Рынок кремниевой фотоники – по продуктам (трансиверы, регулируемый оптический аттенюатор, переключатель, кабель, датчик), по компонентам (активные, пассивные), по приложениям (центры обработки данных и высокопроизводительные вычисления, телекоммуникации, медицина) и прогнозу, 2024–2032 гг.

Объем рынка кремниевой фотоники

Рынок кремниевой фотоники оценивался в 1,24 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет расти в среднем более 23% в течение прогнозируемого периода 2024-2032 годов. Взрывной рост объемов данных и распространение облачных вычислений являются основными факторами роста рынка.

Центрам обработки данных требуются высокоскоростные соединения с высокой пропускной способностью для эффективного управления огромными объемами данных. Технология кремниевой фотоники, обладающая высокой скоростью передачи данных и низким энергопотреблением, эффективно удовлетворяет эти потребности. Интеграция фотоники в центры обработки данных позволяет ускорить обработку данных и сократить задержки, что важно для современных приложений, таких как искусственный интеллект, машинное обучение и аналитика в реальном времени. Поскольку требования к центрам обработки данных продолжают расти, кремниевая фотоника будет играть решающую роль в удовлетворении этих потребностей.

Технологические достижения в производстве полупроводников являются ключевым фактором для кремниевой фотоники. Возможность интеграции фотоники и электроники на одном чипе повышает производительность и снижает затраты. Инновации в полупроводниковых процессах, такие как FinFET и 3D-интеграция, позволяют производить устройства кремниевой фотоники с большей точностью и меньшими затратами. Эти достижения способствуют разработке более эффективных и компактных фотонных компонентов, способствуя более широкому внедрению в различных приложениях, включая телекоммуникации, центры обработки данных и бытовую электронику.

Продолжающаяся эволюция телекоммуникационных сетей, особенно с развертыванием 5G, способствует росту рынка кремниевой фотоники. Сети 5G требуют более высокой пропускной способности и более быстрой передачи данных, что может обеспечить кремниевая фотоника благодаря своей превосходной скорости и эффективности по сравнению с традиционной электроникой. Кремниевая фотоника позволяет создавать оптические каналы с высокой пропускной способностью, которые имеют решающее значение для поддержки повышенных скоростей передачи данных и снижения задержек, необходимых для 5G и будущих сетевых технологий, стимулируя инвестиции и инновации в этом секторе.

Одним из заметных подводных камней является высокая стоимость, связанная с разработкой и производством устройств кремниевой фотоники. Эта технология требует сложных производственных процессов и материалов, которые могут быть дорогостоящими. Такая высокая стоимость может ограничить выход на рынок для новых игроков и замедлить широкое внедрение кремниевой фотоники. Кроме того, потребность в специализированном оборудовании и квалифицированном персонале еще больше усугубляет финансовое бремя, создавая проблему для компаний, стремящихся масштабировать свои решения в области кремниевой фотоники.

Тенденции рынка кремниевой фотоники

Отрасль кремниевой фотоники переживает значительные изменения, вызванные растущим спросом на быструю передачу данных и растущим спросом на приложения с большим объемом данных. По данным Оптического общества (OSA), ожидается, что к 2025 году глобальный трафик данных достигнет 4,8 зеттабайт, что вызовет потребность в передовых технологиях передачи данных. Ключевой тенденцией является интеграция кремниевой фотоники в центры обработки данных и телекоммуникационные сети, удовлетворяя растущие потребности в пропускной способности и стремясь к соединениям с низкой задержкой. По мере того, как облачные и периферийные вычисления становятся все более популярными, центры обработки данных обращаются к кремниевой фотонике для создания быстрых межсоединений, что обеспечивает более быструю обработку данных и снижение энергопотребления. Усовершенствованные методы изготовления, в частности, развитие усовершенствованных фотонных интегральных схем (ФИС) и усовершенствованных волноводных технологий, прокладывают путь к более эффективным и экономичным решениям. Кроме того, расширение сетей 5G стимулирует инновации в кремниевой фотонике, учитывая ее способность удовлетворять потребности мобильной связи следующего поколения, включая более высокую скорость передачи данных и низкую задержку. Международный союз электросвязи (МСЭ) сообщает, что к 2025 году сети 5G, как ожидается, будут охватывать 40% населения мира, что еще раз подчеркивает потребность в передовых фотонных решениях.

Еще одной заметной тенденцией является растущий акцент на уменьшение и интеграцию фотонных компонентов в бытовую электронику и автомобильный сектор. По данным Ассоциации потребительских технологий (CTA), прогнозируется, что мировой рынок гарнитур дополненной реальности будет расти в среднем на 46% в период с 2021 по 2026 год, что подчеркивает растущий спрос на компактные и высокопроизводительные устройства кремниевой фотоники. Компании создают эти устройства для интеграции в различные потребительские товары, включая смартфоны, гарнитуры дополненной реальности и беспилотные автомобили. Этот сдвиг вызван стремлением к превосходной производительности и энергоэффективности в небольших корпусах. Кроме того, существует явный толчок к снижению затрат, обусловленный достижениями в производстве полупроводников и преимуществами масштаба. Эти тенденции подчеркивают динамичный характер рынка, подчеркивая его ключевую роль в удовлетворении потребностей современной технологической и цифровой инфраструктуры.

Анализ рынка кремниевой фотоники

В зависимости от продукта рынок сегментирован на приемопередатчики, переменные оптические аттенюаторы, переключатели, кабели, датчики и другие. В 2023 году сегмент приемопередатчиков занимал наибольшую долю рынка с долей более 83%.

• В отрасли кремниевой фотоники приемопередатчики являются важнейшим сегментом, обеспечивающим высокоскоростную передачу и прием данных. Эти компоненты жизненно важны для центров обработки данных и телекоммуникационных сетей, обеспечивая улучшенную пропускную способность и уменьшенную задержку. Достижения в области технологий приемопередатчиков, такие как повышенная интеграция и миниатюризация, стимулируют их внедрение для более эффективной и экономичной обработки данных.
  
• Спрос на кремниевые приемопередатчики фотоники растет в связи с развитием сетей 5G и расширением облачных сервисов. Эти приемопередатчики обеспечивают более высокую скорость передачи данных и поддерживают более высокую плотность данных, удовлетворяя потребности современных высокоскоростных систем связи. По мере развития технологий ожидается, что рынок этих компонентов будет расширяться, что обусловлено их критически важной ролью в сетевой инфраструктуре следующего поколения.
  

В зависимости от области применения рынок кремниевой фотоники делится на центры обработки данных и высокопроизводительные вычисления, телекоммуникации, медицину и другие. С 2024 по 2032 год телекоммуникационный сегмент является самым быстрорастущим сегментом со среднегодовым темпом роста более 24%.

• Кремниевая фотоника революционизирует телекоммуникации, предлагая высокоскоростную передачу данных с высокой пропускной способностью. По мере роста потребностей в данных кремниевая фотоника предлагает экономичное решение за счет интеграции оптических компонентов в кремниевые чипы. Такая интеграция повышает скорость передачи данных при одновременном снижении задержек и энергопотребления, что делает ее важной технологией для сетей связи следующего поколения.
  
• Рынок кремниевой фотоники переживает стремительный рост благодаря своей способности решать задачи современной телекоммуникационной инфраструктуры. Инновации в этой области снижают затраты и повышают производительность центров обработки данных и телекоммуникационного оборудования. Ожидается, что по мере развития технологий они будут еще больше трансформировать отрасль за счет создания более эффективных и масштабируемых коммуникационных решений.
  

В 2023 году рынок Северной Америки занимал наибольшую долю — более 39%, и прогнозируется, что он сохранит свое доминирующее положение в течение прогнозируемого периода. Северная Америка остается доминирующим игроком на рынке кремниевой фотоники, что обусловлено ее надежной технологической инфраструктурой и значительными инвестициями в исследования и разработки. Крупные технологические центры в США и Канаде лидируют в области инноваций в области кремниевой фотоники, особенно для центров обработки данных и телекоммуникаций. Регион извлекает выгоду из сильного присутствия ключевых игроков рынка и стартапов, способствуя созданию конкурентной среды, которая ускоряет прогресс. Кроме того, поддерживающая государственная политика и финансирование инициатив в области высоких технологий укрепляют лидерство Северной Америки в секторе кремниевой фотоники, позиционируя ее как глобального лидера в области коммуникационных технологий следующего поколения.

Китай быстро становится главной силой на рынке кремниевой фотоники, чему способствуют его амбициозные цели технологического развития и значительные инвестиции в высокотехнологичную инфраструктуру. Стратегический акцент страны на развитии сетей 5G и возможностей центров обработки данных стимулирует спрос на решения в области кремниевой фотоники, которые обеспечивают высокую скорость передачи данных и энергоэффективность. Китайские технологические гиганты и правительственные инициативы ускоряют разработку и внедрение этих технологий, позиционируя Китай как ключевого игрока в формировании глобального ландшафта кремниевой фотоники. Конкурентная производственная среда еще больше поддерживает растущее влияние Китая в этом секторе.

Германия является ведущим игроком на европейском рынке, извлекая выгоду из своей сильной промышленной базы и акцента на высокотехнологичные инновации. Мощные научно-исследовательские институты и технологические компании страны продвигают достижения в области кремниевой фотоники для телекоммуникаций и центров обработки данных. Приверженность Германии цифровой инфраструктуре и «зеленым» технологиям хорошо согласуется с преимуществами кремниевой фотоники, такими как повышенная энергоэффективность и высокая пропускная способность. В результате Германия имеет хорошие возможности для влияния на европейский рынок и внесения вклада в развитие передовых коммуникационных технологий.

Япония вносит значительный вклад в рынок, используя свой передовой технологический сектор и высокотехнологичные производственные возможности. Акцент страны на развитии передовых коммуникационных технологий, включая 5G и решения для высокоскоростной передачи данных, согласуется с преимуществами кремниевой фотоники. Японские фирмы находятся на переднем крае исследований и разработок в этой области, работая над инновационными решениями, повышающими производительность центров обработки данных и телекоммуникационных сетей. Сильный акцент Японии на инновации в области точного машиностроения и электроники укрепляет ее роль в качестве ключевого игрока на мировом рынке.

Южная Корея становится заметным игроком на рынке кремниевой фотоники, что обусловлено ее надежной технологической инфраструктурой и сильной государственной поддержкой инноваций. Ведущие компании страны в области электроники и полупроводников активно инвестируют в кремниевую фотонику для развития технологий телекоммуникаций и центров обработки данных. Ориентация Южной Кореи на высокоскоростной интернет и сети 5G создает значительный спрос на кремниевые фотонные решения, которые обеспечивают превосходную производительность и эффективность. Приверженность страны технологическому прогрессу и конкурентоспособной исследовательской среде делает Южную Корею ключевым игроком в мировую индустрию кремниевой фотоники.

Доля рынка кремниевой фотоники

Крупные игроки отрасли кремниевой фотоники, такие как Intel и Cisco, внедряют инновации с помощью передовых оптических технологий для центров обработки данных и телекоммуникаций. Опыт Intel в производстве полупроводников дополняет расширенные возможности Cisco после приобретения Acacia. Такие компании, как Finisar и Hamamatsu, вносят свой вклад в разработку высокоскоростных оптических компонентов, в то время как GlobalFoundries и Mellanox сосредоточены на масштабируемых, высокопроизводительных решениях, формирующих будущее оптической связи.

Интеграция Acacia в Cisco и достижения таких компаний, как Mellanox и GlobalFoundries, подчеркивают трансформационную эру в кремниевой фотонике. Специализированные оптические компоненты Finisar и Hamamatsu еще больше повышают производительность, в то время как инновации Intel и Cisco расширяют границы передачи данных. Такое сотрудничество между лидерами отрасли способствует быстрому прогрессу в области высокоскоростных и эффективных коммуникационных технологий.

Компании рынка кремниевой фотоники

Основными игроками, работающими в отрасли кремниевой фотоники, являются:

• Информация
• Сиг
• Acacia (приобретена Cisco)
• Мелланокс
• Финисар
• Мировые литейные заводы
• Хамамацу.
  

Новости отрасли кремниевой фотоники

• В июне 2024 года корпорация Intel представила революционную веху на OFC 2024, продемонстрировав свой первый полностью интегрированный чиплет оптического вычислительного взаимодействия (OCI), объединенный с процессором Intel. Эта инновация обещает произвести революцию в высокоскоростной передаче данных, повысить пропускную способность и эффективность в приложениях искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений, что значительно повлияет на рынок.
  
• В марте 2024 года StarIC и GlobalFoundries (GF) объявили о стратегическом партнерстве для продвижения экосистемы кремниевой фотоники. Коллаборация представляет новую библиотеку высокоскоростных кремниевых компонентов фотоники, включая драйверы микрокольцевых модуляторов и трансимпедансные усилители, оптимизированные для процесса GF Fotonix™ 45SPCLO. Эта разработка расширяет рынок, стимулируя инновации для скоростей передачи данных, превышающих 100 Гвыб/с.
  

Отчет об исследовании рынка кремниевой фотоники включает в себя углубленное освещение отрасли с оценками и прогнозом с точки зрения выручки (млн долларов США) с 2021 по 2032 год для следующих сегментов:

Рынок, по продуктам

• Трансиверов
• Переменный оптический аттенюатор
• Выключатель
• Кабель
• Датчик
• Другие

Рынок, по компонентам

• Активный
  • Лазер
  • Модулятор
  • Фотодетектор
  • Другие 
• Пассивный
  • Фильтр
  • Волновод

Рынок, по применению

• Дата-центры и высокопроизводительные вычислительные системы
• Электросвязь
• Медицинский
• Другие

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

• Северная Америка
  • США
  • Канада
• Европа
  • Германия
  • ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Южная Корея
  • ANZ
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Мексика
  • Остальная часть Латинской Америки 
• MEA
  • ОАЭ
  • Саудовская Аравия
  • Южная Африка
  • Остальная часть MEA