Tamaño del mercado de fotónica de silicio, participación, crecimiento y análisis de la industria, por tipo de producto (transceptores, cables ópticos activos (AOC), multiplexores ópticos, atenuadores ópticos), por componente (guías de ondas ópticas, moduladores ópticos, fotodetectores, otros), por aplicación (TI y telecomunicaciones, electrónica de consumo, comercial, otros) y análisis regional. 2024-2031

Definición de mercado

El mercado involucra el diseño y fabricación de sistemas fotónicos que integran componentes ópticos con semiconductores basados ​​en silicio. Utilizando procesos CMOS estándar, permite la transmisión de datos ópticos de alta densidad y eficiencia energética, particularmente adecuado para centros de datos, telecomunicaciones e informática de alto rendimiento.

La tecnología aprovecha las propiedades ópticas del silicio para crear guías de ondas, moduladores y fotodetectores en un solo chip. Su formulación admite una integración densa de componentes ópticos y electrónicos, lo que reduce la latencia y el consumo de energía.

Más allá de la comunicación de datos, la fotónica de silicio se aplica en biodetección, LiDAR y computación cuántica, donde la precisión y la velocidad son fundamentales. El informe describe los principales impulsores del crecimiento del mercado, junto con un análisis en profundidad de las tendencias emergentes y los marcos regulatorios en evolución que dan forma a la trayectoria del mercado.

Mercado de fotónica de silicioDescripción general

El tamaño del mercado mundial de fotónica de silicio se valoró en 2.253,6 millones de dólares en 2023 y se prevé que crezca de 2.732,3 millones de dólares en 2024 a 12.404,1 millones de dólares en 2031, exhibiendo una tasa compuesta anual del 24,13% durante el período previsto.

El mercado está impulsado principalmente por la creciente demanda de transmisión de datos de alta velocidad, especialmente dentro de los centros de datos y entornos informáticos de IA.Además, el despliegue continuo de redes 5G e infraestructura óptica de próxima generación está acelerando la necesidad de componentes fotónicos de silicio compactos, de gran ancho de banda y energéticamente eficientes en los sectores de las telecomunicaciones y la nube.

Aspectos destacados clave del mercado:

1. El tamaño de la industria de la fotónica de silicio se valoró en 2.253,6 millones de dólares en 2023.
2. Se proyecta que el mercado crecerá a una tasa compuesta anual del 24,13% de 2024 a 2031.
3. América del Norte tenía una cuota de mercado del 36,72% en 2023, con una valoración de 827,5 millones de dólares.
4. El segmento de cables ópticos activos (AOC) obtuvo ingresos de 870,1 millones de dólares en 2023.
5. Se espera que el segmento de moduladores ópticos alcance los USD 5.611,0 millones para 2031.
6. El segmento de TI y telecomunicaciones obtuvo la mayor participación en los ingresos del 34,96% en 2023.
7. Se prevé que el mercado en Asia Pacífico crezca a una tasa compuesta anual del 25,66% durante el período previsto.

Las principales empresas que operan en la industria de la fotónica de silicio son Intel Corporation, Cisco, IBM, MACOM, GlobalFoundries Inc., Lumentum Operations LLC, Coherent Corp., STMicroelectronics N.V., Rockley Photonics, Sicoya GmbH, Hamamatsu Photonics K.K., Broadcom Inc., NVIDIA, Infinera Corporation y Juniper Networks Inc.

El despliegue de redes 5G e infraestructura óptica de próxima generación respalda directamente el crecimiento del mercado. Los operadores de telecomunicaciones requierentransceptores ópticosy circuitos fotónicos integrados capaces de manejar grandes volúmenes de tráfico de datos con bajo consumo de energía.

La fotónica de silicio aborda estas demandas a través de factores de forma compactos y una alta integridad de la señal, lo que permite actualizaciones eficientes de la red y optimización de costos a largo plazo en los sistemas de comunicación metropolitanos y de larga distancia.

Creciente demanda de transmisión de datos de alta velocidad

El crecimiento del mercado de la fotónica de silicio está fuertemente influenciado por la creciente necesidad de transmisión de datos de gran ancho de banda y baja latencia en centros de datos a hiperescala y redes empresariales.

Los componentes fotónicos de silicio admiten una rápida transferencia de datos con una eficiencia energética mejorada, solucionando los cuellos de botella en las interconexiones eléctricas tradicionales. El cambio hacia módulos ópticos de 400G y 800G en la computación en la nube y los entornos impulsados ​​por IA hace que la fotónica de silicio sea esencial para reducir los costos operativos y al mismo tiempo mantener la escalabilidad y el rendimiento de la red.

• En octubre de 2024, investigadores del University College London (UCL) establecieron un nuevo récord mundial en transmisión inalámbrica de datos, lo que supone un importante avance en la comunicación inalámbrica de alta velocidad. Lograron una velocidad de transferencia de datos inalámbrica de 938 Gbps en un rango de frecuencia sin precedentes de 5 a 150 GHz. Esta velocidad es aproximadamente 9380 veces más rápida que la velocidad de descarga promedio actual de 5G en el Reino Unido de 100 Mbps. El ancho de banda total utilizado (145 GHz) es más de cinco veces mayor que el récord mundial anterior en transmisión inalámbrica.

Integración compleja con procesos semiconductores existentes

Un desafío importante que obstaculiza el crecimiento del mercado de la fotónica de silicio es la compleja integración de componentes fotónicos con los procesos tradicionales de semiconductores CMOS.

Alinear las funcionalidades ópticas y electrónicas en un solo chip requiere ingeniería de precisión, fabricación especializada y control térmico estricto, lo que aumenta el costo y limita la escalabilidad.

Las empresas están invirtiendo en óptica empaquetada, integración heterogénea y herramientas avanzadas de automatización de diseño fotónico (PDA). Las asociaciones estratégicas con fundiciones y el desarrollo de plataformas estandarizadas también ayudan a agilizar la producción, reducir las barreras de integración y acelerar la transición de la fotónica de silicio de la creación de prototipos a la fabricación en gran volumen.

Desarrollo de ópticas empaquetadas para informática de próxima generación

La investigación continua en óptica empaquetada está dando forma al futuro del mercado de la fotónica de silicio. Los investigadores se están centrando en integrar interconexiones ópticas directamente en chips de silicio para abordar las crecientes demandas de potencia y ancho de banda de las cargas de trabajo de IA generativa.

Este esfuerzo de I+D aprovecha guías de ondas de polímeros y componentes fotónicos de silicio para permitir una transmisión de datos ultradensa y energéticamente eficiente en proximidad a nivel de chip. La innovación representa un paso importante hacia la ampliación de los sistemas informáticos de alto rendimiento y la mejora de la practicidad de la integración fotónica en la infraestructura comercial de IA.

• En diciembre de 2024, IBM Research introdujo un gran avance en la comunicación de chip a chip a través de ópticas empaquetadas, que integran conexiones ópticas directamente en chips de silicio. Al utilizar guías de ondas ópticas de polímero, este enfoque reduce significativamente el consumo de energía en más del 80 % y aumenta el ancho de banda de transferencia de datos, lo que satisface directamente las crecientes demandas deIA generativa. Al acoplar estas guías de ondas con fotónica de silicio, IBM avanza hacia interconexiones ópticas ultradensas que pueden escalar con la complejidad del modelo de IA.

Resumen del informe de mercado de fotónica de silicio

Segmentación del mercado:

• Por tipo de producto (transceptores, cables ópticos activos (AOC), multiplexores ópticos, atenuadores ópticos): El segmento de cables ópticos activos (AOC) ganó USD 870,1 millones en 2023, debido a su gran adopción en centros de datos yinformática de alto rendimientoambientes.
• Por componente (guías de ondas ópticas, moduladores ópticos, fotodetectores y otros): el segmento de moduladores ópticos tenía una participación de mercado del 39,72 % en 2023, debido a su papel fundamental a la hora de permitir la transmisión de datos de alta velocidad y la integridad de la señal en centros de datos avanzados e infraestructura de telecomunicaciones.
• Por aplicación (TI y telecomunicaciones, electrónica de consumo, atención sanitaria y ciencias biológicas, y comercial): se prevé que el segmento de TI y telecomunicaciones alcance los 4.260,7 millones de dólares en 2031, debido a su gran demanda de interconexiones ópticas energéticamente eficientes y de alto ancho de banda que admitan aplicaciones con uso intensivo de datos, implementación de 5G y expansión de centros de datos a hiperescala.

Mercado de fotónica de silicioAnálisis Regional

Según la región, el mercado se ha clasificado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, Oriente Medio y África y América Latina.

La cuota de mercado de la fotónica de silicio en América del Norte se situó en torno al 36,72 % en 2023, con una valoración de 827,5 millones de dólares. La fuerte presencia de actores globales como Intel, IBM, Cisco y NVIDIA, todos con programas activos de I+D en fotónica en América del Norte, ha sido fundamental para impulsar las aplicaciones comerciales de la fotónica de silicio.

Sus casos de uso interno, adquisiciones e innovaciones de productos amplían continuamente el crecimiento del mercado.Además, la presencia de ecosistemas de semiconductores maduros en regiones como Silicon Valley acelera significativamente el crecimiento del mercado.

El acceso a fundiciones de clase mundial, socios de fabricación y una fuerza laboral calificada permite un rápido desarrollo y despliegue comercial de chips fotónicos de silicio, especialmente para aplicaciones de redes e inteligencia artificial.

• En octubre de 2024, la startup Xscape Photonics, con sede en Silicon Valley, obtuvo 44 millones de dólares en financiación Serie A para avanzar en sus soluciones de fotónica de silicio energéticamente eficientes para centros de datos de IA. Con el respaldo de Nvidia y Cisco, esta ronda eleva la financiación total de la empresa a 57 millones de dólares. La capital acelerará el desarrollo de su plataforma patentada “ChromX”, diseñada para abordar las crecientes demandas de energía de la infraestructura impulsada por IA a través de tecnología de interconexión óptica de próxima generación.

La industria de la fotónica de silicio en Asia Pacífico está preparada para un crecimiento significativo con una sólida tasa compuesta anual del 25,66% durante el período previsto. La región, en particular Singapur, India y Australia, está registrando un rápido crecimiento en la construcción de centros de datos perimetrales y de hiperescala.

Estas instalaciones están adoptando fotónica de silicio para gestionar el consumo de energía y admitir un ancho de banda escalable. La necesidad regional de una infraestructura preparada para la IA está impulsando la implementación generalizada de soluciones fotónicas.

Además, la fuerte presencia de la región en la producción electrónica respalda la integración rentable de componentes fotónicos. Además, una sólida inversión en inteligencia artificial, servicios en la nube e infraestructura de telecomunicaciones de próxima generación está creando una demanda sostenida de interconexiones ópticas de alta velocidad y bajo consumo, lo que respalda el crecimiento del mercado en la región.

Marcos regulatorios

• Estados UnidosLa Oficina de Industria y Seguridad (BIS) del Departamento de Comercio ha implementado estrictos controles de exportación dirigidos a semiconductores informáticos avanzados yequipos de fabricación de semiconductores, que son pertinentes para la fotónica del silicio. En octubre de 2022, el BIS actualizó estos controles para restringir la capacidad de China de adquirir y producir tecnologías críticas para aplicaciones militares, incluidos semiconductores avanzados utilizados en Inteligencia Artificial (IA).
• Porcelanaha implementado controles de exportación de materiales críticos esenciales para la fabricación de semiconductores, como el galio y el germanio. En diciembre de 2024, China impuso restricciones a la exportación de estos materiales, lo que afectó a las cadenas de suministro mundiales y generó preocupación por la escasez en la producción de semiconductores. Estas medidas se consideran una respuesta a las restricciones lideradas por Estados Unidos a las ventas de chips avanzados a China.
• Japónha actualizado sus regulaciones de control de exportaciones para incluir equipos de fabricación de semiconductores de alto rendimiento. A partir de julio de 2023, estos controles exigen que los exportadores obtengan licencias para equipos específicos utilizados en la producción de semiconductores, independientemente del destino. Esta medida se alinea con los esfuerzos de Estados Unidos y los Países Bajos para coordinar los controles de exportación de tecnologías de semiconductores.

Panorama competitivo:

Los actores del mercado están adoptando activamente estrategias como el lanzamiento de soluciones avanzadas de fotónica de silicio adaptadas a las demandas de los centros de datos de próxima generación. Estas presentaciones de productos están alineadas con el cambio hacia un mayor ancho de banda e interconexiones ópticas energéticamente eficientes.

Las empresas están reforzando su posición competitiva al tiempo que abordan los requisitos técnicos de la infraestructura de red en evolución centrándose en innovaciones que respaldan la conectividad escalable y de alta velocidad. Estos movimientos estratégicos están contribuyendo directamente al crecimiento general del mercado.

• En marzo de 2025, Lightmatter presentó el Passage M1000, un superchip fotónico 3D avanzado diseñado para XPU y conmutadores de red de próxima generación. El M1000, que ofrece un ancho de banda óptico total de 114 Tbps sin precedentes, está diseñado para satisfacer las demandas de rendimiento de la infraestructura de IA a gran escala. La plataforma de referencia, que abarca más de 4000 milímetros cuadrados, cuenta con un intercalador fotónico activo de retículas múltiples que admite una integración 3D ultradensa, lo que permite la conectividad entre miles de GPU dentro de un dominio informático unificado.

Empresas clave en el mercado de fotónica de silicio:

• Corporación Intel
• cisco
• IBM
• MACOM
• GlobalFoundries Inc.
• Lumentum Operaciones LLC
• Corporación coherente.
• STMicroelectronics N.V.
• Fotónica Rockley
• Sicoya GmbH
• Hamamatsu Fotónica K.K.
• Broadcom Inc.
• Nvidia
• Corporación Infinera
• Juniper Networks Inc.

Desarrollos recientes (asociaciones/acuerdos/lanzamientos de productos)

• En marzo de 2025, MACOM presentó cuatro nuevas soluciones de 200G por carril destinadas a permitir la conectividad óptica de 1,6T en los centros de datos. Los láseres de onda continua (CW) de 100 mW y 75 mW recientemente lanzados están diseñados específicamente para la integración con plataformas de fotónica de silicio (SiPh) de 1,6 T. Estos láseres se ofrecen en múltiples configuraciones, incluidas unidades de un solo canal, así como formatos de matriz de 8 y 16 canales.
• En marzo de 2025, Lumentum se asoció para contribuir al ecosistema de fotónica de silicio de NVIDIA. Sus láseres de alta eficiencia y potencia desempeñan un papel fundamental a la hora de respaldar el desarrollo y la implementación de los conmutadores de red Spectrum-X Photonics de NVIDIA. Esta colaboración subraya la tecnología láser especializada de Lumentum y su enfoque estratégico en el avance de la infraestructura de IA a través de innovaciones fotónicas escalables.
• En marzo de 2025, NVIDIA presentó sus conmutadores de red fotónica de silicio Spectrum-X y Quantum-X, diseñados para alimentar fábricas de IA a gran escala interconectando millones de GPU en múltiples sitios. Estos interruptores reducen significativamente el consumo de energía y los gastos operativos. Con este lanzamiento, NVIDIA ha integrado con éxito tecnologías electrónicas y ópticas a una escala sin precedentes, lo que marca un avance importante en la infraestructura de redes de alto rendimiento.
• En enero de 2025, GlobalFoundries reveló planes para invertir más de 700 millones de dólares en la construcción de una nueva instalación de fotónica de silicio en su sitio actual en el norte del estado de Nueva York. El nuevo centro mejorará las operaciones de empaquetado avanzado de la compañía, permitiendo la transformación de chips fotónicos de silicio desnudo en dispositivos completamente empaquetados. Este desarrollo permitirá a GlobalFoundries ofrecer soluciones integrales fabricadas en EE. UU., fortaleciendo las capacidades de producción nacional para sus clientes.