シリコンフォトニクスマーケット

市場の定義

市場には、光学成分をシリコンベースの半導体と統合するフォトニックシステムの設計と製造が含まれます。標準のCMOプロセスを使用すると、特にデータセンター、通信、高性能コンピューティングに適した高密度、エネルギー効率の高い光データ送信が可能になります。

このテクノロジーは、シリコンの光学特性を活用して、単一のチップに導波路、モジュレーター、および光検出器を作成します。その定式化は、光学および電子コンポーネントの密な統合をサポートし、潜時と消費電力を削減します。

データ通信を超えて、シリコンフォトニクスは、精度と速度が重要なバイオセンシング、ライダー、および量子コンピューティングに適用されます。このレポートは、市場の成長の主な要因と、新たな傾向と市場の軌跡を形成する進化する規制の枠組みの詳細な分析の概要を示しています。

シリコンフォトニクスマーケット概要

世界のシリコンフォトニクスの市場規模は、2023年に2,253.6百万米ドルと評価され、2024年の2,732.3百万米ドルから2031年までに12,404.1百万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中は24.13％のCAGRを示しました。

市場は主に、特にデータセンターとAIコンピューティング環境内で、高速データ送信の需要の増加によって推進されています。さらに、5Gネットワ​​ークと次世代光インフラストラクチャの継続的な展開により、テレコムおよびクラウドセクター全体でコンパクト、高帯域幅、およびエネルギー効率の高いシリコンフォトニックコンポーネントの必要性が加速されています。

シリコンフォトニクス業界で事業を展開している大手企業は、Intel Corporation、Cisco、IBM、Macom、GlobalFoundries Inc.、Lumentum Operations LLC、Coherent Corp.、Stmicroelectronics N.V.、Rockley Photonics、Sicoya Gmbh、Hamamatsu Photonics K.K.、Broadcom、nvidweras、nvidia、nvidia、nvidia、nvidia、nvidia、

5Gネットワ​​ークと次世代の光インフラストラクチャの展開は、市場の成長を直接サポートします。テレコムオペレーターが必要です光トランシーバー低消費電力で大量のデータトラフィックを処理できる統合フォトニック回路。

Silicon Photonicsは、コンパクトなフォームファクターと高い信号の完全性を通じてこれらの要求に対処し、メトロポリタンおよび長距離通信システム全体で効率的なネットワークアップグレードと長期コストの最適化を可能にします。

重要なハイライト：

1. シリコンフォトニクス業界の規模は、2023年に2,253.6百万米ドルと評価されました。
2. 市場は、2024年から2031年にかけて24.13％のCAGRで成長すると予測されています。
3. 北米は2023年に36.72％の市場シェアを獲得し、8億2750万米ドルの評価を受けました。
4. アクティブな光ケーブル（AOCS）セグメントは、2023年に8億7,010万米ドルの収益を集めました。
5. 光学モジュレーターセグメントは、2031年までに5,611.0百万米ドルに達すると予想されます。
6. IT＆Telecommunicationsセグメントは、2023年に34.96％の最大の収益分配を確保しました。
7. アジア太平洋地域の市場は、予測期間中に25.66％のCAGRで成長すると予想されています。

マーケットドライバー

「高速データ送信の需要の増加」

シリコンフォトニクス市場の成長は、ハイパースケールデータセンターおよびエンタープライズネットワークにおける高帯域幅の低遅延データ伝送の必要性の増加に強く影響されます。

シリコンフォトニックコンポーネントは、エネルギー効率が向上し、従来の電気的相互接続のボトルネックに対処するための迅速なデータ転送をサポートします。クラウドコンピューティングおよびAI駆動型環境での400gおよび800gの光学モジュールへのシフトにより、スケーラビリティとネットワークパフォーマンスを維持しながら運用コストを削減するためにシリコンフォトニクスが不可欠になります。

• 2024年10月、ロンドンユニバーシティカレッジ（UCL）の研究者は、ワイヤレスデータ送信の新しい世界記録を樹立し、高速ワイヤレス通信の大きな進歩を示しました。彼らは、5〜150 GHzの前例のない周波数範囲にわたって938 Gbpsのオーバーザエアデータ転送速度を達成しました。この速度は、英国の現在の平均5Gダウンロード速度100 Mbpsの約9,380倍高速です。使用された帯域幅（145 GHz）は、ワイヤレストランスミッションの以前の世界記録のそれよりも5倍以上大きくなっています。

市場の課題

「既存の半導体プロセスとの複雑な統合」

シリコンフォトニクス市場の成長を妨げる主要な課題は、フォトニックコンポーネントと従来のCMOS半導体プロセスと複雑な統合です。

単一のチップで光学および電子機能を調整するには、精密エンジニアリング、専門的な製造、および厳密な熱制御が必要であり、コストを増加させ、スケーラビリティを制限します。

企業は、共同パッケージ化された光学系、不均一な統合、および高度なフォトニックデザインオートメーション（PDA）ツールに投資しています。ファウンドリとの戦略的パートナーシップと標準化されたプラットフォームの開発は、生産の合理化、統合の障壁の削減、プロトタイピングから大量の製造へのシリコンフォトニクスの移行の加速にも役立ちます。

市場動向

「次世代コンピューティングのための共同パッケージ化光学系の開発」

共同パッケージ化された光学系の継続的な研究は、シリコンフォトニクス市場の未来を形作っています。研究者は、光学相互接続をシリコンチップに直接統合して、生成AIワークロードの成長するパワーと帯域幅の需要に対処することに焦点を当てています。

このR＆Dの取り組みは、ポリマー導波路とシリコンフォトニックコンポーネントを活用して、チップレベルの近接で超高密度でエネルギー効率の高いデータ伝送を可能にします。このイノベーションは、高性能コンピューティングシステムをスケーリングし、商用AIインフラストラクチャにおけるフォトニック統合の実用性を高めるための主要なステップを表しています。

• 2024年12月、IBM Researchは、光学接続をシリコンチップに直接統合する、包装された光学系を介してチップ間通信のブレークスルーを導入しました。ポリマーの光学導波路を使用して、このアプローチはエネルギー消費を80％以上削減し、データ転送帯域幅を高め、増加する需要を直接サポートする生成AI。これらの導波路とシリコンフォトニクスを結合することにより、IBMはAIモデルの複雑さで拡張できる超高密度の光学相互接続に向かって進みます。

Silicon Photonics Market Report Snapshot

セグメンテーション	詳細
製品タイプ別	トランシーバー、アクティブ光ケーブル（AOC）、光学マルチプレクサ、光学剤
コンポーネントによって	光学波路、光学モジュレーター、フォトセクター、その他
アプリケーションによって	IT＆Telecommunications、Consumer Electronics、Healthcare＆Life Sciences、Commercial、その他
地域別	北米：米国、カナダ、メキシコ
	ヨーロッパ：フランス、英国、スペイン、ドイツ、イタリア、ロシア、ヨーロッパのその他
	アジア太平洋：中国、日本、インド、オーストラリア、ASEAN、韓国、アジア太平洋地域の残り
	中東とアフリカ：トルコ、アラブ首長国連邦、サウジアラビア、南アフリカ、中東の残りのアフリカ
	南アメリカ：ブラジル、アルゼンチン、南アメリカの残り

市場セグメンテーション：

• 製品タイプ（トランシーバー、アクティブ光ケーブル（AOC）、光学マルチプレクサ、光学剤）：データセンターでの大量採用と高性能コンピューティング環境での採用が大量に採用されたため、2023年にアクティブな光ケーブル（AOCS）セグメントが870.1百万米ドルを獲得しました。
• コンポーネント（光学波数、光学モジュレーター、光検出器など）：光学モジュレーターセグメントは、高速データセンターと通信インフラストラクチャ全体で高速データ伝送と信号の完全性を可能にする上で重要な役割を果たしているため、2023年に市場の39.72％のシェアを保持しました。
• アプリケーション（IT＆電気通信、家電、ヘルスケア＆ライフサイエンス、およびコマーシャル）：IT＆Telecommunicationsセグメントは、データ装置の拡大、5G廃止データセンターの拡大、および5G廃止データセンターの拡大をサポートするエネルギー効率の高い高帯域光インターセクトに対する高い需要があるため、2031年までに2031年までに4,260.7百万米ドルに達すると予測されています。

シリコンフォトニクスマーケット地域分析

地域に基づいて、市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカに分類されています。

北米のシリコンフォトニクスの市場シェアは、2023年に約36.72％であり、8億2750万米ドルの評価で評価されていました。 Intel、IBM、Cisco、Nvidiaのようなグローバルなプレーヤーの強い存在は、すべて北米でアクティブなフォトニクスR＆Dプログラムを備えており、シリコンフォトニクスの商業用途を推進するのに役立ちました。

彼らの内部ユースケース、買収、および製品の革新は、市場の成長を継続的に拡大しています。さらに、シリコンバレーのような地域に成熟した半導体生態系の存在は、市場の成長を大幅に加速します。

世界クラスのファウンドリ、製造パートナー、および熟練した労働力へのアクセスにより、特にネットワーキングやAIアプリケーション向けに、シリコンフォトニックチップの迅速な開発と商業展開が可能になります。

• 2024年10月、シリコンバレーベースのスタートアップXscape Photonicsは、AIデータセンター向けのエネルギー効率の高いシリコンフォトニクスソリューションを促進するために、シリーズAの資金で4,400万米ドルを確保しました。 NvidiaとCiscoからの支援により、このラウンドは同社の総資金を5700万米ドルにもたらします。資本は、次世代の光相互接続テクノロジーを通じてAI駆動型インフラストラクチャのエスカレートする電力需要に対処するように設計された、独自の「Chromx」プラットフォームの開発を加速します。

アジア太平洋地域のシリコンフォトニックス産業は、予測期間にわたって25.66％の堅牢なCAGRで大幅な成長を遂げています。この地域、特にシンガポール、インド、オーストラリアは、ハイパースケールおよびエッジデータセンターの建設の急速な成長を登録しています。

これらの施設は、消費電力を管理し、スケーラブルな帯域幅をサポートするためにシリコンフォトニクスを採用しています。 AI Readyインフラストラクチャの地域のニーズは、フォトニックソリューションを主流の展開に押し上げることです。

さらに、エレクトロニクス生産におけるこの地域の強力な足場は、フォトニックコンポーネントの費用効率の高い統合をサポートしています。さらに、AI、クラウドサービス、および次世代の通信インフラストラクチャへの堅牢な投資により、高速で低電力の光学相互接続に対する持続的な需要が生まれ、地域の市場の成長をサポートしています。

規制枠組み

• 米国商務省の産業セキュリティ局（BIS）は、シリコンフォトニクスに関連する高度なコンピューティング半導体と半導体製造機器をターゲットにした厳しい輸出制御を実装しています。 2022年10月、BISはこれらの制御を更新して、人工知能（AI）で使用される高度な半導体を含む軍事アプリケーションにとって重要な技術を調達および生産する中国の能力を制限しました。
• 中国ガリウムやゲルマニウムなどの半導体製造に不可欠な重要な材料に関する輸出制御を実装しています。 2024年12月、中国はこれらの材料に輸出制限を課し、世界のサプライチェーンに影響を与え、半導体生産の不足に関する懸念を促しました。これらの措置は、中国への高度なチップ販売に関する米国主導の制限に対する対応と見なされています。
• 日本高性能の半導体製造装置を含むように、輸出規制規制を更新しました。 2023年7月に、これらの制御は、目的地に関係なく、半導体生産で使用される特定の機器のライセンスを取得するために輸出業者を必要とします。この動きは、半導体技術の輸出管理を調整するための米国とオランダの取り組みと一致しています。

競争力のある風景：

マーケットプレーヤーは、次世代のデータセンターの需要に合わせて調整された高度なシリコンフォトニクスソリューションの発売などの戦略を積極的に採用しています。これらの製品の導入は、より高い帯域幅とエネルギー効率の高い光相互接続へのシフトと一致しています。

企業は、スケーラブルで高速の接続性をサポートするイノベーションに焦点を当てることにより、進化するネットワークインフラストラクチャの技術的要件に対処しながら、競争力を強化しています。このような戦略的な動きは、市場全体の成長に直接貢献しています。

• 2025年3月、LightMatterは、次世代XPUおよびネットワークスイッチ用に設計された高度な3DフォトニックスーパーチップであるPassage M1000を発表しました。前例のない114 Tbpsの総光学帯域幅を提供するM1000は、大規模なAIインフラストラクチャのパフォーマンス需要を満たすように設計されています。 4,000平方ミリメートルを超えるリファレンスプラットフォームは、統合コンピューティングドメイン内の数千のGPUにわたって接続性を有効にする超高密度3D統合をサポートするマルチレチクルアクティブフォトニックインターポーザーを備えています。

シリコンフォトニクス市場の主要企業のリスト：

• Intel Corporation
• シスコ
• IBM
• マコム
• GlobalFoundries Inc.
• Lumentum Operations LLC
• Coherent Corp.
• stmicroelectronics n.v.
• Rockley Photonics
• SICOYA GMBH
• HAMAMATSU PHOTONICS K.K.
• Broadcom Inc.
• nvidia
• Infinera Corporation
• Juniper Networks Inc.

最近の開発（パートナーシップ/契約/製品の発売）

• 2025年3月、MacOMは、データセンターで1.6Tの光学接続を有効にすることを目的とした4つの新しい200gあたりのソリューションを導入しました。新しく発売された100 MWおよび75 MWの連続波（CW）レーザーは、1.6Tシリコンフォトニクス（SIPH）プラットフォームとの統合のために特別に設計されています。これらのレーザーは、シングルチャネルユニット、および8チャネルおよび16チャンネルの配列形式を含む複数の構成で提供されます。
• 2025年3月、Lumentumは、NvidiaのSilicon Photonics Ecosystemの貢献者として提携しています。その高効率の高出力レーザーは、NvidiaのSpectrum-X Photonicsネットワーキングスイッチの開発と展開をサポートする上で重要な役割を果たします。このコラボレーションは、Lumentumの専門的なレーザー技術と、スケーラブルなフォトニックイノベーションを通じてAIインフラストラクチャの前進に焦点を当てるという戦略的焦点を強調しています。
• 2025年3月、Nvidiaは、複数のサイトで何百万ものGPUを相互接続することにより、大規模なAI工場に電力を供給するように設計されたSpectrum-XおよびQuantum-X Silicon Photonicsネットワーキングスイッチを導入しました。これらのスイッチは、エネルギー消費と運用費用を大幅に削減します。この打ち上げにより、Nvidiaは前例のないスケールで電子技術と光学技術を統合し、高性能ネットワーキングインフラストラクチャの大きな進歩を称えています。
• 2025年1月、GlobalFoundriesは、ニューヨーク州北部にある既存のサイトに新しいシリコンフォトニクス施設を建設するために7億米ドルを超える投資計画を明らかにしました。新しいセンターは、会社の高度なパッケージング操作を強化し、裸のシリコンフォトニックチップを完全にパッケージ化したデバイスに変換できるようにします。この開発により、GlobalFoundriesはエンドツーエンドの米国製のソリューションを提供し、顧客の国内生産能力を強化することができます。