Markt für Siliziumphotonik

Marktdefinition

Der Markt beinhaltet das Design und die Herstellung von photonischen Systemen, die optische Komponenten in Siliziumbasis-Halbleiter integrieren. Unter Verwendung von Standard-CMOS-Prozessen ermöglicht es eine hohe Dichte und energieeffiziente optische Datenübertragung, insbesondere für Rechenzentren, Telekommunikations- und Hochleistungs-Computing.

Die Technologie nutzt die optischen Eigenschaften von Silizium, um Wellenleiter, Modulatoren und Fotodetektoren auf einem einzelnen Chip zu erstellen. Seine Formulierung unterstützt eine dichte Integration von optischen und elektronischen Komponenten und reduziert die Latenz und den Stromverbrauch.

Über die Datenkommunikation hinaus wird die Siliziumphotonik in Biosensing, Lidar und Quantencomputer angewendet, wobei Präzision und Geschwindigkeit kritisch sind. Der Bericht beschreibt die Haupttreiber des Marktwachstums sowie eine eingehende Analyse neu auftretender Trends und sich entwickelnde regulatorische Rahmenbedingungen, die die Marktbahn prägen.

Markt für SiliziumphotonikÜberblick

Die globale Marktgröße für Silicon Photonics wurde im Jahr 2023 mit 2.253,6 Mio. USD geschätzt und wird voraussichtlich bis 2031 von 2.732,3 Mio. USD im Jahr 2024 auf 12.404,1 Mio. USD wachsen, was im Prognosezeitraum einen CAGR von 24,13% aufwies.

Der Markt wird hauptsächlich auf die steigende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zurückzuführen, insbesondere innerhalb von Rechenzentren und AI-Computerumgebungen.Darüber hinaus beschleunigt die laufende Bereitstellung von 5G-Netzwerken und die optische Infrastruktur der nächsten Generation den Bedarf an kompakten, hochgebundenen und energieeffizienten photonischen Siliziumkomponenten in Telekommunikations- und Wolkensektoren.

Große Unternehmen, die in der Silicon Photonics -Branche tätig sind, sind Intel Corporation, Cisco, IBM, Macom, GlobalFoundries Inc., Lumenteum Operations LLC, Kohärent Corp., Stmicroelectronics N.V. Inc.

Der Einsatz von 5G-Netzwerken und optische Infrastruktur der nächsten Generation unterstützt direkt das Wachstum des Marktes. Telekommunikationsbetreiber benötigenOptische Transceiverund integrierte photonische Schaltkreise, die große Datenverkehrsvolumina mit geringem Stromverbrauch abwickeln können.

Die Siliziumphotonik befasst sich mit diesen Anforderungen durch kompakte Formfaktoren und eine hohe Signalintegrität, wodurch effiziente Netzwerk-Upgrades und langfristige Kostenoptimierung in den Kommunikationssystemen von Metropolen und Langstrecken ermöglicht werden.

Schlüsselhighlights:

1. Die Größe der Silicon Photonics Industry wurde im Jahr 2023 mit 2.253,6 Mio. USD geschätzt.
2. Der Markt wird voraussichtlich von 2024 bis 2031 auf einer CAGR von 24,13% wachsen.
3. Nordamerika hatte 2023 einen Marktanteil von 36,72% mit einer Bewertung von 827,5 Mio. USD.
4. Das Segment Active Optical Cables (AOCS) erzielte 2023 einen Umsatz von 870,1 Mio. USD.
5. Das Segment der optischen Modulatoren wird voraussichtlich bis 2031 5.611,0 Mio. USD erreichen.
6. Das IT & Telecommunications -Segment sicherte sich 2023 den größten Umsatzanteil von 34,96%.
7. Der Markt im asiatisch -pazifischen Raum wird voraussichtlich im Prognosezeitraum auf einer CAGR von 25,66% wachsen.

Marktfahrer

"Steigende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung"

Das Wachstum des Silicon Photonics-Marktes wird stark von dem zunehmenden Bedarf an Datenübertragung mit hoher Bandbreite und geringen Latenz in Hyperscale-Rechenzentren und Unternehmensnetzwerken beeinflusst.

Siliziumphotonische Komponenten unterstützen die schnelle Datenübertragung mit verbesserter Energieeffizienz und adressieren Engpässe in herkömmlichen elektrischen Verbindungen. Die Verschiebung in Richtung 400G und 800 g optische Module in Cloud-Computing- und KI-gesteuerten Umgebungen macht die Siliziumphotonik für die Reduzierung der Betriebskosten wesentlich und bei der Aufrechterhaltung der Skalierbarkeit und der Netzwerkleistung wesentlich.

• Im Oktober 2024 stellten Forscher des University College London (UCL) einen neuen Weltrekord für die Übertragung von drahtlosen Daten auf und markierten einen großen Fortschritt in der drahtlosen Hochgeschwindigkeitskommunikation. Sie erreichten eine Übertragungsrate von 938 Gbit / s über einen beispiellosen Frequenzbereich von 5–150 GHz. Diese Geschwindigkeit beträgt ungefähr 9.380 Mal schneller als die aktuelle durchschnittliche Download -Geschwindigkeit von 100 Mbit / s Großbritanniens in Großbritannien. Die verwendete Gesamtbandbreite - 145 GHz - ist mehr als fünfmal höher als die des vorherigen Weltrekords bei der drahtlosen Übertragung.

Marktherausforderung

"Komplexe Integration mit vorhandenen Halbleiterprozessen"

Eine große Herausforderung, die das Wachstum des Siliziumphotonikmarktes behindert, ist die komplexe Integration photonischer Komponenten in traditionelle CMOS -Semikonduktor -Prozesse.

Die Ausrichtung der optischen und elektronischen Funktionen auf einem einzigen Chip erfordert Präzisionstechnik, spezialisierte Fertigung und strenge thermische Kontrolle, die die Kosten und die Grenzen der Skalierbarkeit erhöht.

Unternehmen investieren in Tools für zusammengepackte Optik, heterogene Integration und Advanced Photonic Design Automation (PDA). Strategische Partnerschaften mit Gießereien und die Entwicklung standardisierter Plattformen helfen auch bei der Straffung der Produktion, zur Reduzierung der Integrationsbarrieren und zur Beschleunigung des Übergangs der Siliziumphotonik von Prototypen zur Herstellung von Hochvolumen.

Markttrend

"Entwicklung der kombinierten Optik für das Computing der nächsten Generation"

Die kontinuierliche Forschung in der kombinierten Optik prägt die Zukunft des Silicon Photonics-Marktes. Die Forscher konzentrieren sich darauf, optische Verbindungen direkt in Siliziumchips zu integrieren, um die Anforderungen an die wachsende Kraft und die Bandbreitenanforderungen generativer KI -Workloads zu befriedigen.

Dieser F & E-Aufwand nutzt Polymerwellenleiter und Siliziumphotonikkomponenten, um eine ultra-dichte, energieeffiziente Datenübertragung in der Nähe von Chipebene auf Chipebene zu ermöglichen. Die Innovation ist ein wichtiger Schritt zur Skalierung von Hochleistungs-Computing-Systemen und die Verbesserung der Praktikabilität der photonischen Integration in der kommerziellen KI-Infrastruktur.

• Im Dezember 2024 führte IBM Research einen Durchbruch in der Chip-to-Chip-Kommunikation durch die kombinierte Optik ein, die optische Verbindungen direkt in Siliziumchips integriert. Durch die Verwendung optischer Wellenleiter von Polymer verringert dieser Ansatz den Energieverbrauch erheblich um über 80%und steigert die Datenübertragungsbandbreite, was die wachsenden Anforderungen direkt unterstütztGenerative Ai. Durch die Kopplung dieser Wellenleiter mit Siliziumphotonik fährt IBM in Richtung ultra-dichter optischer Verbindungen vor, die mit der Komplexität des KI-Modells skalieren können.

Marktbericht für Siliziumphotonik Snapshot

Segmentierung	Details
Nach Produkttyp	Transceiver, aktive optische Kabel (AOCs), optische Multiplexer, optische Dämpfer
Durch Komponente	Optische Wellenleiter, optische Modulatoren, Fotodetektoren, andere
Durch Anwendung	IT & Telecommunications, Consumer Electronics, Healthcare & Life Sciences, Commercial, andere
Nach Region	Nordamerika: USA, Kanada, Mexiko
	Europa: Frankreich, Großbritannien, Spanien, Deutschland, Italien, Russland, Rest Europas
	Asiatisch-pazifik: China, Japan, Indien, Australien, ASEAN, Südkorea, Rest des asiatisch-pazifischen Raums
	Naher Osten und Afrika: Türkei, VAE, Saudi -Arabien, Südafrika, Rest des Nahen Ostens und Afrikas
	Südamerika: Brasilien, Argentinien, Rest Südamerikas

Marktsegmentierung:

• Nach Produkttyp (Transceiver, aktive optische Kabel (AOCs), optische Multiplexer, optische Dämpfungsgeräte): Das Segment Active Optical Cables (AOCs) verdient im Jahr 2023 870,1 Mio. USD im Jahr 2023.
• Durch Komponente (optische Wellenleiter, optische Modulatoren, Fotodetektoren und andere): Das Segment der optischen Modulatoren hielt 2023 einen Anteil von 39,72% des Marktes, da es entscheidend bei der Ermöglichung der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und der Signalintegrität zwischen fortgeschrittener Rechenzentrum und Telekommunikationsinfrastruktur in der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und Signalintegrität wurde.
• Nach Anwendung (IT & Telecommunications, Consumer Electronics, Healthcare & Life Sciences und Commercial): Das IT & Telecommunications-Segment wird voraussichtlich bis 2031 USD auf USD 4,260,7 Mio. erreicht, da aufgrund der hohen Nachfrage nach energieeffizienten, hochbandbreiten optischen Interconnects-Zentralvergütungen eine hohe Nachfrage nach einer Energieversorgung, die Datenvergütung und die Datenvergaser, die Datenvergaser und die Datenvergaser und die Datenversorgung, die Datenvergütung und die Datenvergütung und die Datenversorgung, und die Datenversorgung, und die Daten zur Verfügung stehen.

Markt für SiliziumphotonikRegionale Analyse

Basierend auf der Region wurde der Markt in Nordamerika, Europa, Asien -Pazifik, Naher Osten und Afrika und Lateinamerika eingeteilt.

Der Marktanteil von North America Silicon Photonics lag im Jahr 2023 bei rund 36,72% mit einer Bewertung von 827,5 Mio. USD. Die starke Präsenz von Global -Spielern wie Intel, IBM, Cisco und Nvidia, die alle mit aktiven F & E -Programmen für Photonik in Nordamerika sind, war maßgeblich daran beteiligt, die kommerziellen Anwendungen der Siliziumphotonik voranzutreiben.

Ihre internen Anwendungsfälle, Akquisitionen und Produktinnovationen erweitern das Marktwachstum kontinuierlich.Darüber hinaus beschleunigt das Vorhandensein von reifen Halbleiterökosystemen in Regionen wie Silicon Valley das Marktwachstum erheblich.

Der Zugang zu erstklassigen Gießereien, Herstellungspartnern und einer erfahrenen Arbeitskräfte ermöglicht eine schnelle Entwicklung und die kommerzielle Bereitstellung von Silizium-photonischen Chips, insbesondere für Netzwerk- und KI-Anwendungen.

• Im Oktober 2024 sicherte sich das in Silicon Valley ansässige Startup Xscape Photonics 44 Millionen USD in der Serie-A-Finanzierung, um seine energieeffizienten Siliziumphotoniklösungen für AI-Rechenzentren voranzutreiben. Mit der Unterstützung von Nvidia und Cisco bringt diese Runde die Gesamtfinanzierung des Unternehmens auf 57 Millionen USD. Das Kapital wird die Entwicklung seiner proprietären „Chromx“ -Plattform beschleunigen, um die eskalierenden Stromanforderungen der KI-gesteuerten Infrastruktur durch optische Verbindungstechnologie der nächsten Generation zu erfüllen.

Die Silicon Photonics Industry im asiatisch -pazifischen Raum ist im Prognosezeitraum für ein signifikantes Wachstum bei einer robusten CAGR von 25,66% bereit. Die Region, insbesondere Singapur, Indien und Australien, registriert ein schnelles Wachstum der Konstruktion von Hyperscale und Edge Data Center.

Diese Einrichtungen nehmen Siliziumphotonik ein, um den Stromverbrauch zu verwalten und skalierbare Bandbreite zu unterstützen. Der regionale Bedürfnis nach KI-fähiger Infrastruktur drückt photonische Lösungen in den Mainstream-Einsatz.

Darüber hinaus unterstützt der starke Fuß in der Elektronikproduktion die kostengünstige Integration photonischer Komponenten. Darüber hinaus schafft robuste Investitionen in KI, Cloud-Dienste und Telekommunikationsinfrastruktur der nächsten Generation eine anhaltende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-optischen Verbindungen mit geringer Leistung, was das Wachstum des Marktes in der Region unterstützt.

Regulatorische Rahmenbedingungen

• Die USADas Büro für Industrie und Sicherheit des Handelsministeriums (BIS) hat strenge Exportkontrollen implementiert, die sich an fortschrittliche Computer -Halbleiter und Semiconductor Manufacturing -Geräte abzielen, die für die Siliziumphotonik relevant sind. Im Oktober 2022 aktualisierte BIS diese Kontrollen, um Chinas Fähigkeit zu beschränken, Technologien zu beschaffen und zu produzieren, die für militärische Anwendungen von entscheidender Bedeutung sind, einschließlich fortschrittlicher Halbleiter, die in künstlicher Intelligenz (AI) verwendet werden.
• Chinahat Exportkontrollen für kritische Materialien implementiert, die für die Herstellung von Halbleiter, wie Gallium und Germanium, essentiell sind. Im Dezember 2024 verhängte China Exportbeschränkungen für diese Materialien, die sich auf die globalen Lieferketten auswirken und Bedenken hinsichtlich der Mangel an der Halbleiterproduktion ausdrückten. Diese Maßnahmen werden als Reaktion auf in den USA geführte Beschränkungen für fortgeschrittene Chipverkäufe nach China angesehen.
• Japanhat seine Exportkontrollvorschriften aktualisiert, um Hochleistungs-Halbleiterfertigungsgeräte zu enthalten. Mit Wirkung zum Juli 2023 müssen die Exporteure unabhängig vom Ziel Lizenzen für bestimmte Geräte erhalten, die in der Halbleiterproduktion verwendet werden. Dieser Schritt entspricht den Bemühungen der USA und der Niederlande, Exportkontrollen für Halbleitertechnologien zu koordinieren.

Wettbewerbslandschaft:

Marktteilnehmer übernehmen aktiv Strategien wie die Einführung fortschrittlicher Siliziumphotoniklösungen, die auf Anforderungen der nächsten Generation zugeschnitten sind. Diese Produkteinführungen sind mit der Verschiebung in Richtung höherer Bandbreite und energieeffizienten optischen Verbindungen ausgerichtet.

Unternehmen verstärken ihre Wettbewerbsposition und erfüllen gleichzeitig die technischen Anforderungen der sich entwickelnden Netzwerkinfrastruktur, indem sie sich auf Innovationen konzentrieren, die skalierbare Hochgeschwindigkeitsverbindungen unterstützen. Solche strategischen Schritte tragen direkt zum Gesamtwachstum des Marktes bei.

• Im März 2025 stellte Lightmatter die Passage M1000 vor, einen fortschrittlichen 3D-photonischen Superchip, der für XPUs und Netzwerkschalter der nächsten Generation entwickelt wurde. Der M1000 liefert beispiellose 114 Tbit / s der optischen Bandbreite der optischen Bandbreite und entspricht den Leistungsanforderungen einer großflächigen KI-Infrastruktur. Die Referenzplattform über 4.000 Quadratmillimeter verfügt über einen aktiven photonischen Interposer mit mehreren Retikeln, der die ultra-dichte 3D-Integration unterstützt.

Liste der wichtigsten Unternehmen im Silicon Photonics Market:

• Intel Corporation
• Cisco
• IBM
• Makom
• GlobalFoundries Inc.
• Lumentum Operations LLC
• Kohärente Korp.
• STMICROELECTRONICS N.V.
• Rockley Photonics
• Sicoya GmbH
• Hamamatsu Photonics K.K.
• Broadcom Inc.
• Nvidia
• Infinera Corporation
• Juniper Networks Inc.

Jüngste Entwicklungen (Partnerschaften/Vereinbarungen/Produkteinführungen)

• Im März 2025, Macom führte vier neue 200G-pro-lane-Lösungen ein, die darauf abzielen, eine optische Konnektivität von 1,6T in Rechenzentren zu ermöglichen. Die neu gestarteten 100 -MW- und 75 MW Continuous Wave (CW) -Laser werden speziell für die Integration mit 1,6 -t -Siliziumphotonik -Plattformen (SIPH) entwickelt. Diese Laser werden in mehreren Konfigurationen angeboten, einschließlich Einzelkanaleinheiten sowie 8-Kanal- und 16-Kanal-Array-Formate.
• Im März 2025, Lumentum hat einen Beitrag zum Nvidia -Siliziumphotonik -Ökosystem von Nvidia geleistet. Seine hocheffizienten Hochleistungslaser spielen eine wichtige Rolle bei der Unterstützung der Entwicklung und der Einführung der NVIDIA-Spektrum-X-Photonik-Netzwerk-Networking-Switches. Diese Zusammenarbeit unterstreicht die spezialisierte Lasertechnologie von Lumentum und ihre strategische Fokussierung auf die Förderung der KI -Infrastruktur durch skalierbare photonische Innovationen.
• Im März 2025Nvidia führte seine Spectrum-X- und Quanten-X-Silizium-Photonik-Netzwerk-Networking-Switches ein, um groß angelegte AI-Fabriken zu lodern, indem Millionen von GPUs über mehrere Standorte hinweg angewendet wurden. Diese Schalter senken den Energieverbrauch und die Betriebskosten erheblich. Mit dieser Start hat NVIDIA inspräzt die elektronischen und optischen Technologien erfolgreich integriert, was einen großen Fortschritt bei der Hochleistungsnetzwerkinfrastruktur darstellt.
• Im Januar 2025, GlobalFoundries enthüllte Pläne, über 700 Millionen USD in den Bau einer neuen Silicon Photonics -Einrichtung in seinem bestehenden Standort im Bundesstaat New York zu investieren. Das neue Zentrum wird den fortschrittlichen Verpackungsbetrieb des Unternehmens verbessern und die Umwandlung von bloßen Silizium -photonischen Chips in voll verpackte Geräte ermöglichen. Diese Entwicklung wird es GlobalFoundries ermöglichen, End-to-End-Lösungen für die US-amerikanische Herstellung anzubieten, wodurch die inländischen Produktionskapazitäten für seine Kunden gestärkt werden.