Mercado de silicio fotónica

Definición de mercado

El mercado implica el diseño y la 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 adecuada para centros de datos, telecomunicaciones y computación de alto rendimiento.

La tecnología aprovecha las propiedades ópticas de Silicon para crear guías de onda, moduladores y fotodetectores en un solo chip. Su formulación admite una densa integración de componentes ópticos y electrónicos, reduciendo la latencia y el consumo de energía.

Más allá de la comunicación de datos, Silicon Photonics se aplica en la computación de biosensiones, LiDAR y cuántica, donde la precisión y la velocidad son críticos. 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 silicio fotónicaDescripción general

El tamaño global del mercado de la fotónica de silicio se valoró en USD 2,253.6 millones en 2023 y se prevé que crecerá de USD 2,732.3 millones en 2024 a USD 12,404.1 millones para 2031, exhibiendo una tasa de

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

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., Nvididia, Juniper Corporations, y Juniper Corporations, y Juniper Networks.

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.

Silicon Photonics aborda estas demandas a través de factores de forma compacta y una alta integridad de la señal, lo que permite actualizaciones eficientes de la red y la optimización de costos a largo plazo en los sistemas de comunicación metropolitana y de larga distancia.

Destacados clave:

1. El tamaño de la industria de la fotónica de silicio se valoró en USD 2,253.6 millones en 2023.
2. Se proyecta que el mercado crecerá a una tasa compuesta anual de 24.13% de 2024 a 2031.
3. América del Norte tenía una cuota de mercado del 36.72% en 2023, con una valoración de USD 827.5 millones.
4. El segmento activo de cables ópticos (AOC) obtuvo USD 870.1 millones en ingresos en 2023.
5. Se espera que el segmento de moduladores ópticos alcance USD 5,611.0 millones para 2031.
6. El segmento de TI y telecomunicaciones aseguró la mayor participación de ingresos de 34.96% en 2023.
7. Se anticipa que el mercado en Asia Pacífico crece a una tasa compuesta anual de 25.66% durante el período de pronóstico.

Conductor de mercado

"Creciente demanda de transmisión de datos de alta velocidad"

El crecimiento del mercado de Silicon Photonics está fuertemente influenciado por la creciente necesidad de transmisión de datos de bajo ancho de banda y baja latencia en centros de datos de hiperscala y redes empresariales.

Los componentes fotónicos de silicio admiten la transferencia de datos rápidos con una mejor eficiencia energética, abordando cuellos de botella en interconexiones eléctricas tradicionales. El cambio hacia módulos ópticos de 400 g y 800 g en entornos de computación en la nube y basados ​​en IA hace que la fotónica de silicio sea esencial para reducir los costos operativos al tiempo que mantiene la escalabilidad y el rendimiento de la red.

• En octubre de 2024, los investigadores del University College London (UCL) establecieron un nuevo récord mundial en la transmisión de datos inalámbricos, marcando un avance importante en la comunicación inalámbrica de alta velocidad. Lograron una tasa de transferencia de datos del aire de 938 GBP en un rango de frecuencia sin precedentes de 5-150 GHz. Esta velocidad es aproximadamente 9,380 veces más rápida que la velocidad de descarga promedio actual del Reino Unido de 5 g de 100 Mbps. El ancho de banda total utilizado, 145 GHz, es más de cinco veces mayor que el del récord mundial anterior en la transmisión inalámbrica.

Desafío del mercado

"Integración compleja con los procesos de semiconductores existentes"

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

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

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

Tendencia del mercado

"Desarrollo de ópticas copenadas para la computación de próxima generación"

La investigación continua en óptica copenada está dando forma al futuro del mercado de Silicon Photonics. Los investigadores se centran en integrar las interconexiones ópticas directamente en chips de silicio para abordar la creciente potencia y las demandas de ancho de banda de las cargas de trabajo generativas de IA.

Este esfuerzo de I + D aprovecha las guías de onda del polímero y los componentes fotónicos de silicio para permitir la transmisión de datos ultra densa y eficiente en energía a la proximidad a nivel de chip. La innovación representa un paso importante hacia la escala 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 avance en la comunicación de chip a chip a través de la óptica copenada, que integra conexiones ópticas directamente en chips de silicio. Utilizando las guías de onda 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 respalda directamente las crecientes demandas deIA generativa. Al acoplar estas guías de onda con fotónica de silicio, IBM avanza hacia interconexiones ópticas ultra densas que pueden escalar con la complejidad del modelo AI.

Informe del informe del mercado de Silicon Photonics

Segmentación	Detalles
Por tipo de producto	Transceptores, cables ópticos activos (AOC), multiplexores ópticos, atenuadores ópticos
Por componente	Guías de onda ópticas, moduladores ópticos, fotodetectores, otros
Por aplicación	TI y telecomunicaciones, Electrónica de consumo, atención médica y ciencias de la vida, comerciales, otros
Por región	América del norte: Estados Unidos, Canadá, México
	Europa: Francia, Reino Unido, España, Alemania, Italia, Rusia, resto de Europa
	Asia-Pacífico: China, Japón, India, Australia, ASEAN, Corea del Sur, resto de Asia-Pacífico
	Medio Oriente y África: Turquía, EAU, Arabia Saudita, Sudáfrica, resto de Medio Oriente y África
	Sudamerica: Brasil, Argentina, resto de América del Sur

Segmentación de mercado:

• Por tipo de producto (transceptores, cables ópticos activos (AOC), multiplexores ópticos, atenuadores ópticos): el segmento activo de cables ópticos (AOC) obtuvo USD 870.1 millones en 2023, debido a su adopción de alto volumen en centros de datos y entornos de computación de alto rendimiento.
• Por componente (guías de onda ópticas, moduladores ópticos, fotodetectores y otros): el segmento de moduladores ópticos mantuvo una participación del mercado del mercado 39.72% en 2023, debido a su papel crítico en permitir la transmisión de datos de alta velocidad y la integridad de la señal en el centro de datos avanzado y la infraestructura de los telecomunicaciones.
• Por aplicación (TI y telecomunicaciones, Electrónica de consumo, atención médica y ciencias de la vida y comercial): se proyecta que el segmento de TI y telecomunicaciones alcanzará USD 4,260.7 millones en 2031, debido a su alta demanda de la eficiente de energía, la alta óptica de la óptica de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos de los datos.

Mercado de silicio fotónicaAnálisis regional

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

La cuota de mercado de la fotónica de silicio de América del Norte fue de alrededor del 36,72% en 2023, con una valoración de USD 827.5 millones. La fuerte presencia de jugadores globales como Intel, IBM, Cisco y Nvidia, todos con programas de I + D activos en I + D en América del Norte, ha sido fundamental para impulsar las aplicaciones comerciales de Silicon Photonics.

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

El acceso a las fundiciones de clase mundial, los socios de fabricación y una fuerza laboral calificada permite el rápido desarrollo y el despliegue comercial de chips fotónicos de silicio, especialmente para aplicaciones de redes y IA.

• En octubre de 2024, la startup Xscape Photonics, con sede en Silicon Valley, obtuvo USD 44 millones en fondos de la Serie A para avanzar en sus soluciones fotónicas de silicio de eficiencia energética para los centros de datos de IA. Con el respaldo de Nvidia y Cisco, esta ronda lleva el financiamiento total de la compañía a USD 57 millones. La capital acelerará el desarrollo de su plataforma "ChromX" patentada, diseñada para abordar las crecientes demandas de energía de la infraestructura impulsada por la IA a través de la tecnología de interconexión óptica de próxima generación.

La industria de la fotónica de silicio en Asia Pacífico está preparada para un crecimiento significativo a una tasa compuesta anual de 25.66% durante el período de pronóstico. La región, particularmente Singapur, India y Australia, está registrando un rápido crecimiento en la construcción de los centros de datos de hiperescala y borde.

Estas instalaciones están adoptando Silicon Photonics para gestionar el consumo de energía y soportar el ancho de banda escalable. La necesidad regional de infraestructura lista para AI está empujando las soluciones fotónicas a la implementación convencional.

Además, el fuerte punto de apoyo de la región en la producción electrónica respalda la integración rentable de los componentes fotónicos. Además, la inversión sólida en IA, servicios en la nube e infraestructura de telecomunicaciones de próxima generación está creando una demanda sostenida de interconexiones ópticas de alta velocidad y baja potencia, lo que respalda el crecimiento del mercado en la región.

Marcos regulatorios

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

Panorama competitivo:

Los actores del mercado están adoptando activamente estrategias como el lanzamiento de soluciones avanzadas de Silicon Photonics adaptadas para las demandas de los centros de datos de próxima generación. Estas introducciones de productos están alineadas con el cambio hacia un mayor ancho de banda e interconexiones ópticas de eficiencia energética.

Las empresas están reforzando su posición competitiva al tiempo que abordan los requisitos técnicos de la infraestructura de la red evolucionando al enfocarse en innovaciones que admiten conectividad escalable de alta velocidad. Dichos movimientos estratégicos están contribuyendo directamente al crecimiento general del mercado.

• En marzo de 2025, Lightmatter dio a conocer el pasaje M1000, un superchip fotónico 3D avanzado diseñado para XPU y interruptores de red de próxima generación. Entregando 114 TBP sin precedentes de ancho de banda óptico total, el M1000 está diseñado para satisfacer las demandas de rendimiento de la infraestructura de IA a gran escala. Con más de 4,000 milímetros cuadrados, la plataforma de referencia presenta un interposer fotónico activo de múltiples reticle que admite una integración 3D ultra densa, lo que permite la conectividad en miles de GPU dentro de un dominio de computación unificado.

Lista de empresas clave en el mercado de Silicon Photonics:

• Intel Corporation
• Cisco
• IBM
• Macom
• GlobalFoundries Inc.
• Lumentum Operations LLC
• Corp. coherente
• Stmicroelectronics N.V.
• Fotónica de Rockley
• Sicoya gmbh
• Hamamatsu Photonics K.K.
• Broadcom Inc.
• Nvidia
• Corporación infinera
• Juniper Networks Inc.

Desarrollos recientes (asociaciones/acuerdos/lanzamientos de productos)

• En marzo de 2025, MACOM introdujo cuatro nuevas soluciones de 200 g 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 (CW) recién lanzadas están diseñados específicamente para la integración con plataformas de 1.6t Silicon Photonics (SIPH). Estos láseres se ofrecen en múltiples configuraciones, incluidas las unidades de un solo canal, así como formatos de matriz de 8 canales 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, de alta potencia, juegan un papel vital en el apoyo al desarrollo y el despliegue de los interruptores de red Photonics Spectrum-X de NVIDIA. Esta colaboración subraya la tecnología láser especializada de Lumentum y su enfoque estratégico en avanzar en la infraestructura de IA a través de innovaciones fotónicas escalables.
• En marzo de 2025, NVIDIA introdujo sus interruptores de redes Spectrum-X y Quantum-X Silicon Photonics, diseñados para alimentar fábricas de IA a gran escala mediante la interconexión de 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, marcando un avance importante en la infraestructura de redes de alto rendimiento.
• En enero de 2025, GlobalFoundries reveló planes para invertir más de USD 700 millones en la construcción de una nueva instalación de fotónica de silicio en su sitio existente en el estado de Nueva York. El nuevo centro mejorará las operaciones de empaque avanzadas de la compañía, lo que permite la transformación de chips fotónicos de silicio desnudos en dispositivos totalmente empaquetados. Este desarrollo permitirá que GlobalFoundries ofrezca soluciones manufacturadas de extremo a extremo, fortaleciendo las capacidades de producción nacional para sus clientes.