تحليل حجم وحصة صناعة الفوتونيات - اتجاهات النمو والتوقعات (2025 - 2030)

اتجاهات ورؤى سوق الفوتونيات العالمي

انتشار اتصالات مراكز البيانات يحفز الطلب على أجهزة إرسال واستقبال الفوتونيات السيليكونية

أحمال الذكاء الاصطناعي تعيد هيكلة مراكز البيانات فائقة الحجم، مما يدفع كثافة حركة المرور إلى ما وراء حدود النحاس. أجهزة الإرسال والاستقبال السيليكونية الفوتونية تُشحن الآن بمعدلات بيانات تزيد عن 1.6 تيرابت في الثانية، مما يقلل من الطاقة لكل بت مع إطالة المدى داخل رفوف الخوادم. منصات المسابك التي تجمع الطبقات الفوتونية والإلكترونية على رقائق 300 مم تسمح بأعداد ألياف عالية وفقدان اقتران أقل، مما يسهل الاعتماد في المعماريات المفككة. جولات استثمار متعددة تتجاوز 150 مليون دولار أمريكي كل منها تؤكد على ثقة المستثمرين في هذا المسار.^{[1]Zeiss Group, "Zeiss Reports 15% Revenue Gain for FY 2023," optica-opn.org} مع قيام المشغلين بالترقية إلى الأقمشة البصرية، فإنهم يحفزون أيضًا الإنتاج الضخم للمعدلات والمشغلات والليزر المدمج، مما يعزز حلقة نمو سوق الفوتونيات.

اعتماد ADAS المعتمد على LiDAR عبر صناع السيارات الصينيين

التكامل السريع لتقنية LiDAR في المركبات متوسطة السعر يعيد تعريف منحنيات تكلفة ADAS. مورد صيني رائد شحن أكثر من 100,000 وحدة محمولة على السطح شهريًا بحلول ديسمبر 2024، مستحوذًا على حصة عالمية تبلغ 33%.^{[2]Hesai Technology, "Hesai Leads Development of China's First National Automotive Lidar Standard," hesaitech.com}الشراكات مع صناع المعدات الأصلية المحلية تمد تغطية LiDAR من سيارات الدفع الرباعي الفاخرة إلى سيارات القطاع C، مما يحفز توحيد المكونات الذي يقصر دورات التأهيل. معايير السلامة المدعومة من الحكومة تسرع وقت الوصول إلى السوق، مما يخلق قالبًا تبدأ مناطق أخرى في محاكاته.

حوافز الصفقة الخضراء الأوروبية لمصانع micro-LED وGaN الفوتونية

أوروبا ترسخ أهداف الاستدامة في مصانع الأجهزة من الجيل التالي التي تقلل من استخدام الطاقة. التمويل العام يدعم خطوط إنتاج تجريبية بـ 200 مم لـ GaN وSiC، بينما مصانع العرض التوضيحي لـ micro-LED ترفع كثافات البكسل للشاشات واسعة المساحة^.المزيج التحفيزي من المنح والقروض منخفضة الفوائد والتصاريح المبسطة يسرع جداول البناء الزمنية. موردو المعدات يستفيدون من الطلب المتوقع على الأدوات، مما يرسخ سوق الفوتونيات في المنطقة.

مخطط PLI في الهند يحفز مجموعات الفوتونيات المحلية

الحوافز المالية الجديدة تغطي حتى 50% من النفقات الرأسمالية لمنشآت أشباه الموصلات المركبة. المشاريع الرئيسية تشمل موقع تجميع واختبار قادر على إنتاج 48 مليون رقاقة يوميًا بحلول منتصف عام 2025. السياسة تجمع التصنيع والبحث والتطوير والتدريب لخلق نظم بيئية شاملة، مما يرفع المصادر المحلية ويقلل التعرض للاستيراد. التحالفات الدولية مع الشركات التايوانية والأمريكية تهدف إلى تأمين الوصول إلى مجموعات التصميم، مما يمنح الهند موطئ قدم في إنتاج الفوتونيات المتقدم.

اختناقات رقائق أشباه الموصلات المركبة تقيد النمو

توافر ركائز InP وGaN يتأخر عن الطلب من ليزر مراكز البيانات وأجهزة الطاقة RF. حفنة من المسابك تسيطر على إمداد أقل من 150 مم، مما يزيد مخاطر التعطيل عند حدوث زلازل أو أعطال في المعدات. بينما يدعم التمويل الجديد من قانون CHIPS توسعات القدرة في تكساس، الأدوات ومؤهلات العمليات تمد أوقات التسليم إلى عام 2027، مما يبطئ زخم سوق الفوتونيات.

حدود الإدارة الحرارية تعرقل تطوير الليزر عالي القوة

ليزر الصمام الثنائي ذو الموجة المستمرة فوق 10 كيلوواط لا يزال يواجه حدود درجة حرارة التقاطع التي تقصر عمر الوحدة. الربط الحديث لطبقات GaN بالماس الاصطناعي حقق مقاومة حرارية منخفضة قياسية، لكن القابلية للتكرار على نطاق الرقاقة تبقى بعيدة المنال. لذلك يحتفظ المستخدمون الصناعيون بالمعماريات الهجينة التي تضيف تعقيدًا وتكلفة، مما يخفف من الاستيعاب في منصات القطع الثقيلة والدفاع.

تحليل القطاعات

حسب المنتج: أجهزة الإرسال والاستقبال السيليكونية الفوتونية تعيد تعريف الاتصال

أجهزة الإرسال والاستقبال السيليكونية الفوتونية تحتل خطًا أساسيًا متواضعًا ولكنها متوقعة للتوسع بمعدل نمو سنوي مركب 8.1%، وهو الأعلى بين فئات الأجهزة. إنها تدعم أقمشة الخوادم والتخزين والمسرع التي يجب أن تنقل بيتابايت كل ثانية. الارتفاعات المبكرة في الحجم في البصريات المرفقة تخفض مقاييس الدولار لكل جيجابت، مما يوسع نافذة الاعتماد. مع تزامن خرائط طريق المسابك لسُمك الطبقات الإلكترونية والفوتونية، تنمو مكتبات التصميم ويقصر وقت النماذج الأولية، مما يرفع جاذبية سوق الفوتونيات لمشغلي السحابة.

صمامات LED، بحصة 32% من سوق الفوتونيات لعام 2024، تهيمن على الإضاءة والإضاءة الخلفية. لوحات micro-LED الناشئة تعد بإضاءة أعلى وحياة أطول للتلفزيونات والأجهزة القابلة للارتداء ومجموعات السيارات. صمامات الليزر الثنائية تخترق قطع المعادن والتصنيع الإضافي، بينما أجهزة الاستشعار البصرية تسجل الطلب المتزايد على المراقبة البيئية والزراعة الذكية. يبقي اتساع هذه الفئات سوق الفوتونيات متنوعًا، مما يخفف التقلبات الدورية في أي مجموعة تطبيق واحدة.

ملاحظة: حصص القطاعات لجميع القطاعات الفردية متاحة عند شراء التقرير

حسب المواد: GaN يعطل هيمنة السيليكون التقليدية

السيليكون لا يزال يمثل 40.3% من حجم سوق الفوتونيات في عام 2024، مستفيدًا من مجموعات المعدات الناضجة ورقائق ثماني البوصة منخفضة التكلفة. ومع ذلك، أجهزة GaN، المتوقع نموها بمعدل نمو سنوي مركب 9.3%، تحقق كفاءة أعلى في الترددات والفولتيات المرتفعة، وهو أمر رئيسي لأجهزة راديو 5G ونقل قوة المركبات الكهربائية. خطوط إنتاج GaN التجريبية المدعومة بـ 200 مم في أوروبا والمنح الفيدرالية الأمريكية بقيمة 9.5 مليون دولار أمريكي لتطوير العمليات تشجع نمو النظام البيئي.

منصات الزجاج والسيليكا والبوليمر توسع شبكات الألياف وتمكن مصفوفات التصوير المرنة. التكامل غير المتجانس لأقسام كسب InP مع دلائل موجة السيليكون ينتج مصفوفات ليزر منخفضة التكلفة مناسبة للبصريات المرفقة. الباحثون يستغلون طبقات SiN منخفضة الفقدان لتوسيع التغطية الطيفية، بينما البوليمرات تكتسب قوة دفع في مستهلكات الاستشعار الحيوي. تضمن هذه التنوعات المادية أن سوق الفوتونيات يبقى مدفوعًا بالابتكار بدلاً من أن يكون مقيدًا بركيزة واحدة.

قادة القطاعات يتبعون استراتيجيات الحجم أو التخصص. صانعو LED يشتركون في مواقع الطبقات والتعبئة لتقليل وقت اللوجستيات، بينما الشركات الناشئة في أجهزة الإرسال والاستقبال ترخص مجموعات تصميم العمليات للاستفادة من المسابك الثابتة. عمليات الاندماج والاستحواذ الشركات، مثل استحواذ صانع وحدات بقيمة 728.5 مليون دولار أمريكي، تعكس الحاجة لمحافظ الاتصال البصري الجاهزة. خرائط طريق صناع المكونات تدرج بشكل متزايد التحسين المشترك للإلكترونيات والبصريات، مؤكدة كيف تدفع مجموعات التصميم المتقاربة سوق الفوتونيات إلى الأمام.

ديناميكيات العرض تختلف حسب الركيزة. رقائق السيليكون تستمد من سلسلة توريد وفيرة، بينما ركائز GaN شبه العازلة تعتمد على موردين مؤهلين أقل، مما يضخم تقلبات وقت التسليم. تقارب المنصة يظهر كتحوط: مصنعو الأجهزة المتكاملة يربطون رقائق GaN على حاملات السيليكون أو يودعون GaN على قوالب QST¹ للاستفادة من مجموعات الأدوات الموجودة. هذه المجموعات الهجينة تقلل النفقات الرأسمالية لكل واط من الإخراج البصري، مما يعزز مرونة سوق الفوتونيات.

حسب الطول الموجي: تطبيقات الأشعة تحت الحمراء تدفع الابتكار

الأجهزة في النطاق المرئي احتفظت بحصة 50.2% في عام 2024، مرسخة في إضاءة الشاشات الخلفية والإضاءة العامة. وحدات الأشعة تحت الحمراء، مع ذلك، تتفوق بمعدل نمو سنوي مركب 10.4% حتى 2030 حيث تتطلب الاتصالات ورؤية الآلة والتصوير الطبي كشفًا منخفض الضوضاء فوق 900 نانومتر. التطورات في النقاط الكمية الغروية توسع النطاق IR القابل للوصول وتقلل احتياجات التبريد، مما يوسع حالات الاستخدام.

مشاركو سوق الفوتونيات يتنوعون في المحافظ لتغطية تعقيم UV وطيف IR ومصادر الطيف المستمر واسع النطاق. صمامات LED UV-C تصل الآن إلى إخراج ذروة 255 نانومتر مع ارتفاع كفاءة المقبس الحائطي، محفزة مشاريع معالجة المياه. في الوقت نفسه، الليزر القابل للضبط واسع النطاق يقدم للشركات الصيدلانية منصة واحدة لبصمة الأصابع الجزيئية تحت الحمراء القريبة والمتوسطة. هذه المرونة في الطول الموجي تضيف مجالاً لنمو الإيرادات عبر دورات صناعية متنوعة.

سلاسل التوريد تتكيف أيضًا مع تحولات الطول الموجي. مصنعو كاشفات IR يشتركون في مواقع التجميع مع التعبئة المفرغة لحماية العائد، بينما منتجو LED المرئية يستثمرون في طباعة النقل المجهري لتحسين الدقة. مثل هذه الملفات الرأسمالية المتنوعة تؤثر على مسارات التسعير. الشركات التي تتقن الإنتاج محسن التكلفة عبر مناطق طيفية متعددة تحقق تآزر البيع المتبادل، مما يعزز موقعها داخل سوق الفوتونيات.

ملاحظة: حصص القطاعات لجميع القطاعات الفردية متاحة عند شراء التقرير

حسب صناعة المستخدم النهائي: LiDAR في السيارات يسرع النمو

الإلكترونيات الاستهلاكية احتفظت بأكبر شريحة مستخدم نهائي بنسبة 28.4% في عام 2024، مدفوعة بالكاميرات وأجهزة العرض وأجهزة الاستشعار البيومترية. قطاع السيارات، في الوقت نفسه، على الطريق لمعدل نمو سنوي مركب 11.4% حيث تصبح تقنية LiDAR سائدة في ADAS. الإخراج عالي الحجم من صانعي أجهزة الاستشعار الحاليين يقلل أسعار الوحدة ويحث التزامات صانعي المعدات الأصلية التي تغطي طبقات مركبات متعددة. التوحيد القياسي النشط للواجهات البصرية وقواعد السلامة الوظيفية يقصر أكثر دورات الموافقة، مرسخًا فرصة سوق الفوتونيات في الحركة.

وكالات الفضاء والدفاع تتبنى أجهزة الاستشعار الفوتونية لمنصات SWaP-C² منخفضة، وصانعو المعدات الأصلية الصناعية يدمجون ليزر عالي القوة في آلات إضافية-تخفيضية هجينة. المستشفيات تنشر مجسات طيفية مدمجة للتشخيص في الجسم الحي، بينما شركات الاتصالات تنتقل إلى قوابس متماسكة 400ZR لروابط المترو. هذه الفسيفساء من التطبيقات تشترك في حاجة مشتركة لطاقة أقل وكثافة بيانات أعلى، وهو طلب مهيأ هيكليًا لسوق الفوتونيات لإشباعه.

استراتيجيات التنويع وفيرة. موردو السيارات يطورون بشكل مشترك ASICs التي تربط توقيت أجهزة الكشف الضوئي بمجموعات إدراك SoC. علامات الأجهزة الاستهلاكية تشارك مع مسابك micro-LED لتأمين شاشات الأجهزة القابلة للارتداء من الجيل التالي. في الرعاية الصحية، مجسات الألياف المستهلكة تسرع اعتماد تحليلات الأنسجة في الوقت الفعلي. هذه الإجراءات عبر القطاعات تركز منحنيات التعلم وتقود تقليلات التكلفة التي تنتشر في المجالات المجاورة، مما يعزز حيوية سوق الفوتونيات طويلة المدى.

تحليل الجغرافيا

آسيا والمحيط الهادئ تصدرت سوق الفوتونيات بحصة إيرادات 45.7% في عام 2024، مدفوعة بمجموعات أشباه الموصلات في الصين وتايوان واليابان وكوريا الجنوبية. بطل LiDAR المحلي الصيني سجل حصة حجم عالمية 33% وشحن أكثر من 1.5 مليون وحدة في عام 2024، مؤكدًا القدرة المحلية على التوسع. نظام مسابك تايوان يريد منصات فوتونية-إلكترونية متكاملة، مضمنًا أن الملكية الفكرية الحرجة تبقى داخل الحدود الإقليمية حتى بعد الزلزال الذي حدث في فبراير 2025 وعطل إخراج المسابك. شركات اليابان للزجاج والبصريات الدقيقة تورد ركائز متخصصة، بينما صانعو الشاشات الكوريون الجنوبيون يوسعون خطوط إنتاج micro-LED التجريبية.

أمريكا الشمالية تحتفظ بحصة عالية من نفقات البحث والتطوير. التمويل المغامر بقيمة 175 مليون دولار أمريكي لشركة ناشئة في الاتصال البصري في فبراير 2025 أبرز شهية المستثمرين للأجهزة التي تقلل طاقة مراكز البيانات. الحوافز الفيدرالية تحت قانون CHIPS توجه الأموال نحو خطوط إنتاج InP وSiPh التجريبية، موسعة الخيارات المحلية خلف الفوتونيات المخصصة للدفاع. أوروبا تستفيد من الصفقة الخضراء وقانون الرقائق الأوروبي لمضاعفة حصة التصنيع بحلول عام 2030، مع مصنع ضخم SiC وGaN بقيمة 2 مليار يورو في إيطاليا بين المشاريع الرائدة.^{[3]STMicroelectronics, "Annual Report 2022," investors.st.com}

الشرق الأوسط وأفريقيا تسجل أسرع معدل نمو سنوي مركب عند 7.2%، مدفوعة بنشر شبكات العمود الفقري للألياف البصرية واحتياجات مراقبة المزارع الشمسية. الاقتصادات الأمريكية الجنوبية تستثمر في استشعار الزراعة الدقيقة التي تعتمد على أجهزة التصوير فائق الطيف المجمعة محليًا. عبر جميع المناطق، القيود التجارية على أدوات الطباعة الحجرية تعيد تشكيل توقيت النفقات الرأسمالية. الموردون يستجيبون بمتابعة استراتيجيات المصدر المزدوج، مما يحافظ على المرونة في سوق الفوتونيات.