストパフォーマンスの王様
プラスチックレンズがSRモジュール分野で「勝利」したのにはいくつかの理由がある。一方では、SRモジュールの大規模展開による強い需要がある。一方、プラスチックレンズ自体には、低コスト、軽量、大量生産に適しているという利点がある。代表的な企業は、台湾のHo Cheng、Foxconn、東莞Blue Lightなどである。製造工程も金型ベースであり、ガラス非球面レンズの成形工程に似ているが、コストが低く、普及に適している。.
データセンター内の短距離接続（サーバールーム内の異なるサーバー間の光信号伝送）、オフィスビル内のローカルエリアネットワーク用光ファイバー接続、家庭用ファイバーモデムとルーター間の短距離ファイバー伝送など、主に短距離光伝送に使用される。これらのシナリオは長距離伝送を必要とせず、コストに敏感です。プラスチックレンズはこのようなニーズに適しており、軽量であるため機器の小型化が可能です。.
最終的な感想
これらは光通信分野における主要なレンズである。生産規模、応用シナリオの選択、技術開発経路などの観点から、これらの一見小さなレンズは、実は光通信産業チェーンの中で極めて重要な位置を占めている。このレンズがなければ、光信号は効率的かつ安定的に伝送されず、データセンターや光ファイバー通信など、私たちが当たり前のように利用しているシナリオも正常に機能しない。.
レンズが単一カテゴリーから多様なカテゴリーになり、輸入に頼っていた時代から国内企業が台頭してきた時代を見てきた業界22年のベテランとして、本当に感慨深いものがあります。業界は進歩し、我々も成長している。.
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Hobbiteは11年来、光通信分野に注力し、主に光学設計、精密光学加工（球面/平面/コーティング）、非等温成形、光学部品OEMを提供しています。私たちは260人のチームを持っています。お気軽にお問い合わせください！電子メール [email protected]
