Анализ Размера И Доли Рынка Фотонных Интегральных Схем - Тенденции Роста И Прогнозы (2025 - 2030)

Тенденции и аналитика глобального рынка фотонных интегральных схем

Принятие кремниевой фотоники в трансиверах центров обработки данных >400G

Североамериканские операторы гиперскейла перешли на оптические связи 400G и 800G для снижения задержки и мощности в кластерах ИИ. Coherent Corp продемонстрировала модуль 1.6T-DR8, который снизил энергию на бит более чем на 20% по сравнению с обычными подключаемыми модулями. Дорожная карта коммутаторов Spectrum-X от NVIDIA приняла совмещённую оптику, которая обеспечила экономию энергии на 30% и скорости портов 1,6 Тб/с. Такие архитектуры интегрируют фотонные двигатели рядом с коммутационными ASIC, устраняя потери электрического входа и устанавливая объёмный путь через установленные 300-мм CMOS-линии. Растущий спрос на многостоечные GPU-фабрики позиционирует кремниевую фотонику как незаменимый элемент инфраструктуры ИИ следующего поколения.

Финансирование пилотных линий ЕС, катализирующее местные литейные заводы PIC

Награда Chips JU в размере 380 млн евро (447,30 млн долларов США) консорциуму PIXEurope поддержала заявку Европы на фотонный суверенитет.^{[2]ICFO, "PIXEurope Consortium to Lead Advanced PIC Pilot Line," icfo.eu} Пилотные линии в Эйндховене и Энсхеде предложат открытый доступ к кремниевым и кремний-нитридным запускам, позволяя МСП создавать прототипы без владения фабриками. Проекты, такие как photonixFAB, фокусируются на гетерогенном присоединении лазеров на уровне пластины, позиционируя Европу для удовлетворения местного телекоммуникационного и автомобильного спроса, когда объёмы нарастут после 2026 года. Инициатива контрастирует с вертикально интегрированными американскими и азиатскими партнёрами, обещая распределённую, устойчивую цепочку поставок.

Развёртывание когерентных магистралей 5G с поддержкой PIC

Азиатско-Тихоокеанские операторы мигрировали с IM-DD связей на когерентную оптику для поддержки плотных макросайтов 5G. Прототип двунаправленной оптической беспроводной связи 36,4 Гб/с достиг большой дальности без регенерации. Япония выделила 305 млн долларов США для партнёрства с Intel и SK Hynix по малопотребляющим фотонным полупроводникам, нацеленным на мобильную магистраль. Китай запустил пилотную линию тонкоплёночного ниобата лития в Шанхае для обеспечения внутреннего снабжения для развёртывания 6G. Когерентная оптика снижает общую стоимость, устраняя промежуточные этапы O-E-O и сокращая количество башен в городских зонах покрытия.

Снижение стоимости твердотельного LiDAR в автономных транспортных средствах

Автомобильные OEM снизили цены LiDAR ниже 1500 долларов США, когда Voyant Photonics представила FMCW-датчик масштаба чипа с дальностью 200 м. Фотонные фазированные антенные решётки на кремний-нитридных ядрах достигли управления лучом 17°-40° без движущихся частей. Интеграция сократила механический износ, улучшила выходы сборки и открыла объёмную экономию для продвинутых систем помощи водителю. По мере падения стоимостных барьеров поставщики уровня 1 встраивали твердотельный LiDAR в платформы массового сегмента, стимулируя рынок фотонных интегральных схем в автомобильных цепочках поставок.

Проблемы выхода годной продукции на уровне пластины для InP PIC

Масштабирование InP-пластин свыше 4 дюймов напрягло контроль дефектов и повысило стоимость на кристалл. Шестидюймовая линия Coherent Corp учетверила теоретическое количество кристаллов, но потребовала новых процессов эпитаксии и метрологии для поддержания выхода годной продукции. Fraunhofer ISE продемонстрировал InP-на-GaAs подложки, которые снизили стоимость на 80% и открыли дорожную карту к восьмидюймовому масштабированию. Постоянное снижение выхода годной продукции продолжало ограничивать конкурентоспособность InP в чувствительных к стоимости применениях, ослабляя краткосрочный рост.

Фрагментированная цепочка инструментов EDA, продлевающая циклы проектирования

Фотонные проектировщики полагались на разрозненные инструменты моделирования, компоновки и верификации, лишённые зрелости электронных EDA-пакетов. Дорожная карта интегрированных фотонных систем 2024 года отметила неполное покрытие PDK и низкую интероперабельность программного обеспечения как критические узкие места. Добавление поддержки PH18DA в GDSFactory+ от OpenLight улучшило непрерывность рабочего процесса, но не достигло полностью унифицированной среды. Более длинные циклы разработки замедлили внедрение продуктов и повысили пороги стоимости НИОКР для новых участников.

Сегментный анализ

По сырьевым материалам: доминирование кремния сталкивается со специализированными вызовами

Размер рынка фотонных интегральных схем, связанный с продажами сырьевых материалов, достиг 4,93 млрд долларов США в 2025 году, а кремний удержал 37,4% доли рынка фотонных интегральных схем в 2024 году. Широкая установленная база CMOS поддержала его лидерство для пассивных волноводов и критичных к стоимости частей датакома. Однако поставки нитрида кремния выросли с CAGR 15,4% благодаря низким потерям распространения и широкой прозрачности, которые подходили для лаборатории-на-чипе и квантовой фотоники. Фосфид индия остался существенным для мощных лазеров, в то время как арсенид галлия получил тракцию через гетерогенное лазерное соединение, которое упростило интеграцию источников света с кремнием.

Конкуренция между масштабируемостью и производительностью сформировала дорожные карты поставщиков. Стартапы здравоохранения выбирали биосовместимость нитрида кремния для диагностики в точке оказания помощи, тогда как поставщики дальнемагистральных телекоммуникаций придерживались модуляторов InP для связей 140 Гбод. Привлечение 37 млн долларов США HyperLight для продвижения модуляторов на тонкоплёночном ниобате лития подчеркнуло возобновлённый интерес к чемпионам электро-оптики. Увеличивающееся многослойное стекирование пластин сигнализировало о будущем, где смешанные материалы сосуществуют на одной сетке, размывая традиционные границы платформ.

Примечание: Доли сегментов всех индивидуальных сегментов доступны при покупке отчёта

По компонентам: интеграция лазеров движет инновациями

Выручка от компонентов превысила 3 млрд долларов США в 2025 году, при этом лазеры составили 26,3% в том году. Оптические коммутационные матрицы опередили все другие устройства с CAGR 14,1%, отражая спрос на полностью реконфигурируемые фабрики внутри кластеров центров обработки данных ИИ. Лазер с электроабсорбционной модуляцией 400 Гб/с на полосу от Lumentum проиллюстрировал достигающие пика контрольные показатели производительности.

Интегрированная генерация света осталась ключевым элементом общей стоимости. Литейные заводы соединили среды усиления InP или GaAs с кремнием для сокращения внешней упаковки лазеров, но тепловые проблемы и проблемы выхода годной продукции добавили сложности. Фотодетекторы и модуляторы выиграли от архитектур на тонкоплёночном ниобате лития, которые объединили полосу пропускания ≥ 100 ГГц с эффективностью управления менее 1 В. Переменные оптические аттенюаторы и демультиплексоры длин волн созрели, однако растущие количества каналов стимулировали миниатюризированные массивные реализации.

По процессу интеграции: монолитные подходы набирают импульс

Гибридные потоки удерживали 59,7% выручки в 2024 году, поскольку поставщики соединяли лазеры III-V с кремниевыми трансиверами через технологии перевёрнутого чипа или соединения пластин. Монолитная интеграция расширялась с CAGR 18,2% после того, как выходы литейных заводов приблизились к электронным стандартам, а модели тепловых перекрёстных помех достигли погрешности < 0,5 пм. Программируемые фотонные двигатели, полагающиеся на тысячи термооптических фазовых сдвигателей, побудили новые топологии охлаждения на чипе.

Модульные подходы остались актуальными для аэрокосмической и оборонной промышленности, где циклы квалификации благоприятствовали дискретным сборкам. Для основных облачных операторов совмещённая оптика направила спрос к кремниевым фотонным двигателям, объединённым с коммутационными ASIC в единой подложке, сокращая спецификацию материалов и энергетические бюджеты. Сотрудничество Tower-Alcyon проиллюстрировало синергии литейный завод-проект, которые подтолкнули высокообъёмные узлы ближе к полностью интегрированным фотонно-электронным SoC.

Примечание: Доли сегментов всех индивидуальных сегментов доступны при покупке отчёта

По применению: центры обработки данных обгоняют традиционные телекоммуникации

Глобальные расходы на применения пересекли 5,5 млрд долларов США в 2025 году. Телекоммуникации всё ещё обеспечивали 45,5% выручки 2024 года, но межсоединения центров обработки данных продвинулись с CAGR 19,6% и обогнали телекоммуникации к 2029 году, поскольку фермы вывода ИИ потребовали фабрик петабитного масштаба. Биомедицинская оптика приняла интегрированные спектрометры с чувствительностью 92 дБ при скорости А-сканирования 55 кГц, поддерживая низкостоимостную OCT-визуализацию.

Развёртывания LiDAR и оптических датчиков подскочили в автономности автомобилей, в то время как пилотные проекты квантовых вычислений использовали интегрированные детекторы разрешения числа фотонов для приближения к отказоустойчивости. Фирмы тестирования и измерений захватили устойчивый рост, обслуживая валидацию модулей с высоким количеством каналов. Расширяющийся спектр случаев использования подчеркнул универсальность фотонных платформ и изолировал поставщиков от циклических трат телекоммуникаций.

По отраслям конечных пользователей: автомобильное ускорение изменяет спрос

Телекоммуникационные операторы командовали 40,5% спроса 2024 года, движимые обновлениями метро когерентности, однако поглощение автомобильных OEM росло на 20,3% ежегодно, поскольку LiDAR масштаба чипа пересёк пороги стоимости для автономности L2+. Облачные провайдеры заказывали совмещённую оптику в ожидании масштабирования кластеров GPU до миллионов ускорителей к концу десятилетия.

Производители медицинских устройств использовали кремний-нитридные биосенсоры для быстрого тестирования, в то время как промышленные фирмы интегрировали фотонные пробы для встроенного мониторинга качества. Оборонные покупатели приоритизировали упрочнённые фотонные связи, иммунные к EMI, поддерживая премиальную нишу. Расширяющийся микс клиентов диверсифицировал потоки доходов и смягчил экспозицию к замедлениям отдельных секторов.

Географический анализ

Северная Америка генерировала наибольшую региональную долю выручки в 2024 году, составив 35,4% глобальных продаж 2024 года. Массивные гиперскейловые центры обработки данных и стимулы CHIPS-Act привлекли более 700 млн долларов США новых капитальных затрат на кремниевую фотонику в Мальту, Нью-Йорк.^{[3]Optics.org, "GlobalFoundries to Create New Silicon Photonics Facility," optics.org} Венчурные раунды для квантовой фотоники и фотоники ИИ, такие как посевной раунд Lightsynq в 18 млн долларов США, укрепили живой стартапный пайплайн. Однако зависимость от китайского галлия и германия выявила шоки цен на материалы, которые поднялись на 75%-250% после контроля экспорта 2024 года.

Азиатско-Тихоокеанский регион показал самый быстрый CAGR 16,5%, поскольку политики нацелились на фотонную самообеспеченность. Китай субсидировал 8,2 млрд юаней (1,15 млрд долларов США) для интегрированных программ лазер-кремний. Япония инвестировала 305 млн долларов США с Intel в оптические полупроводники, которые сократили использование энергии центрами обработки данных. Региональные фабрики производили шестидюймовые пластины тонкоплёночного ниобата лития, которые закрыли более ранние западные технологические разрывы.

Европа объединила открытый доступ к литейным заводам с целевыми слияниями и поглощениями для поддержания производственного CAGR 6,5% с 2019-2024. Размер рынка фотонных интегральных схем для Европы составил 3,02 млрд долларов США в 2025 году. Sivers Photonics сотрудничала над перестраиваемыми лазерами узкой линии для обслуживания когерентных модулей, в то время как сделка Nokia с Infinera за 2,3 млрд долларов США консолидировала континентальную оптическую компетенцию. Акцент региона на суверенитет и поддержку МСП диверсифицировал глобальные поставки и снизил чрезмерную зависимость от производственных географий единого узла.