Tamaño del mercado de circuitos integrados fotónicos, participación y análisis de la industria, por aplicación (telecomunicaciones, centro de datos, biomédica, computación cuántica y otras), por tipo de integración (monolítica, híbrida y módulo), por componente (láseres, MUX/DEMUX, moduladores , Amplificadores Ópticos, Detectores, Atenuadores y Otros) y Pronóstico Regional, 2024 – 2032

El tamaño del mercado mundial de circuitos integrados fotónicos se valoró en 12,18 mil millones de dólares en 2023. Se proyecta que el mercado crecerá de 14,51 mil millones de dólares en 2024 a 65,69 mil millones de dólares en 2032, exhibiendo una tasa compuesta anual del 20,8% durante el período previsto.

Un circuito integrado fotónico (PIC) consta de dos o más componentes fotónicos dispuestos en un microchip para crear un circuito de trabajo y también se denomina chip fotónico. Los componentes fotónicos utilizan fotones, en lugar de electrones, como fuente de energía.

Se espera que el crecimiento del mercado de circuitos integrados fotónicos se vea impulsado por la creciente necesidad de velocidades de transmisión de datos más rápidas, especialmente en telecomunicaciones y centros de datos. La expansión de las redes 5G y el próximo cambio a 6G requieren la incorporación de fotónica para gestionar volúmenes de datos y velocidades de comunicación sin precedentes, lo que impulsa aún más la adopción de PIC. Además, el uso de tecnologías de punta como computación cuántica y la comunicación depende en gran medida de los PIC para manipular fotones individuales, lo que permite avances significativos en estos campos. Por tanto, estos factores están aumentando la cuota de mercado de los circuitos integrados fotónicos.

La pandemia de COVID-19 tuvo un impacto mixto en el mercado de circuitos integrados fotónicos. Si bien causó desafíos como interrupciones en la cadena de suministro, también aceleró la demanda de comunicación digital y la adopción de tecnologías avanzadas como los PIC. A medida que las industrias se adaptan al panorama pospandémico, las perspectivas a largo plazo para el mercado PIC siguen siendo positivas, impulsadas por las inversiones continuas en infraestructura de telecomunicaciones y las iniciativas de transformación digital.

IMPACTO DE LA IA GENERATIVA

Las capacidades técnicas avanzadas de la IA generativa para el crecimiento del mercado impulsado por circuitos integrados fotónicos

La fotónica es una tecnología clave para la IA generativa, que proporciona la potencia informática, la baja latencia, las interconexiones, la eficiencia energética y la aceleración necesarias para la próxima ola de desarrollo de la IA. Se espera que la integración de la fotónica sea una parte crucial de la infraestructura que impulsa los grandes modelos de lenguaje y otros IA generativa aplicaciones en el futuro.

Los circuitos integrados fotónicos pueden reducir el consumo de energía de los aceleradores de hardware de IA en comparación con las soluciones electrónicas digitales. El movimiento de datos domina el uso de energía y la fotónica puede mover datos de manera más eficiente.

Tendencias del mercado de circuitos integrados fotónicos

La integración de la IA con los circuitos integrados fotónicos es una tendencia clave

La colaboración entre la IA y la fotónica abarca varios dominios, y la fotónica utiliza las capacidades de la IA al facilitar redes de IA de alta velocidad y permitir una nueva categoría de máquinas de procesamiento de información (IPM). La integración de circuitos fotónicos con inteligencia artificial y algoritmos de aprendizaje automático es una tendencia emergente que puede mejorar la adaptabilidad y el rendimiento de las redes ópticas. Aprendizaje automático , en particular, se puede utilizar para automatizar la optimización de parámetros para mejorar el rendimiento y el rendimiento en el proceso de diseño y producción de PIC.

Los algoritmos de IA se pueden incorporar en PIC para aplicaciones de computación óptica, aprovechando el paralelismo inherente en la óptica para un procesamiento más rápido y eficiente mediante el uso de señales luminosas para ejecutar tareas de computación específicas. Además, un phPIC no solo ofrece un mayor rendimiento sino que también ofrece un camino hacia una mejor eficiencia energética, al tiempo que admite la miniaturización para minimizar el consumo de energía.

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Factores de crecimiento del mercado de circuitos integrados fotónicos

Las crecientes aplicaciones en telecomunicaciones y centros de datos están contribuyendo al crecimiento del mercado

Los PIC se utilizan ampliamente en empresas de telecomunicaciones y centros de datos debido a la creciente demanda de velocidades de transferencia más altas, que los circuitos integrados tradicionales no pueden soportar. El crecimiento de las redes de alta capacidad y la tecnología 5G ha acelerado aún más la necesidad de velocidad. La aparición y la aceptación generalizada de componentes pasivos y transceptores han establecido el papel de las tecnologías PIC en el sector de las telecomunicaciones, mientras que el desarrollo de 5G se ha centrado principalmente en la tecnología inalámbrica y de radio.

La fotónica y la fibra óptica desempeñan un papel vital en la transmisión de señales hacia y desde la nueva generación de estaciones base. Muchos fabricantes aprovechan el alto nivel de innovación para desarrollar hardware PIC híbrido rentable adaptado a requisitos específicos. Además, el creciente número de aplicaciones en la nube está amplificando rápidamente el tráfico que los centros de datos necesitan gestionar. Basado en la encuesta del Uptime Institute sobre el centro de datos En la industria, la mayoría de los operadores utilizan una combinación de enfoques para las operaciones del centro de datos. La encuesta reveló que con las cargas de trabajo de TI distribuidas en diferentes instalaciones y servicios, aproximadamente un tercio de las cargas de trabajo pasaron a proveedores de nube, colocación, alojamiento y software como servicio (SaaS).

FACTORES RESTRICTIVOS

Los altos costos iniciales y el diseño complejo de circuitos integrados fotónicos obstaculizan la expansión del mercado

El desarrollo y la fabricación de PIC requieren equipos y procesos especializados, lo que genera importantes costos de inversión inicial. Esta barrera financiera puede disuadir a las nuevas empresas y a las empresas más pequeñas, limitando la competencia y la innovación en el mercado. Además, los procesos de diseño y fabricación de PIC son complejos y requieren una alineación precisa de los componentes ópticos. Esta complejidad puede resultar en tiempos de desarrollo más largos y una mayor asignación de recursos, lo que puede ralentizar el lanzamiento del producto y la penetración en el mercado. Estos factores actúan como una barrera para la expansión del crecimiento del mercado de circuitos integrados fotónicos.

Análisis de segmentación del mercado de circuitos integrados fotónicos

Por análisis de aplicaciones

Dominado del segmento de telecomunicaciones debido a la demanda de comunicación de datos de alta velocidad

Según la aplicación, el mercado se segmenta en telecomunicaciones , centro de datos, biomédico, computación cuántica y otros.

En términos de cuota de mercado, el segmento de las telecomunicaciones dominó el mercado en 2023. La creciente necesidad de transferencia de datos de alta velocidad en las redes de telecomunicaciones es un impulsor importante para la adopción de PIC. Estos circuitos permiten una transmisión de datos eficiente a largas distancias mediante fibras ópticas, lo cual es esencial para los sistemas de comunicación modernos. Además, el despliegue de la tecnología 5G es un catalizador importante para el mercado PIC. Las redes 5G requieren soluciones de comunicación óptica avanzadas para manejar un mayor tráfico de datos y una menor latencia. Los PIC son cruciales para satisfacer estas demandas, ya que proporcionan el ancho de banda y las velocidades de datos necesarios para admitir la comunicación inalámbrica de próxima generación.

Se prevé que el segmento biomédico registre la CAGR más alta durante el período de pronóstico. La integración de PIC en aplicaciones de imágenes médicas, biodetección y telemedicina resalta su importancia en el avance de la tecnología sanitaria. A medida que sigue aumentando la demanda de herramientas de diagnóstico eficientes y precisas, se espera que el papel de los PIC en biomedicina se amplíe aún más, contribuyendo al crecimiento general del mercado de PIC.

Por análisis de tipo de integración

Segmento monolítico dominado debido a Integración monolítica avanzada en circuitos integrados fotónicos

Según el tipo de integración, el mercado se segmenta en monolítico, híbrido y modular.

En términos de cuota de mercado, el segmento monolítico dominó el mercado en 2023. El tipo de integración combina todos los componentes ópticos, como láseres y detectores, en un único sustrato semiconductor. La integración monolítica proporciona varios beneficios, incluido el tamaño pequeño, el alto rendimiento y la rentabilidad. Los PIC creados mediante integración monolítica pueden ofrecer niveles excepcionales de integración y eficiencia, lo que los hace adecuados para aplicaciones críticas como centros de datos, redes de telecomunicaciones y dispositivos de detección óptica.

Se prevé que el segmento híbrido registre la CAGR más alta durante el período de pronóstico. El PIC (Circuito Integrado Fotónico) Híbrido Integrado une fotónicos y componentes electronicos en un chip, que combina funciones ópticas como detectores, láseres y moduladores con circuitos electrónicos para permitir el procesamiento y la comunicación continuos de datos. Esta integración aumenta la eficiencia, la confiabilidad y la velocidad en aplicaciones de detección, comunicación óptica de alta velocidad y procesamiento de información cuántica. Los PIC utilizan las distintas propiedades de la luz, los PIC híbridos integrados abordan las limitaciones de los circuitos electrónicos tradicionales y permiten tecnologías avanzadas en diversas industrias en el campo de la fotónica.

Por análisis de componentes

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El segmento de láseres dominó el mercado debido a la mayor demanda de una transmisión de datos más rápida

Según los componentes, el mercado se clasifica en láseres, MUX/DEMUX, moduladores, amplificadores ópticos, detectores y atenuadores. 

En términos de cuota de mercado en 2023, el segmento de láseres dominó el mercado. Los dispositivos láser son elementos esenciales en los PIC y desempeñan un papel crucial en una amplia gama de industrias. Son componentes vitales en los sistemas de comunicación óptica, donde los PIC son extremadamente importantes. La creciente demanda de una transmisión de datos más rápida, particularmente en redes 5G, centros de datos y fibra óptica de larga distancia, está impulsando la necesidad de láseres más eficientes y más pequeños dentro de los PIC. Además, los láseres se utilizan en diversas aplicaciones de detección, como LiDAR para monitoreo ambiental, vehículos autónomos y procesos industriales. A medida que avanzan estas tecnologías, la incorporación de láseres en los PIC se vuelve cada vez más crítica para su precisión y confiabilidad.

Se espera que el segmento de moduladores crezca al CAGR más alto durante el período de pronóstico debido a su importante papel en la manipulación de señales ópticas. El mercado PIC está impulsado significativamente por la creciente necesidad de comunicación de datos de alta velocidad, lo que lleva a una mayor demanda de moduladores avanzados.

PERSPECTIVAS REGIONALES

Según la geografía, el mercado está fragmentado en América del Norte, América del Sur, Europa, Oriente Medio y África y Asia Pacífico.

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Asia Pacífico tenía una importante cuota de mercado de circuitos integrados fotónicos en 2023. Esta región, incluida China, se ha convertido en un mercado importante debido al crecimiento de las industrias de la electrónica y las telecomunicaciones, junto con la rápida transferencia de semiconductor instalaciones de producción a los países del Sudeste Asiático. China ha experimentado rápidos avances en las tecnologías PIC durante la última década, con más de nueve importantes proyectos PIC lanzados en el país. Se han desarrollado múltiples tecnologías y plataformas de materiales para una amplia gama de aplicaciones, centrándose en la comunicación de banda ancha, como redes ópticas e inalámbricas, interconexiones ópticas y comunicación óptica coherente.

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Se estima que Europa crecerá a la tasa de crecimiento más alta durante el período previsto. La Comisión Europea, el poder ejecutivo de la UE, ha realizado inversiones a largo plazo en tecnología de circuitos integrados fotónicos. Estas inversiones abarcan apoyo de vanguardia para la investigación básica, el desarrollo de dispositivos y software de prueba de concepto y, más recientemente, el establecimiento de una línea piloto de fabricación. Como resultado, ahora existe un ecosistema próspero para los PIC en Europa, que ofrece el potencial de desbloquear las capacidades de las tecnologías PIC y generar beneficios para la población local en diversos aspectos económicos y sociales. Además, se han lanzado varios otros programas para avanzar en el desarrollo del PIC en Europa. Por ejemplo, el programa InPulse tiene como objetivo brindar a las empresas con conceptos innovadores, pero que carecen de instalaciones de fabricación de PIC, la oportunidad de utilizar la tecnología de producción más avanzada para PIC basada en fosfuro de indio.

Se espera que América del Norte registre la segunda tasa de crecimiento más alta durante el período previsto. La demanda de tecnología PIC en América del Norte está impulsada por los centros de datos y las aplicaciones WAN de comunicación por fibra óptica. La necesidad de transferir datos a altas velocidades está creciendo debido al aumento de computación en la nube El tráfico y el rápido surgimiento de Internet de la fotónica probablemente darán lugar a una próspera industria de circuitos integrados en toda la región. Según Cloudscene, Estados Unidos tiene el mayor número de centros de datos a nivel mundial, con un total de casi 2700, lo que representa casi el 33% de los centros de datos del mundo. Además, los proveedores de servicios deben satisfacer la creciente demanda de capacidad de red a medida que los servicios móviles, de vídeo y de nube se vuelven cada vez más esenciales. Se prevé que las empresas construyan sus redes ópticas utilizando PIC, lo que podría tener un impacto positivo en el crecimiento del mercado.

Se espera que Oriente Medio y África registren una tasa de crecimiento significativa en el mercado durante el período previsto. La creciente necesidad de Internet de alta velocidad, análisis de datos y tecnologías futuras como 5G y computación cuántica impulsan el uso de PIC. Además, los programas gubernamentales y la financiación para el desarrollo de infraestructura respaldan el crecimiento de las redes de comunicación óptica, lo que genera una demanda de soluciones PIC más efectivas y avanzadas en la región.

América del Sur está preparada para un crecimiento significativo durante el período previsto debido a la expansión de la urbanización y la infraestructura energética.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Los actores del mercado utilizan estrategias de fusiones y adquisiciones para ampliar su alcance comercial

Los principales actores de la industria que operan en el mercado están proporcionando PIC avanzados al proporcionar una mayor movilidad de electrones, una mayor flexibilidad de diseño y propiedades únicas en su cartera de productos. Estas empresas dan prioridad a la adquisición de empresas pequeñas y locales para ampliar su alcance comercial. Además, las fusiones y adquisiciones, las principales inversiones y las asociaciones estratégicas contribuyen a un aumento de la demanda de productos.

Lista de las principales empresas de circuitos integrados fotónicos:  

• Corporación Infinera (EE.UU.)


• Corporación Intel (A NOSOTROS.)


• Lumentum Operations LLC (EE.UU.)


• Corporación Ciena (A NOSOTROS.)


• Cisco Systems, Inc. . (A NOSOTROS.)


• Broadcom (EE.UU.)


• Tecnologías POET (Canadá)      


• Corporación EMCORE (EE. UU.)


• Corporación Coherent (EE.UU.)


• STMicroelectronics (Suiza)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• Mayo de 2024: Foxconn Interconnect Technology, un actor en soluciones de interconexión para estructuras de comunicación y otros mercados de rápido crecimiento, seleccionó los motores ópticos de POET Technologies Inc., como los módulos transceptores ópticos de 800G y Silicon PIC para su 1.6T.


• Marzo de 2024: Infinera presentó ICE-D, una nueva gama de ópticas intracentro de datos de alta velocidad que utilizan tecnología de circuito integrado fotónico monolítico InP. Este producto tenía como objetivo reducir significativamente la energía y el costo requerido por bit y al mismo tiempo ofrecer conectividad dentro del centro de datos a velocidades superiores a 1,6 Tb/s. Este avance permitió a los operadores de centros de datos gestionar de manera eficiente la expansión continua de los requisitos de ancho de banda.


• Marzo de 2024: MaxLinear y Jabil han anunciado que una familia de módulos transceptores ópticos basados ​​en fotónica de silicio 800G ya está lista para la producción. Estos módulos fueron diseñados para respaldar la revolución AI/ML y están dirigidos a centros de datos, metro y redes de transporte inalámbrico. Jabil es una empresa global conocida por su experiencia en diseño, fabricación y soluciones de cadena de suministro.


• Agosto de 2022: Lumentum Holdings Inc. finalizó la adquisición de NeoPhotonics Corporation, un desarrollador de láseres y soluciones optoelectrónicas. La adquisición fortaleció la posición de la compañía para capitalizar las crecientes oportunidades que surgen de la transformación digital del trabajo y de la vida. Esta transformación está provocando un crecimiento continuo en la capacidad y eficiencia requeridas de la infraestructura de red y nube.


• Junio ​​de 2022: Intel Labs realizó un avance significativo en su investigación sobre fotónica integrada, que representa la ventaja en la mejora del ancho de banda de comunicación entre el silicio informático a través de redes y en centros de datos. Las últimas investigaciones muestran avances en óptica integrada de múltiples longitudes de onda, como una matriz láser de retroalimentación distribuida de ocho longitudes de onda incorporada en una oblea basada en silicio. Esta matriz ofrece una excepcional uniformidad de espaciado de longitud de onda de ± 6,5 % y una uniformidad de potencia de salida de +/-0,25 decibelios, superando las especificaciones de la industria.

COBERTURA DEL INFORME

El informe proporciona un análisis detallado del mercado y se centra en aspectos clave, como empresas líderes, aplicaciones líderes, tipos de integración y componentes. Además, el informe ofrece información sobre las tendencias del mercado y destaca desarrollos clave de la industria. Además de los factores anteriores, el informe abarca varios factores que contribuyeron al crecimiento del mercado en los últimos años.

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