Размер рынка компонентов фотонных вычислений для потребительских устройств – по технологиям, по применению, анализ, доля, прогноз роста, 2025 – 2034

Компоненты фотонных вычислений для потребительских устройств: размер рынка

Глобальный рынок компонентов фотонных вычислений для потребительских устройств оценивался в 485 миллионов долларов США в 2024 году. Ожидается, что рынок вырастет с 552,4 миллиона долларов США в 2025 году до 2,55 миллиарда долларов США к 2034 году, с темпом роста 18,5% в год, согласно последнему отчету, опубликованному компанией Global Market Insights Inc.

Рост числа задач искусственного интеллекта на потребительских устройствах обусловлен возрастающим спросом на ускорители фотонных вычислений. Национальный научный фонд выделил более 200 миллионов долларов на финансирование систем фотонных компьютеров для преодоления ограничений электронных процессоров искусственного интеллекта. Например, NVIDIA тестирует фотонную архитектуру для повышения производительности своих ускорителей ИИ, чтобы удовлетворить растущие вычислительные потребности.

Согласно Министерству энергетики США, фотонные вычисления позволяют экономить до 90% энергии на задачах по сравнению с традиционными электронными процессорами. Этот энергоэффективный подход важен для многих компактных потребительских устройств. Например, IBM исследует фотонные процессоры, чтобы определить, могут ли эти процессоры повысить энергоэффективность в задачах ИИ или других областях, следующих тенденциям миниатюризации.

Рост спроса на компоненты фотонных вычислений стимулируется увеличением объема данных и требований к их обработке. Это особенно заметно в потребительских устройствах, где спрос на пропускную способность удваивается примерно каждые 18-24 месяца. В ответ Intel активно исследует оптические соединения для преодоления ограничений электрических разъемов, которые обычно не могут превышать 56 Гбит/с.

Использование установленной экосистемы производства CMOS значительно снизило затраты на производство фотонных компонентов, способствуя более быстрому обеспечению рынка. Согласно IEEE, затраты на фотонные компоненты снизились примерно на 60% за последние пять лет. Их исследования также прогнозируют еще одно снижение затрат на 40% к 2027 году. Компании, такие как GlobalFoundries, укрепляют эти затраты, используя существующие полупроводниковые предприятия, которые могут производить кремниевую фотонику и создавать более экономически эффективные фотонные компоненты.

Развертывание сетей 5G и стремление к технологиям 6G создадут новый спрос на фотонные компоненты для связи. Международный союз электросвязи прогнозирует, что сети на основе 6G будут полагаться на оптоволоконные фронтальные и задовые линии связи для удовлетворения требований к задержке связи менее миллисекунды. Компании, такие как Huawei, уже начали инвестировать в фотонные технологии для поддержки решений связи и сетевого оборудования следующего поколения.

Тенденции рынка компонентов фотонных вычислений для потребительских устройств

Изменения в инновациях и технологических преобразованиях важны для роста рынка.

• С бюджетом в 52 миллиарда долларов закон CHIPS and Science направляет инвестиции в производство полупроводников и фотоники, что значительно стимулирует новые методы упаковки, сочетающие фотонику и CMOS-электронику. Ведущие компании, производящие потребительскую электронику, внедряют упаковку 2.5D и 3D, разработанную для минимизации задержек и потребления энергии. Это обычно включает в себя плотное расположение или выравнивание фотонных кристаллов рядом с кристаллами процессоров. 
  
• Фотонные процессоры, специально разработанные для фотонных приложений, выходят за рамки исследовательских лабораторий, и их успешное внедрение осуществляется компаниями, разрабатывающими потребительские продукты, ориентированные на исследования в области ИИ и обработки сигналов. Программа Horizon Europe Европейской комиссии направляет 194,4 млн долларов США на финансирование 15 проектов по фотонным вычислениям с акцентом на потребительские приложения, такие как распознавание изображений и обработка естественного языка.
  
• Промышленные консорциумы разрабатывают стандартные интерфейсы для обеспечения совместимости и внедрения фотонных компонентов в потребительские продукты как можно быстрее. Спецификации для фотонных трансиверов на основе кремния, выпущенные Optical Internetworking Forum (OIF), предназначены для потребительских приложений и устанавливают механические, электрические и оптические интерфейсы.
  
• Фотонные компоненты проникают в потребительские приложения за пределами их традиционного использования в передаче данных. Приложения существуют в области LiDAR-сенсоров, предоставления функций биосенсоров и устройств отображения следующего поколения. Эксперты, выступавшие на конференции SPIE Photonics West, указали, что потребительские приложения LiDAR будут иметь высокий годовой темп роста в 45% до 2028 года, что обусловлено появлением автономных транспортных средств, робототехники и глубинного сенсинга смартфонов.
  

Анализ рынка компонентов фотонных вычислений для потребительских устройств

По сегменту технологической платформы рынок разделен на кремниевую фотонику (SOI), тонкопленочный литий-ниобат (TFLN/LNOI), кремниевую нитрид (SiN/Si3N4), индий фосфид (InP) и другие новые платформенные технологии. Категория кремниевой фотоники (SOI) занимала наибольшую долю рынка и принесла выручку в размере 255,8 млн долларов США в 2024 году.

• Кремниевая фотоника (SOI) является доминирующей платформой компонентов фотонных вычислений на рынке потребительских устройств, поскольку она обеспечивает уникальную плотность интеграции и производительность. Это новое поколение дизайнов SOI интегрирует тысячи компонентов на чипах, площадь которых не превышает 10 мм², создавая более компактные и эффективные решения, такие как фотонные трансиверы Intel на основе SOI, обеспечивающие более высокую производительность в центрах обработки данных и потребительских электронных устройствах за счет предлагаемой плотности.
  
• Кроме того, SOI предоставляет преимущества в стоимости, которые еще больше укрепляют положение SOI на рынке. Кремниевая фотоника на основе SOI предлагает наименьшую стоимость за функцию по сравнению с другими фотонными платформами, при этом оставаясь в рамках цен, чувствительных к потребительским устройствам. Внедрение SOI-фотоники Cisco в их сетевых решениях демонстрирует ценовую паритетность, которую SOI обеспечивает высокоскоростным электронным компонентам, при этом сохраняя высокий уровень производительности.
  
• SOI также обладает способностью монолитно интегрировать фотонные и электронные компоненты на одном субстрате, исключая громоздкие процессы гибридной сборки. Монолитная интеграция через SOI снижает стоимость сборки на 60%, при этом улучшая надежность схем. IBM является одним из примеров компании, использующей SOI для интеграции фотонных и электронных схем, стимулируя следующее поколение потребительских вычислительных устройств.
  
• Зрелая поддерживающая экосистема кремниевой фотоники SOI является еще одним значительным преимуществом, так как более пятидесяти компаний (включая Synopsys и Cadence) предлагают инструменты проектирования, библиотеки IP и услуги фаундри для платформ SOI. Эта сильная поддерживающая экосистема обеспечивает более короткие сроки разработки и экономически эффективные процессы производства, предоставляя SOI преимущество перед альтернативными решениями.
  
• Наконец, разработки технологий SOI, такие как тестирование на уровне пластин и достижения в упаковке, снизили затраты на производство на 50% по сравнению с традиционными методами. Компании, такие как GlobalFoundries, использовали эти достижения для предоставления высококачественных и экономически эффективных фотонных компонентов для потребительских рынков, обеспечивая лидерство SOI на рынке.            
  

На основе применения в потребительских устройствах рынок разделен на устройства AR/VR, смартфоны и планшеты, автомобильные системы, носимые устройства, игровые системы и устройства IoT и edge устройства и другие. Сегмент устройств AR/VR занимает наибольшую долю, составляя 46% мирового рынка фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств в 2024 году.

• Устройства AR/VR являются крупнейшим сегментом, стимулирующим потребление фотонных компонентов, благодаря своим строгим требованиям к производительности. Устройства AR и VR требуют высоких скоростей передачи данных и низкой задержки для обеспечения погружающего опыта. Например, следующие поколения VR-шлемов потребуют скоростей передачи данных более 100 Гбит/с для поддержки двух 4K-дисплеев с частотой 120 Гц и задержки менее 1 м/с, чтобы избежать укачивания, согласно Техническому комитету по виртуальной реальности IEEE.
  
• Ограничения по весу и размерам также ставят устройства AR/VR, в частности AR-очки и VR-шлемы, на первое место в списке, стимулирующем потребление фотонных компонентов. Потребители требуют, чтобы AR-очки весили менее 200 граммов, а VR-шлемы — менее 400 граммов. Силиконовые фотонные интегральные схемы в 100 раз меньше традиционных оптических компонентов, что сделает проектирование формы и веса более осуществимым для производителей. Компании, такие как Magic Leap и Meta, используют силиконовые фотонные интегральные схемы для разработки очень легких, высокофункциональных носимых устройств для потребителей.
  
• Энергоэффективность — еще один ключевой аспект, способствующий широкому внедрению фотонных компонентов в устройства AR/VR. Автономные устройства AR/VR имеют ограничения из-за времени работы батареи. Министерство энергетики США пришло к выводу, что фотонные трансиверы потребляют на 70% меньше энергии, чем электрические SerDes при равных скоростях передачи данных, что удваивает время работы батареи с (примерно) 2-3 часов до 6-8 часов. Компании, занимающиеся этим, — Oculus (Meta) и HTC, которые внедряют фотонные компоненты для улучшения удобства использования их беспроводных устройств.
  
• Метеорический рост рынка AR/VR также демонстрирует его потенциал роста, лидируя на рынке фотонных вычислительных компонентов. Ассоциация потребительских технологий опубликовала, что сегмент AR/VR ожидает 45% CAGR по сравнению со смартфонами — 8% и носимыми устройствами — 12%. Этот значительный рост стимулирует спрос на фотонные компоненты. Многие компании, включая Sony и Apple, активно инвестируют в технологии AR/VR, способствуя росту рынка.
  
• Государственные программы и финансирование являются критически важным компонентом продвижения фотонных технологий AR/VR. Например, Европейский Союз запустил новую программу под названием Horizon Europe, которая выделила и выделила потенциально 540 миллионов долларов США на фотонные технологии AR/VR, отметив их стратегическую важность. Это финансирование поможет стимулировать инновации для компаний, таких как Varjo и Lumus, которые разрабатывают фотонные технологии для использования в AR/VR.
  

Рынок фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств в Северной Америке

В 2024 году США доминировали на рынке Северной Америки, обеспечивая 74,9% доли в регионе.

• Рынок США строится вокруг потребительских устройств, что обусловлено как крупными инвестициями в инновационные вычислительные технологии, так и присутствием компаний, таких как Intel Corporation и IBM. Правительство США также поддерживает фотонные технологии через финансирование исследований в области квантовой физики и фотонных технологий, что подтверждается Национальным законом о квантовых инициативах, который создал фонд, инвестирующий именно в квантовые и фотонные технологии.
  
• Дополнительной причиной регионального доминирования является внедрение потребительских устройств, содержащих фотонные компоненты, включая смартфоны, устройства AR/VR и носимую технологию. Например, в США повышенный спрос на энергоэффективные технологии и увеличение скорости обработки устройств способствовали развитию дронов, что привело к дальнейшему развитию и внедрению фотонных технологий и росту рынка.
  

Рынок фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств в Азиатско-Тихоокеанском регионе

Рынок фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств в Азиатско-Тихоокеанском регионе является крупнейшим и, как ожидается, будет расти на 18,9% в течение прогнозируемого периода.

• Этот рост обусловлен быстрым расширением потребительской электроники в таких странах, как Китай, Япония и Южная Корея. Например, Китай лидирует в производстве фотонных компонентов, что поддерживается государственными инициативами, такими как план «Сделано в Китае 2025», который делает акцент на технологической самообеспеченности. Кроме того, присутствие крупных игроков, таких как Huawei Technologies, Samsung Electronics и Sony Corporation, а также увеличение инвестиций в НИОКР в области фотонных технологий, укрепили позиции региона на рынке.
  

Рынок фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств в Европе

Рынок Европы, как ожидается, будет расти на 18,1% в течение прогнозируемого периода.

• Рынок Европы выигрывает от сильной государственной поддержки исследований в области фотоники, такой как программа Horizon Europe Европейской комиссии, которая выделяет 103,1 млрд долл. США на исследования и инновации, включая достижения в области фотоники. Германия и Нидерланды являются ведущими участниками в развитии фотонных технологий в регионе.
  
• Кроме того, растущее внедрение фотонных компонентов в потребительскую электронику, обусловленное спросом на энергоэффективные и высокопроизводительные устройства, способствует росту рынка.
  

Рынок фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств на Ближнем Востоке и в Африке

Рынок Ближнего Востока и Африки, как ожидается, будет расти на 18,2% в течение прогнозируемого периода.

• Этот рост в основном обусловлен увеличением проникновения смартфонов и других потребительских электронных устройств в регионе. Правительства таких стран, как ОАЭ и Саудовская Аравия, активно инвестируют в инициативы цифровой трансформации, такие как Видение Саудовской Аравии 2030, которое делает акцент на технологических достижениях.
  
• Кроме того, регион привлекает интерес глобальных игроков, стремящихся расширить свое присутствие на развивающихся рынках. Например, компании, такие как Nokia и Ericsson, активно работают над внедрением фотонных решений в регионе, что дополнительно стимулирует рост рынка.
  

Доли рынка фотонных вычислительных компонентов для потребительских устройств

Лидирующие компании на рынке включают Intel Corporation, Broadcom Inc, NVIDIA Corporation, Coherent Corp и Lightmatter Inc, которые вместе занимают 51% рынка. Эти ведущие игроки активно участвуют в стратегических инициативах, таких как слияния и поглощения, расширение производственных мощностей и сотрудничество, чтобы расширить свои портфели услуг, охватить более широкую клиентскую базу и укрепить свои позиции на рынке.

• Intel использует свой опыт в инновациях в области полупроводников для разработки интегрированных фотонных схем, ускоряющих обработку данных в потребительских устройствах. Его технология кремниевой фотоники обеспечивает высокоскоростные оптоволоконные соединения для приложений, основанных на ИИ, AR/VR и вычислительных системах на краю сети. Комбинируя передовые упаковку и миниатюризацию, Intel обеспечивает масштабируемые решения, которые повышают производительность устройств и энергоэффективность.
  
• Broadcom применяет свой лидерство в области оптических сетей и проектирования чипов для создания фотонных компонентов, оптимизированных для потребительской электроники с высокой пропускной способностью. Его решения ориентированы на передачу данных с низкой задержкой и энергоэффективные архитектуры, поддерживающие погружающиеся игровые и умные домашние экосистемы. Сильные возможности R&D и модульные стратегии проектирования Broadcom позволяют быстро внедрять решения на различные платформы устройств.
  
• NVIDIA интегрирует фотонные вычисления с платформами ускорения ИИ для обеспечения сверхбыстрой обработки данных для потребительских устройств следующего поколения. Его инновации в области оптических соединений и синергии GPU-фотоники обеспечивают мгновенную отзывчивость для приложений AR/VR и ИИ на краю сети. Акцент NVIDIA на энергоэффективных конструкциях и масштабируемых архитектурах делает его ключевым драйвером фотонных умных решений.
  

Компании на рынке фотонных компонентов для потребительских устройств

Основные игроки, работающие в индустрии фотонных компонентов для потребительских устройств:

• Analog Photonics
• Ayar Labs Inc.
• Broadcom Inc.
• Cisco Systems Inc.
• Coherent Corp.
• Intel Corporation
• Lightmatter Inc.
• LIGENTEC SA
• Marvell Technology Inc.
• NVIDIA Corporation
• PICadvanced
• PsiQuantum
• Q.ANT
• Salience Labs
• Xanadu Quantum Technologies
  

Coherent обладает глубокими знаниями в области лазерных и оптических технологий для создания фотонных компонентов, улучшающих передачу данных и производительность устройств. Его передовые решения на основе волноводов и интегрированной оптики поддерживают высокоскоростное подключение для потребительской электроники, носимых устройств и устройств IoT. Coherent делает акцент на точной инженерии и устойчивости, обеспечивая надежные и экологичные фотонные системы.

Lightmatter разрабатывает фотонные процессоры, предназначенные для задач ИИ, обеспечивая беспрецедентную скорость и энергоэффективность в потребительских приложениях. Его оптические вычислительные платформы снижают задержки и энергопотребление, делая их идеальными для умных устройств и иммерсивных технологий. Сосредоточившись на передовых фотонных архитектурах, Lightmatter позиционирует себя как диспетчера в вычислительных технологиях следующего поколения для подключенного образа жизни.

Новости индустрии фотонных компонентов для потребительских устройств

• В апреле 2025 года Lightmatter представила фотонный процессор следующего поколения, предназначенный для задач ИИ, использующий световые вычисления для сверхбыстрой и энергоэффективной производительности. Процессор использует передовые фотонные архитектуры для преодоления ограничений закона Мура, обеспечивая выполнение ИИ-инференции в реальном времени и иммерсивные потребительские приложения.
  
• В марте 2025 года NVIDIA представила свои коммутаторы фотонной сети Spectrum-X и Quantum-X с сопряженной оптикой для масштабирования AI-заводов до миллионов GPU. Эти коммутаторы обеспечивают до 1,6 Тбит/с на порт, экономию энергии на 3,5 раза и устойчивость сети в 10 раз, что является прорывом в интеграции кремниевой фотоники для гипермасштабируемых AI и экосистем потребительских устройств.
  
• В марте 2025 года Coherent Corp. объявила о своей роли в качестве ключевого партнера в экосистеме кремниевой фотоники NVIDIA для сопряженной оптики (CPO). Это партнерство направлено на ускорение внедрения оптических сетей в центры обработки данных, управляемые ИИ, и потребительскую электронику, демонстрируя лидерство Coherent в инновациях в области фотонных компонентов.
  
• В ноябре 2024 года Q.ANT выпустила свой первый фотонный процессор Native Processing Unit (NPU) на интерфейсе PCIe, обеспечивающий улучшение энергоэффективности на 30 раз и значительное увеличение вычислительной скорости по сравнению с технологией CMOS. Этот запуск направлен на ИИ-инференцию и высокопроизводительные вычисления для потребительских устройств и центров обработки данных.
  
• В декабре 2024 года Ayar Labs объявила о раунде финансирования Series D на сумму 155 миллионов долларов США, который возглавили ведущие производители чипов, включая Intel и NVIDIA, для развития технологии оптических I/O-чиплетов. Эти инвестиции подчеркивают растущий спрос на фотонные интерконнекты в инфраструктуре ИИ и потребительской электронике, направленные на обеспечение улучшения пропускной способности в 1000 раз при 10-кратном снижении энергопотребления.
  

Отчет по исследованию рынка компонентов фотонных вычислений для потребительских устройств включает глубокий анализ отрасли, с оценками и прогнозами в терминах выручки (млн долларов США) и объема (тыс. единиц) с 2021 по 2034 год, для следующих сегментов:

Рынок по технологической платформе

• Кремниевая фотоника (SOI) 
• Тонкопленочный литий-ниобат (TFLN/LNOI) 
• Кремниевый нитрид (SiN/Si3N4)
•  Фосфид индия (InP) 
• Другие перспективные платформенные технологии

Рынок по функции компонента

• Оптические волноводы 
• Оптические модуляторы
• Фотодетекторы 
• Источники света
• Оптические коммутаторы и компоненты маршрутизации
• Компоненты сопряжения и интерфейса

Рынок по применению в потребительских устройствах

• Устройства AR/VR
• Смартфоны и планшеты
• Автомобильные системы
• Носимые устройства
• Игровые системы
•  Устройства IoT и периферийные устройства
• Другие

 Вышеуказанная информация предоставляется для следующих регионов и стран:

• Северная Америка
  • США
  • Канада
• Европа
  • Германия
  • Франция
  • Великобритания
  • Италия
  • Испания
  • Россия
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Австралия
  • Южная Корея 
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
• Ближний Восток и Африка
  • Саудовская Аравия
  • ОАЭ
  • Южная Африка