Optischer I/O für KI-Chips-Markt Größe und Anteil 2026-2035

Optischer I/O für KI-Chips – Marktgröße

Der globale Markt für optischen I/O für KI-Chips wurde 2025 auf 1,1 Milliarden US-Dollar geschätzt. Laut dem neuesten Bericht von Global Market Insights Inc. wird erwartet, dass der Markt von 1,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026 auf 6,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2031 und 14 Milliarden US-Dollar im Jahr 2035 wächst, mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 27,8 % während des Prognosezeitraums.

Das Marktwachstum ist auf die sich ständig erweiternde Infrastruktur von KI-Rechenzentren, die zunehmende Implementierung von Co-Packaged Optics (CPO), staatliche Initiativen zur Förderung der inländischen Herstellung fortschrittlicher Halbleiter und Silizium-Photonik-Technologien sowie die höhere Akzeptanz und Nutzung von Hochgeschwindigkeits-Netzwerkstandards und -protokollen für die optische Datenübertragung zurückzuführen. Darüber hinaus dürften kontinuierliche Fortschritte bei photonischen integrierten Schaltkreisen auf Silizium-Photonik-Basis und optischen Transceivern zur Verbesserung von Skalierbarkeit und Energieeffizienz ebenfalls das Marktwachstum begünstigen.

Der Markt für optischen I/O für KI-Chips wird durch die wachsende Anzahl von KI-Rechenzentren vorangetrieben. Das exponentielle Wachstum von KI-Rechenzentren weltweit erfordert Lösungen, die im Vergleich zu bestehenden elektrischen Verbindungen mehr Bandbreite und weniger Strom verbrauchen. Große Hyperscale-Cloud-Unternehmen investieren zunehmend in optische Verbindungen, um umfangreiche KI-Cluster zu ermöglichen. So werden beispielsweise Investitionen in optische Verbindungstechnologien durch staatliche Investitionen in führende Halbleitertechnologien vorangetrieben. Konkret fördert die US-amerikanische CHIPS-for-America-Initiative (CHIPS and Science Act) die inländische Halbleiterforschung, fortschrittliche Verpackungstechnologien und Silizium-Photonik, um in die US-amerikanische KI-Recheninfrastruktur und die nächste Generation von Chips zu investieren und die Geschwindigkeit optischer Verbindungstechnologien für KI-Rechenzentren zu steigern.^{[1]US CHIPS, nist.gov}

Zudem erhält die Marktentwicklung einen deutlichen Schub durch öffentliche Investitionen in die Silizium-Photonik-Produktion und das Halbleiter-Ökosystem. Länder weltweit erhöhen ihre Finanzierung für ihre heimischen Halbleiterlieferketten für KI-Hardware und Photonik-Herstellungsfähigkeiten. So entwickelt Europa beispielsweise ein Halbleiter-Ökosystem zur Unterstützung des Marktes für optischen I/O für KI-Chips. Im Jahr 2026 genehmigte die Europäische Kommission staatliche Beihilfen in Höhe von 659 Millionen Euro für vier erste Halbleiterproduktionsprojekte in der EU im Rahmen des EU-Chips-Gesetzes. Um es klarer zu sagen: Die Initiative der Europäischen Kommission (EK) zielt darauf ab, die Halbleiterlieferkette Europas zu stärken, die inländische Halbleiterproduktion zu steigern und innovative Technologien wie Silizium-Photonik sowie die nächste Generation von KI-Chips zu fördern, was das Wachstum der Lösungen für optischen I/O auf dem Markt vorantreiben wird.^{[2]Europäisches Chips-Gesetz, europe.eu}

Der Markt für optischen I/O für KI-Chips stieg von 122 Millionen US-Dollar im Jahr 2022 stetig auf 606,9 Millionen US-Dollar im Jahr 2024. Dies ist auf das rasche Wachstum von KI-Rechenzentren, kontinuierliche Investitionen in Hochleistungsrechnen (HPC), höhere Investitionen in CPO, Silizium-Photonik und neuere optische Verbindungstechnologien zurückzuführen. Das Wachstum wurde zudem durch die zunehmende Akzeptanz von Hochgeschwindigkeits-Netzwerken für die optische Datenübertragung durch Hyperscaler aufgrund von Energieanforderungen, Fortschritte in der PIC-Technologie sowie staatliche Initiativen zur Unterstützung der photonischen Fertigung und neue Anwendungsfälle für ultraschnelle optische Konnektivität unterstützt.

Optischer I/O für KI-Chips – Markttrends

• Die Einführung von Co-Packaged Optics (CPO) revolutioniert die KI-Infrastruktur durch die Integration einer optischen Einheit direkt in einen KI-Prozessor und einen Netzwerkswitch. Dies führt zu erheblicher Leistungsreduzierung und erhöhter Bandbreitendichte. Die Entwicklung gewann ab etwa 2023 an Bedeutung, getrieben durch den Bedarf von Hyperscalern nach neuen Wegen zur Erweiterung bestehender elektrischer Verbindungen. CPO wird bis 2035 wachsen, da es sich kommerziell in KI-Rechenzentren ausbreitet und die benötigte Skalierbarkeit für KI-Clustern der nächsten Generation bietet, die mit den Bandbreiten- und Leistungsgrenzen zukünftiger Designs umgehen müssen.
• KI-Chiphersteller und HPC-Plattformen ermöglichen ebenfalls schnell die Implementierung von optischen I/O durch Fortschritte in der Siliziumphotonik. Der Einsatz von optischen I/O setzte sich ab 2022 durch, als Chip-Hersteller und Halbleiterfertigungen ihre Investitionen in photonische integrierte Schaltkreise (PICs) und optische Chiplets deutlich erhöhten. Diese Trends werden sich bis 2034 fortsetzen, wobei steigende Kapazitäten und staatliche Chip-Programme die Möglichkeit für höhere Geschwindigkeit und reduzierte Latenz bei besserer Energieeffizienz bieten.
• Ultrahochgeschwindigkeits-Ethernet wird KI-Netzwerkarchitekturen transformieren, ein Bereich, in dem 2023 mit bedeutenden Fortschritten hervorstach, da die Komplexität von KI-Modellen und massive GPU-Cluster immer weiter zunahmen. Diese Entwicklung wird voraussichtlich bis 2035 anhalten, wobei Cloud-Dienstanbieter ihre Netzwerkarchitektur auf 800G- und 1,6T-Ethernet umstellen, um höhere Bandbreiten zu erzielen und Netzwerkengpässe zu verringern, um die Leistung von Workloads zu steigern.
• Die wachsende Akzeptanz optischer Chiplet-Architekturen mit KI-Beschleunigern der nächsten Generation im Chip-to-Chip-Interconnect-Markt begann, als die Einführung von Chiplet-Interconnect-Technologien mit der neuen Generation von KI-Chips und die steigende Bedeutung der Verbindung optischer Chiplet-basierter Architekturen mit modernen KI-Beschleunigersystemen um das Jahr 2024 herum einsetzte, da Chip-Hersteller über die Grenzen elektrischer Verbindungen besorgt waren. Dies wird sich bis 2035 mit größeren Fortschritten im Bereich der heterogenen Verbindungstechnologie, Verpackungslösungen und Chip-Stapel-Technologie ausweiten und so das modulare KI-Systemdesign, die Skalierbarkeit und die Senkung des Systemstromverbrauchs ermöglichen.

Marktanalyse für optische I/O bei KI-Chips

Basierend auf dem Produkttyp wird der Markt für optische I/O bei KI-Chips in lineare steckbare Optiken (LPO), Co-Packaged Optics (CPO), Near-Package Optics (NPO), In-Package Optical I/O (OIO) und On-Board Optics (OBO) unterteilt.

• Das Segment der linearen steckbaren Optiken (LPO) führte 2025 den Markt mit einem Anteil von 63,2 %. Dieses Segment gewann an Bedeutung aufgrund der einfachen Integration in die bestehende Rechenzentrumsinfrastruktur und der Kosteneffizienz bei der Migration zu CPO mit reduzierter Komplexität im Vergleich zu herkömmlichen steckbaren Optiken. LPO bietet die höchste Bandbreite bei gleichzeitig geringstem Stromverbrauch im Vergleich zu anderen optischen I/O und eignet sich daher ideal für KI-Workloads. Die hohe Geschwindigkeit und der geringe Stromverbrauch von LPO machen dieses Segment zur bevorzugten Wahl bei Hyperscale-Cloud-Anbietern und KI-Unternehmen.
• Das Segment der Co-Packaged Optics (CPO) wird voraussichtlich im Prognosezeitraum mit einer jährlichen Wachstumsrate von 40,3 % wachsen, was auf die steigende Nachfrage nach ultraschnellen Bandbreiten, geringer Latenz und energieeffizienten Verbindungen zur Unterstützung von KI-Chips der nächsten Generation und Hyperscale-Rechenzentren für KI-Anwendungen zurückzuführen ist. CPO verbessert die Integrationsvorteile steckbarer optischer Module, indem es optische Einheiten mit Switches, KI-Chips und anderen Geräten auf Chipebene integriert.

Basierend auf der Technologie wird der Markt für optische I/O-Lösungen bei KI-Chips in Siliziumphotonik (SiPh), Indiumphosphid (InP), dünnfilmiges Lithiumniobat (TFLN), heterogene/hybride Integration und andere unterteilt.

• Das Segment Siliziumphotonik (SiPh) dominierte den Markt im Jahr 2025 und hatte einen Wert von 611,3 Millionen USD. Siliziumphotonik hat in den letzten Jahren eine erhebliche Marktakzeptanz erfahren, da sie CMOS-Prozesskompatibilität, höhere Integrationsfähigkeiten und die Möglichkeit bietet, kosteneffizient hochbandbreitige und energieeffiziente optische Verbindungen in großem Maßstab herzustellen. Die breite Verbreitung von SiPh in Hyperscale-Rechenzentren, KI-Beschleunigern und Hochleistungsrechnersystemen hat die Marktnachfrage gestärkt und zu hohen Investitionen durch wichtige Halbleiterunternehmen geführt.
• Es wird erwartet, dass das Segment für heterogene/hybride Integration im Prognosezeitraum ein Wachstum von 36,9 % pro Jahr verzeichnen wird, da Siliziumphotonik mit verschiedenen Materialien wie Indiumphosphid, Lithiumniobat und anderen Halbleitern auf einem einzigen Chip integriert wird. Eine solche Integration ermöglicht die Einbindung besserer Laserleistung, bietet eine hohe optische Effizienz und eine höhere Bandbreitendichte sowie geringere Leistungsverluste. Die verstärkte Entwicklung der neuesten KI-Prozessoren, optischen Chiplets und ko-verpackten Optiken treibt auch die Nachfrage nach der Integration dieses Segments in die KI-Computing- und Netzwerkinfrastruktur voran.

Basierend auf der Anwendung wird der Markt für optische I/O-Lösungen bei KI-Chips in KI-Training, KI-Inferenz, Rechenzentrumsnetzwerke & Switching sowie HPC & wissenschaftliches Rechnen unterteilt.

• Das Segment KI-Training dominierte den Markt im Jahr 2025 und hatte einen Wert von 588,7 Millionen USD. KI-Training hat einen größeren Marktanteil, da massive Bandbreite und extrem niedrige Latenzzeiten erforderlich sind, um das Training von LLMs, generativen KI-Modellen und Hyperscale-KI-Modellen zu unterstützen. Dieses Segment wächst aufgrund der zunehmenden Installation von KI-Supercomputern, GPU-Clustern und Hochgeschwindigkeits-optischen Verbindungen in Hyperscale-Rechenzentren, um das Wachstum von Hyperscale-KI-Anwendungen zu unterstützen.
• Es wird erwartet, dass das Segment KI-Inferenz im Prognosezeitraum ein Wachstum von 33,5 % pro Jahr verzeichnen wird. Faktoren wie die schnelle Kommerzialisierung generativer KI, Echtzeit-KI-Assistenten, autonome Systeme und Edge-KI-Anwendungen mit niedrigen Latenzanforderungen werden zum schnellen Marktwachstum beitragen. Die Installation von Inferenzbeschleunigern, Cloud-KI-Anwendungen, KI-Unternehmens-Workloads und optischen Verbindungen für die Inferenzskalierung wird das Marktwachstum für das Segment KI-Inferenz antreiben.

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Optische I/O-Lösungen für KI-Chips in Nordamerika

Nordamerika hielt im Jahr 2025 einen Anteil von 57,8 % am Markt für optische I/O-Lösungen bei KI-Chips.

• In Nordamerika wächst der Markt aufgrund der Präsenz wichtiger KI-Chip-Anbieter, Hyperscale-Cloud-Unternehmen und Hersteller von Siliziumphotonik. Die starke Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits- und Niedriglatenz-Verbindungen für KI-Trainings- und Inferenz-Workloads kommt von Unternehmen wie NVIDIA, Marvell, Ayar Labs, Intel, Microsoft, Google und Meta, die ihre Investitionen in die KI-Infrastruktur erhöhen.
• Durch Investitionen von Regierung und Chip-Herstellern zur Förderung modernster Halbleiterfertigung und photonischer Fähigkeiten wie dem US CHIPS- und Wissenschaftsgesetz sowie Kanadas Halbleiterinnovationsprogrammen wird Nordamerika voraussichtlich bis 2035 die Führungsposition behalten, mit einer erheblichen Expansion von KI-Rechenzentren, der Kommerzialisierung von ko-verpackten Optiken (CPO), erheblicher F&E und der Übernahme von Siliziumphotonik in zukünftigen KI-Netzwerkinfrastrukturen.

Der US-amerikanische Markt für optische I/O-Lösungen für KI-Chips wurde 2022 bzw. 2023 auf 71,6 Mio. USD und 160,2 Mio. USD geschätzt. Die Marktgröße erreichte 2025 602,5 Mio. USD, was einem Wachstum von 339,7 Mio. USD im Jahr 2024 entspricht.

• In den USA wird das Wachstum insbesondere durch hohe Investitionen in die KI-Infrastruktur, hochmoderne Halbleiterfertigungsprozesse und Silizium-Photonik-Technologien beschleunigt. Dazu gehören erhöhte Bundesmittel aus dem CHIPS- und Science Act, kontinuierliche Investitionen in den Aufbau hyperskalierender KI-Rechenzentren sowie Verpflichtungen führender Technologiekonzerne, die die Bereitstellung optischer I/O-Technologien zur Unterstützung hochleistungsfähiger KI-Computing-Systeme weiter ausbauen.^{[3]US-Verteidigungsministerium Fertigungsprogramm USA, manufacturingusa.com}
• So wurde das US-amerikanische Fertigungsinnovationsinstitut AIM Photonics des US-Verteidigungsministeriums für seine Beiträge zur Stärkung der integrierten Photonik-Fertigungskapazitäten in den Vereinigten Staaten ausgezeichnet. Die Zusammenarbeit des Instituts zwischen Industrie, Wissenschaft und Regierung wird die Kommerzialisierung von Silizium-Photonik, photonischen integrierten Schaltkreisen, fortschrittlicher Verpackungstechnik und Fachkräften für führende KI-, Verteidigungs- und optische Netzwerklösungen fördern.^{[3]US-Verteidigungsministerium Fertigungsprogramm USA, manufacturingusa.com}

Europäischer Markt für optische I/O-Lösungen für KI-Chips

Der europäische Markt für optische I/O-Lösungen für KI-Chips belief sich 2025 auf 339,3 Mio. USD und soll im Prognosezeitraum ein lukratives Wachstum aufweisen.

• Der europäische Markt expandiert dank staatlicher Unterstützung für die Chipfertigungskapazitäten der Region, Forschung zu Silizium-Photonik und Infrastruktur für KI. Verschiedene Initiativen wie der European Chips Act, Horizon Europe und die Chips Joint Undertaking (Chips JU) fördern zudem europäische Investitionen in optische Verbindungen, photonische integrierte Schaltkreise (PICs) und fortschrittliche Verpackungstechnologien, um die Halbleiterindustrie zu stärken.
• Die zunehmende Nutzung hyperskalierender Rechenzentren, KI-Supercomputing und anderer fortschrittlicher optischer Netzwerkinfrastrukturen steigert die Nachfrage nach optischen I/O-Technologien auf dem Kontinent. Investitionen in CPO, Silizium-Photonik und hochleistungsfähige, energieeffiziente optische Verbindungen durch führende Halbleiterunternehmen, Cloud-Hyperscaler und führende Forschungseinrichtungen der EU unterstützen deren Kommerzialisierung.

Deutschland dominiert den europäischen Markt für optische I/O-Lösungen für KI-Chips und zeigt starkes Wachstumspotenzial.

• Deutschland dominiert die europäische Branche für optische I/O-Lösungen für KI-Chips dank seiner bedeutenden Halbleiterproduktionskapazitäten, weltweit renommierten Forschungsinstituten für Optik und Photonik sowie erheblichen staatlichen Anreizen zur Förderung der Mikroelektronikforschung. Fraunhofer, das Leibniz-Institut und führende Chip-Hersteller entwickeln unter anderem photonische integrierte Schaltkreise (PICs), Silizium-Photonik und optische Verpackungstechnologien für KI- und Hochleistungscomputing-Lösungen.
• So erweiterte die FMD ihre kooperativen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten, unterstützt durch das BMBF, und setzt auf Programme zu Silizium-Photonik, photonischen integrierten Schaltkreisen (PICs), fortschrittlicher Verpackung und heterogener Integration für die KI der Zukunft und Hochleistungscomputing. Das Programm hilft der FMD, das deutsche Halbleiter-Ökosystem und Schlüsseltechnologien wie optische I/O-Lösungen und Co-Packaged Optics zu stärken.^{[4]Deutsche Bundesregierung, bund.de}

Asien-Pazifik-Markt für optische I/O-Lösungen für KI-Chips

Der Markt für optische I/O-Lösungen für KI-Chips in der Asien-Pazifik-Region soll im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 31,2 % das stärkste Wachstum verzeichnen.

• Der asiatisch-pazifische Markt verzeichnet ein rasantes Wachstum aufgrund erheblicher Investitionen in die KI-Infrastruktur, Halbleiterfertigung und hyperskalare Rechenzentren in China, Japan, Südkorea, Taiwan und Indien. Staatliche Anreize, die die lokale Produktion von Silizium, Silizium-Photonik und fortschrittlicher Verpackung fördern, tragen ebenfalls zur Entwicklung und Einführung von optischen Verbindungstechnologien für die Weiterentwicklung von KI-Workloads bei.
• Die Region ist ein Zentrum für bedeutende Silizium-Foundries, Anbieter optischer Komponenten und KI-Hardware-Hersteller, die Innovationen in den Bereichen Co-Packaged Optics (CPO), photonische integrierte Schaltkreise (PICs) und optische Netzwerke vorantreiben. Die stark steigende Nachfrage nach generativen KI-Anwendungen, Cloud-Diensten und Hochleistungsrechnen (HPC) sowie die zunehmende Verbreitung von 800G- und 1,6T-Netzwerken im asiatisch-pazifischen Raum sind wichtige Treiber, die den Markt für optische I/O vorantreiben.

Der Markt für optische I/O für KI-Chips in Indien wird voraussichtlich mit einer deutlichen jährlichen Wachstumsrate im asiatisch-pazifischen Markt wachsen.

• Der indische Markt bietet eine der stärksten Wachstumschancen im Bereich der optischen I/O-Technologie, da die Regierung die Halbleiterfertigung, die wachsende Infrastruktur zur Unterstützung von KI-Implementierungen und den Elektronikfertigungssektor fördert. Unterstützung durch Regierungsprogramme wie die India Semiconductor Mission (ISM) und steigende Investitionen in Rechenzentren im Land treiben Innovationen und Investitionen in hochmoderne Halbleiterverpackungen und optische Verbindungssysteme voran.
• So wurden im Haushaltsplan 2026–27 etwa bedeutende Initiativen des Ministeriums für Elektronik und Informationstechnologie zur Unterstützung von KI-Rechenzentren, Halbleiterfertigung und der India Semiconductor Mission 2.0 ergriffen, um die Fähigkeiten Indiens für den Aufbau weltklasse-inländischer KI-Rechenkapazitäten, Chip-Designs und Halbleiterfertigungsinfrastrukturen zu stärken. Diese Maßnahmen sollen voraussichtlich eine erhebliche Nachfrage nach optischen Netzwerktechnologien und optischen I/O-Technologien der nächsten Generation in KI-Rechenzentren generieren.^{[5]MEITY PIB, pib.gov}

Optischer I/O-Markt für KI-Chips im Nahen Osten und Afrika

Die Branche für optische I/O für KI-Chips in Saudi-Arabien wird im Nahen Osten und in Afrika ein erhebliches Wachstum verzeichnen.

• Saudi-Arabien verzeichnet ein bemerkenswertes Marktwachstum durch die zunehmende Nutzung von KI, Cloud-Computing und digitaler Infrastruktur im Rahmen verschiedener Reformen im Rahmen von Vision 2030. Getrieben durch verschiedene Initiativen ebnet Saudi-Arabien den Weg für den Bau von hyperskalaren Rechenzentren, hochwertigen Halbleiterdesigns und KI-Rechenkapazitäten und erweitert damit die Nutzung von Hochgeschwindigkeits-optischen Verbindungen und Silizium-Photonik-Lösungen.
• Darüber hinaus stärken strategische Partnerschaften zwischen globalen Technologieunternehmen sowie kontinuierliche Investitionen in KI-Innovationen das digitale und Halbleiter-Ökosystem im Land weiter. Die steigende Nachfrage nach Hochleistungsrecheneinheiten (HPC), KI-Forschungszentren und Netzwerkinfrastrukturen der nächsten Generation wird voraussichtlich die Nutzung von Co-Packaged Optics (CPO), PICs und optischen I/O-Geräten fördern.