生成AIの未来を支える「ガラス」という素材の可能性 〜電力、発熱、高周波、そして光通信の時代へ〜

May 13, 2025

最近、ChatGPTなどの生成AIを使ってイラストや文章を作成していると、
「アクセスが多いため、少し時間がかかる場合があります」
というメッセージを目にすることが増えていませんか?

これはつまり、世界中で生成AIの活用が急速に広がり、その裏側で稼働するサーバーへの計算負荷が限界に近づいていることを意味しています。

サーバーが抱える「負荷」と「電力消費」の現実

生成AIが高度化・拡大するほど、その処理を担うサーバーには膨大な演算処理が求められます。
当然のことながら、大量の電力を消費し、発熱も大きくなります。現在では、CPUやGPUは常にフル稼働状態にあり、それらを冷却するために水冷システムなどの高性能な冷却装置が導入されています。とくに、画像・音声・テキストといったマルチモーダルなデータをリアルタイムかつ高精度で処理する生成AIにおいては、従来の計算技術だけでは限界が見え始めています。

現在の主役:NVIDIAのGPUと、その限界

今のところ、生成AIの演算処理の主役はNVIDIAのGPUです。
並列処理に最適化されたそのアーキテクチャは、AIの学習や推論において圧倒的な性能を発揮しています。

しかし、AIのさらなる進化を支えるには、ソフトウェアやGPUアーキテクチャの改良だけでは不十分です。「ハードウェアの素材そのもの」から見直す必要が出てきています。

次世代素材として注目される「ガラス」

現在、半導体パッケージの基板(サブストレート)には主に樹脂素材が使われています。
しかしこの樹脂基板は、高周波信号の伝送効率、電気抵抗、放熱性能などの面で限界を迎えつつあります。

そこで注目されているのが、「ガラス」という次世代素材です。

ガラス基板がもたらす技術的ブレイクスルー:

  • 静電気に強い → 安定した電子制御が可能
  • 剛性が高く、精密加工が可能 → 微細な回路形成に対応
  • 低誘電率・低損失特性 → 高周波信号伝送に最適
  • 光導波路との親和性が高い → 光通信技術との融合が可能

これらの特性により、ガラス基板は電気的にも光学的にも優れた次世代素材として、さまざまな分野から注目を集めています。

高周波化・光通信時代への適応

AIの処理性能をさらに高めていくには、チップ間・デバイス間の通信速度の大幅な向上が欠かせません。
これまでの金属配線では限界があるため、今後はテラヘルツ(THz)帯域の高周波対応や、オンチップ・チップ間光通信への移行が本格化すると見られています。

このような時代において、ガラス基板は次のような利点を発揮します:

  • 高周波信号の損失が非常に少ない → 5G/6G通信やAIチップ間通信に効果的
  • 光導波路の形成がしやすい → 電気配線から光配線への置き換えに対応可能

つまり、ガラス基板は「高速」「低損失」「高密度」な通信を可能にし、AI時代に求められる情報インフラを実現するカギを握っているのです。

「AI × ガラス × 光」が導くパラダイムシフト

AIの能力を最大限に引き出すには、ソフトウェアだけでなく、素材・構造・冷却・通信といったハードウェア面すべてにおける革新が不可欠です。
その中でも、ガラス基板は電気的・光学的に優れたポテンシャルを持ち、次世代インフラ技術の中心的存在となりつつあります。

生成AIが広く普及しつつある現在――
私たちの目には見えない部分で、「ガラス」は静かに、しかし着実に、技術の限界を押し広げているのです。

DenGXが見据える「ガラス素材」の未来

DenGXでは、この「ガラス」が持つ革新性と将来性に注目し、今後の重点事業分野のひとつとして位置づけています。
AI技術の進化に伴って求められる高速・高密度・低消費電力な情報処理基盤において、ガラス基板の果たす役割は今後ますます大きくなると考えています。

私たちは、エレクトロニクス・通信・光技術が融合する領域において、ガラス素材を活用したソリューションの研究・開発に取り組み、次世代の社会インフラを支える企業として、未来に向けた挑戦を続けてまいります。

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