電力以外に、この一連のAIデータセンター拡張ラッシュの中で、中国の他の二つの天然の利点が海外で注目された。
最近、IEEEはこれまで市場でほとんど注目されていなかった2つの名前を指摘した——
エルビウム（ěr）とイットリウム（yǐ）。
それらは、データセンター間の長距離光通信ネットワークに隠れており、データセンターに電力を供給するガスタービンに隠れており、それぞれAIインフラの現在最も緊急な二つの課題に対応しています：
ネットワークと電力。
簡単に言えば、エルビウムはデータをより遠くまで伝送する役割を担い、イットリウムはガスタービンの高温材料に使用され、より高い温度でも安定して動作し、発電効率を向上させます。
AIデータセンターの急激な拡張に伴い、这两种用途也开始变得越来越重要。
一方では、計算能力クラスターが次第に大規模化し、ますます多くの計算能力がキャンパス間、都市間で展開され、データセンター間にはより多くの高速長距離光ネットワークの構築が必要となっている。
一方で、AIサーバーは電力需要を数百年MWからGW級まで押し上げ、米国では電力網の追加容量を補うためにガスタービンの注文が再び活発化している。
AIの資本支出がGPUから光ネットワーク、電力システムへと広がる中、これまでサプライチェーンの最も奥深くに隠れていた二つの金属が、再びテーブルの上に置かれ始めている。
さらに注目すべきは、IEEEの報道によると、我国が这两种小金属の生産量のほぼ100％を占めていることです。
つまり、現在の国内外のAIデータセンターの拡張によってもたらされる恩恵は、GPUや光モジュール、電力設備といった目立つ分野にとどまらない可能性があります。
サプライチェーンの上流をさらに掘り下げれば、私たちの手にはまだ札が隠されています。
では、エルビウムとイットリウムはどのようにAIデータセンターの建設に関与しているのでしょうか？
次に、一つずつ見ていきましょう。
铒、光をもう一走らせよう
エルビウムの元素記号はEr、原子番号は68で、ランタノイド系の重希土類元素に属します。
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それは、データセンター間の長距離光ファイバーネットワークで、AIデータセンターと最も直接的な関係を築きます。
众所周知、今日のデータセンターは単に1棟の建物にサーバーを詰め込むだけではなくなっている。
個々のAIクラスタの規模が拡大するにつれ、トレーニング、推論、ストレージリソースは異なるキャンパス、さらには異なる都市や国に分散し始め、データセンター間のデータ交換量も急増している。
たとえば、グーグルは、世界中のデータセンターを結ぶ専用の広域ネットワークを構築し、陸上および海底の光ファイバーをバックボーンとしています。
今年、このネットワークのファイバーケーブルの総長は1,000万キロメートルを超え、43のGoogle Cloudリージョンを接続しています。
そして、数百キロ、数千キロに及ぶこれらの光ファイバーリンクは、最も基本的な問題をもたらします：光が遠くまで伝わるほど、信号は弱くなります。
エルビウムの役割をよりよく理解するため、光通信の原理をお伝えします。
データがデータセンターを出ると、高速で変化するレーザーパルスに符号化され、光ファイバーを介して次のノードまで伝送されます。
しかし、現代の石英ファイバーが損失を非常に低く抑えていても、信号は伝送距離が増すにつれて依然として減衰し続けます。
データ信号が数十キロ、あるいは数百キロ伝送された後は、信号を再び増幅する必要があります。
以前は、光信号を電気信号に変換し、増幅および処理を完了した後、再び光信号に変換して送信する「光―電―光」が一般的な手法でした。
しかし、現代のDWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）光ネットワークでは、1本の光ファイバーで数十から数百もの異なる波長の信号を同時に伝送できます。
各路をまず電気に変換し、処理してから再び光に変換する場合、装置は複雑になり、コストと消費電力も上昇します。
このとき、エルビウムドープ光ファイバーアンプ、つまりEDFAが活躍します。
具体的には、EDFAでは、エンジニアがわずかな量のEr³⁺イオンを短いファイバーにドーピングし、980ナノメートルまたは1480ナノメートルのレーザーで「ポンピング」します。
エルビウムイオンがエネルギーを吸収して励起状態になると、通信光信号が通過する際に受激放射によって新しい光子を放出し、元の光信号を直接増幅します。
明らかに、これにより光を電気に変換するプロセスが直接削減されます。
さらに巧いことに、エルビウムが最も効果的に動作する波長帯は1550ナノメートル付近であり、ここは現代の石英ファイバーにおいて損失が最も低く、長距離通信で最も広く使用されている窓口の一つです。
また、国際電気通信連合（ITU）の資料によると、EDFAは複数の異なる波長の光信号を一度に増幅でき、各チャネルごとに光電変換を行う必要はありません。
したがって、今日の陸上幹線ネットワーク、海底光ケーブル、およびリージョナルデータセンター間接続において、EDFAは非常に成熟したコアデバイスとなっています。
つまり、エルビウムとこのAIデータセンターの拡張ラウンドとの関係は、データセンターが増えるほど、計算能力の分散が広がり、長距離光ネットワークの建設とアップグレードが必要になるため、EDFAの需要も増加するという点にあります。
ただし、エルビウムの主な利点は中長距離光通信であり、ラック内での数十メートル、数百メートルの短距離接続には適用されません。
また、EDFAも絶対に代替不可能というわけではありません。
ITUの資料によると、EDFAに加えて、ラマン増幅器、半導体光増幅器（SOA）、および光電変換を必要とするO/E/O再生装置も、さまざまな形態のリンク増幅または延伸機能を担うことができます。
実際の長距離光ネットワークでは、ラマン+EDFAのハイブリッド増幅方式が存在します。
しかし、数十年にわたる産業化を経て、EDFAは最も成熟した技術路線となっています。
イットリウム、タービンブレードに断熱アーマーを着せよう
钇の元素記号はYで、原子番号は39です。
それはランタン系元素には属しませんが、化学的性質が重希土類に近く、しばしばそれらと共生するため、産業上では通常、希土類体系に分類されます。
イットとデータセンターの関係は、主にデータセンターに電力を供給する電力システムです。
言うまでもなく、データセンターがどれほど電力を消費するかは誰でも知っています。
アメリカのローレンス・バーケレー国立研究所は、2030年までにデータセンターがアメリカの電力消費の約11.8%を占める可能性があると予測しています。
米国エネルギー情報局は、データセンターの電力消費が急激に増加する中、天然ガス発電が追加の電力需要の相当部分を担うと判断している。
ガスタービン大手のGE Vernovaは、2025年年次報告書でデータセンターをガスタービン需要の成長を牽引する重要な要因として直接挙げた。
そのため、AIデータセンターの増産が上流へと次第に影響を及ぼし始めた：
GPUの不足の後は変圧器の不足、変圧器の後は電力網の容量不足となり、電力網がデータセンターの建設速度に追いつかなくなると、企業は発電側直接で電力を調達し始める。
ガスタービンもこれにより再び注目を集めています。
簡単に言えば、ガスタービンは天然ガスを燃やして高温ガスを発生させ、そのガスでタービンを回し、発電機を駆動して発電します。
一方、ガスタービンの効率を向上させるには、非常に単純な方法があります：より高温で燃焼させるのです。
熱力学的に見ると、ガス温度が高ければ高いほど、ガスタービンの効率をさらに向上させる可能性が高まる。しかし、問題は、温度が上がるとタービンブレードが耐えられなくなることである。
そのため、タービンブレードの耐熱性を高めるために、今日の主役の一つであるイットリウムが登場します。
現在、工業では主に、酸化イットリウムで安定化された酸化ジルコニウム（YSZ）が熱遮断コーティングとして使用されています。
その原理は、酸化ジルコニウムに約6％〜8％の酸化イットリウムを添加することです。
純酸化ジルコニウムは熱伝導率が低く、断熱に適していますが、温度が繰り返し変化すると結晶相転移が発生し、体積変化を伴います。これを繰り返すと、コーティングは容易に亀裂や剥離を起こします。
酸化イットリウムを添加すると、Y³⁺が酸化ジルコニウムの結晶格子に取り込まれ、適量の酸素空孔が形成され、これにより酸化ジルコニウムの高温結晶構造が安定化され、繰り返される冷熱サイクルにおいてもより良い安定性を維持します。
得られたYSZは、断熱性に優れるとともに、長期間の高温と繰り返しの熱サイクルにも耐えられ、ガスタービンブレードにセラミックの断熱アーマーを着せたようなものです。
このコーティングは、下部の金属ブレードが実際に受ける温度を低下させ、冷却空気の消費を削減することで、ガスタービンがより高温で動作できるようにします。
NASAの初期の比較試験では、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムで安定化された酸化ジルコニウムが比較され、最終的に、耐久性と加工コストの総合的な観点から、酸化イットリウムで安定化された酸化ジルコニウムが三つの方案中最も優れていると明確に示された。
したがって、要約すると、钇が受け取ったデータセンターのロジックは次の通りです：
データセンターの電力不足が深刻化する → 新たな発電需要が強まる → ガスタービンの注文が増加する → 高温ブレードおよび熱遮断コーティングの需要がそれに応じて増加する → さらに上流へと伝播し、酸化イットリウムの需要が増す。
もちろん、このチェーンはエルムよりも長いです。
また、すべてのデータセンターが自前でガスタービンを備えているわけではなく、ガス発電はデータセンターの新規電力源の一つに過ぎません。
同時に、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、およびより高度な新世代熱遮蔽材料もYSZの代替として試すことができます。
しかし現在のところ、酸化イットリウムは短期間の間、試験および工学的検証のハードルを維持しています。
加工段での真の優位性
最後に供給側を見てみましょう。
正直言って、我が国は世界の大部分のエルビウムとイットリウム鉱床を保有していますが、真に差を広げたのは、その後の分離・加工能力です。
レアアース元素はしばしば混在し、化学的性質が非常に類似しているため、エルビウムやイットリウムを個別に分離し、工業レベルの高純度に達させるには、通常、数十から数百段階の溶媒抽出が必要であり、生産ライン、プロセス、経験に対する要求が非常に高いです。
USGSのデータによると、2020年から2023年の間に米国が輸入したイットリウム化合物の93％が直接中国から輸入され、純輸入依存度は100％に達した。
IEEEの報道によると、中国以外には酸化铒を商業規模で生産できる企業はほとんど存在しない。
したがって、我が国が真に有する優位性は、鉱山段階にとどまらず、レアアース鉱石を分離・精製し、高純度のエルビウムやイットリウムなどの材料に安定して産業化する能力にあります。
海外需要が増加する一方で、現地の分離・精製能力が追いつかない場合、中流工程に集中したこのサプライチェーンの優位性は、さらに海外での価格プレミアムに転化する可能性がある。
ただし、希土類金属として、エルビウムとイットリウムはもともと非常に小さな市場です。
現在の酸化物価格と公開生産量を基に概算すると、全球のエルビウムおよびイットリウムの上流原材料市場は、通常の年で約1億～2億米ドル規模である。
生産量に関して、USGSは2025年の世界のイットリウム生産量が酸化イットリウムに換算して約1万～1.5万トンになると予測している。エルビウムについては、世界的な単一元素の信頼できる統計が不足しているが、全体的にはキロトン級の市場である。
つまり、これは数百億、数千億ドル規模の商品市場ではなく、規模が小さく供給が非常に集中した小金属市場です。
したがって、AIデータセンターが長距離光ネットワークやガスタービンの生産拡大を継続する限り、新たな需要の絶対量がそれほど大きくなくても、このような小さな市場に投入されると、かなり明確な限界変化をもたらす可能性があります。
もちろん、エルビウムとイットリウムのどちらも不可欠ではなく、AIが最終的にどれほどの実質的な追加価値をもたらすかは、さらに観察する必要があります。
参照リンク
[1]https://spectrum.ieee.org/rare-earth-shortage?itm_source=homepage&itm_medium=hero&itm_campaign=hero-2026-08-27&itm_content=hero2
[2]https://ntrs.nasa.gov/citations/19760025104?utm_source=chatgpt.com
[3]https://www.gevernova.com/investors/annual-report/ceo-letter?utm_source=chatgpt.com
[4]https://www.itu.int/dms_pub/itu-t/opb/hdb/t-hdb-out.10-2009-1-pdf-e.pdf?utm_source=chatgpt.com
本文は微信公众号「量子位」より、著者：先端テクノロジーに注目