Taille, part et analyse de l’industrie de la photonique sur silicium, par composant (photodétecteurs, guides d’ondes optiques, filtres de multiplexage par répartition en longueur d’onde (WDM), laser et modulateurs optiques), par produit (émetteurs-récepteurs, câbles optiques actifs, multiplexeurs optiques, atténuateurs optiques et Autres), par application (centre de données et calcul haute performance, électronique grand public, santé et sciences de la vie, aérospatiale, défense et sécurité, automobile et autres) et prévisions régionales, 2024-2032

La taille du marché mondial de la photonique sur silicium (SiPh) était évaluée à 2,24 milliards de dollars en 2023. Le marché devrait passer de 2,69 milliards de dollars en 2024 à 15,83 milliards de dollars d’ici 2032, soit un TCAC de 24,8 %. L’Amérique du Nord dominait le marché mondial avec une part de 35,27 % en 2023.

La photonique sur silicium (SiPh) est une technologie qui utilise les propriétés du silicium pour manipuler les signaux lumineux. Il combine un substrat de silicium et des dispositifs optiques pour fournir des transferts de données plus rapides, fiables et rentables par rapport aux méthodes de transfert de données traditionnelles. Il intègre des composants à base de silicium  Circuits intégrés (CI) avec des composants photoniques pour transmettre, détecter et moduler la lumière. Ainsi, cette technologie devrait être très utile dans la miniaturisation et la consommation électrique des dispositifs de communication optique.

La pénétration croissante de la technologie 5G et l’intérêt croissant des entreprises pour le développement de solutions de communication économes en énergie avec une bande passante plus élevée stimuleront la croissance du marché au cours de la période de prévision. De même, la demande croissante de composants dans les applications de détection et de communication utilisées dans différents secteurs, tels que la santé, l'automobile et l'agriculture, stimulera la croissance du marché.

En outre, les investissements croissants des fournisseurs de technologie SiPh pour faire progresser le produit en élargissant leur portefeuille de produits favoriseront également la croissance du marché au cours de la période de prévision.

• Par exemple, en février 2024, DustPhotonics, un fournisseur de solutions photoniques sur silicium, a levé 24 millions de dollars lors d'un cycle de financement de série B. Ce financement servirait à stimuler la production des produits Carmel-4 et Carmel-8 qui sont principalement utilisés pour les applications 400 Gbps et 800 Gbps.

La pandémie de COVID-19 a provoqué un changement soudain dans la demande de dispositifs et de puces semi-conducteurs. Par exemple, Applied Materials a mis fin à ses activités commerciales en 2020, car la pandémie avait gravement affecté la chaîne d’approvisionnement et les opérations de fabrication de l’entreprise. Ce facteur a eu un impact considérable sur le comportement des consommateurs en raison d’énormes interruptions de la chaîne d’approvisionnement dans les secteurs manufacturier, automobile et autres. Cependant, l’épidémie de COVID-19 a élargi la portée du SiPh dans le secteur de la santé en apportant des avancées dans le domaine de l’imagerie biomédicale. Cela a conduit à une augmentation de la demande de puces SiPh pendant la pandémie et les périodes post-pandémiques, principalement dans le secteur de la santé.

IMPACT DE L’IA GÉNÉRATIVE

La mise en œuvre de Gen-AI dans la photonique sur silicium a amélioré la vitesse de transmission des données avec des performances système améliorées

L'intégration de l'IA avec la photonique sur silicium apporte des progrès dans divers domaines, notamment l'imagerie, la communication optique et la détection. L'IA intégrée vise à optimiser la conception des dispositifs photoniques pour améliorer les performances globales et offrir une expérience automatisée afin d'accélérer les activités de recherche et de développement parmi les utilisateurs finaux. Le Intelligence artificielle (IA) Les dispositifs SiPh intégrés aident à répondre aux besoins de communication interne à plus longue portée des centres de données hyperscale avec une faible latence et un faible coût opérationnel avec des rapports signal/bruit améliorés. L'intégration croissante des capacités d'IA et d'apprentissage automatique (ML) avec la technologie SiPh peut entraîner des développements dans les circuits intégrés photoniques (PIC) densément emballés avec une efficacité thermique améliorée et une vitesse de transmission de données accrue.

De plus, la combinaison de l’IA avec SiPh peut améliorer les capacités des systèmes d’imagerie pour diverses applications, telles que le diagnostic médical et la microscopie. Cette intégration contribue à améliorer la qualité de l’image, facilite le diagnostic des maladies et fournit une analyse d’image en temps réel. De plus, SiPh contribue à effectuer un transfert de données efficace dans les applications IA/ML en améliorant les performances du système en temps réel et les capacités de prise de décision.

• Par exemple, en octobre 2023, Jabil, Inc., un fournisseur de solutions de conception et de chaîne d’approvisionnement, a déclaré qu’il acquerrait le portefeuille actuel d’émetteurs-récepteurs optiques enfichables basés sur la photonique sur silicium d’Intel ainsi que ses futurs produits. Cette acquisition peut répondre aux besoins des centres de données cloud hyperscale et IA en offrant des capacités photoniques complètes.

L’intégration croissante de la génération IA a stimulé la demande de HPC et de transmission de données à haut débit avec des GPU interconnectés pour favoriser le développement du marché.

Des entreprises telles que NVIDIA, Intel, IBM, TSSMC, NTT, Cisco Systems, Huawei et bien d'autres intègrent l'IA aux circuits intégrés à base de silicium pour accélérer la croissance de l'industrie de la photonique sur silicium. Par conséquent, l’intégration de la génération AI avec SiPh peut contribuer à augmenter la vitesse de transmission des données et à améliorer les performances du système.

• Par exemple, en septembre 2023, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) a annoncé qu'elle pariait sur la technologie SiPh pour renforcer la croissance de l'industrie des semi-conducteurs en s'intégrant à chatbots , comme ChatGPT et Bard avec une latence plus faible.

Tendances du marché de la photonique sur silicium (SiPh)

L'intégration de SiPh avec l'imagerie biomédicale pour améliorer la détection des maladies alimentera la croissance du marché

L'utilisation de SiPh dans le secteur de l'imagerie biomédicale offre divers avantages, tels que la miniaturisation, la haute sensibilité et les capacités de multiplexage, ce qui est important pour les techniques d'imagerie avancées en biomédecine. La technologie SiPh intégrée aux techniques d'imagerie haute résolution aide les chercheurs à visualiser la structure biologique, ce qui permet de détecter la maladie et de caractériser les tissus avec des images haute résolution.

L'intégration croissante de la technique photonique sur silicium avec l'imagerie biomédicale peut apporter des innovations dans le secteur de la santé pour fournir des médicaments personnalisés, un diagnostic précis des maladies et de meilleurs résultats pour les patients. Cette intégration vise à améliorer les capacités des praticiens de la santé grâce à une recherche biomédicale améliorée.

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Facteurs de croissance du marché de la photonique au silicium

Augmentation de la demande de transfert de données à haut débit pour stimuler la croissance du marché

De nos jours, la demande de Calcul haute performance (HPC) est en augmentation parmi les entreprises en raison de la charge de travail accrue, des défis complexes en matière de traitement des données et de l'intégration des HPC avec les technologies IoT et Big Data. Cela crée plusieurs difficultés pour le transfert de signaux électriques conventionnel pour répondre aux demandes croissantes de capacité des utilisateurs, car ils souffrent gravement d'une bande passante limitée et d'une consommation d'énergie importante. Ainsi, pour surmonter ces défis, il devient nécessaire de disposer de technologies photoniques efficaces, à faible latence et à large bande passante. Cette technologie exploite la lumière pour l’informatique plutôt que l’électricité pour effectuer des communications à large bande passante.

L'utilisation accrue de la technologie SiPh offre des solutions pratiques au défi du transfert de données à volume élevé. Il offre un transfert de données fiable, rentable et à haut débit par rapport aux systèmes traditionnels basés sur le cuivre, afin d'offrir de meilleurs services de communication aux utilisateurs présents dans le monde entier. Ainsi, en exploitant les propriétés de la lumière et l’évolutivité de la technologie du silicium, la photonique sur silicium offre la promesse d’une transmission de données plus rapide, plus efficace et à moindre consommation. L'intégration de SiPh avec les systèmes de communication de données haute capacité de nouvelle génération peut surmonter les limites de la technologie d'émetteur-récepteur traditionnelle dans les réseaux de transmission à haut débit. Ces facteurs augmenteront la demande pour SiPh de gérer le transfert de données à haut débit à l'aide de diverses applications de communication de données au cours de la période de prévision.

FACTEURS DE RETENUE

Risque d’effet thermique pour restreindre la croissance du marché

Le défi de l’effet thermique est considéré comme un inconvénient majeur dans l’industrie photonique sur silicium, en raison de la conductivité limitée du matériau silicium. Ce facteur peut provoquer une augmentation de la température, ce qui entraîne une atténuation du signal, une dérive de longueur d'onde et une panne de l'appareil. SiPh est principalement utilisé pour effectuer une communication transparente dans les centres de données qui consomme beaucoup d’énergie. Ce facteur a favorisé l'introduction de l'effet thermique sur le serveur de communication de données. Cependant, cela a soulevé des problèmes de durabilité en raison de la forte consommation d’énergie de l’industrie photonique sur silicium.

L'intégration de sources laser de haute puissance avec une puce de silicium génère également une grande quantité de chaleur, ce qui provoque une augmentation de la température de la machine. Cela peut réduire les performances de la machine.  De même, l'intégration de l'électronique CMOS avec une puce SiPh peut provoquer un effet de dilatation thermique pouvant entraîner une modification significative des performances des composants photoniques et électroniques et menacer leur fiabilité et leur stabilité. Ainsi, l’effet thermique élevé est le principal facteur qui entravera la croissance du marché de la photonique sur silicium au cours de la période de prévision.

Analyse de la segmentation du marché de la photonique au silicium

Par analyse de composants

La prise en charge de plusieurs canaux de longueur d'onde sur une seule puce à l'aide du WDM a stimulé la croissance du marché

En fonction des composants, le marché est divisé en photodétecteurs, guides d’ondes optiques, filtres de multiplexage par répartition en longueur d’onde (WDM), laser et modulateurs optiques.

Le segment des filtres de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) détenait la plus grande part de marché de la photonique sur silicium en 2023. Ce segment domine le marché car l'efficacité énergétique joue un rôle essentiel dans les environnements informatiques hautes performances en raison de la densité d'intégration accrue pour s'adapter à divers canaux de longueur d'onde sur un Puce CMOS. Les puces SiPh combinent des composants silicium et électroniques pour intégrer des filtres WDM avec d'autres fonctions électroniques et photoniques. Ce facteur aide les filtres WDM à jouer un rôle essentiel dans l'intégration de plusieurs longueurs d'onde sur une seule puce de silicium CMOS.

Le segment des guides d’ondes optiques devrait enregistrer le TCAC le plus important au cours de la période de prévision. Le besoin croissant de solutions d’économie d’énergie stimule la croissance du segment des guides d’ondes optiques sur le marché. L'utilisation croissante du guide d'onde optique dans les environnements informatiques hautes performances permet de réduire la consommation d'énergie et la dissipation thermique par rapport aux interconnexions à base de cuivre. Ce facteur peut aider à réduire la consommation d’énergie et à établir des communications à faible latence entre les utilisateurs.

Par analyse de produit

Rationalisation des opérations de calcul et d'installation des HPC grâce à un câble optique actif pour stimuler la demande de produits

Sur la base du produit, le marché est divisé en émetteurs-récepteurs, câbles optiques actifs, multiplexeurs optiques, atténuateurs optiques et autres.

Le segment des câbles optiques actifs détenait la plus grande part de marché en 2023. Ces câbles permettent de transférer un volume élevé de données sur une longue distance par rapport aux câbles en cuivre. Ils réduisent le coût d'intégration par rapport aux modules optiques traditionnels. Ils visent également à rationaliser les opérations d’installation des HPC et des centres de données avec des applications de stockage supplémentaires.

Le segment des multiplexeurs optiques devrait enregistrer le TCAC le plus rapide au cours de la période de prévision. Les multiplexeurs optiques jouant un rôle clé dans les systèmes WDM, ils permettent à différentes longueurs d'onde de transmettre les informations sur une seule fibre optique. Les multiplexeurs optiques permettent d'intégrer plusieurs canaux et de compresser les conceptions de puces avec une faible perte de puissance. Ainsi, le développement croissant des multiplexeurs améliorera la capacité et l’efficacité des systèmes de communication optique au cours de la période de prévision.

Par analyse d'application

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Développer la communication de données à haut débit dans les centres de données et le calcul haute performance pour stimuler la croissance du marché

Par application, le marché est divisé en centres de données et calcul haute performance, électronique grand public , soins de santé et sciences de la vie, aérospatiale, défense et sécurité, automobile et autres.

Le segment des centres de données et des applications de calcul haute performance devrait enregistrer le TCAC maximum au cours de la période de prévision. Cela est dû à la demande croissante de transfert de données à haut débit et de communication de données efficace dans les centres de données, les réseaux de télécommunication et le cloud computing. L'utilisation de la technologie SiPh dans ces applications permet le développement de dispositifs compacts, hautes performances et économiques, très demandés sur le marché en croissance rapide de la communication de données. Ces facteurs auront un impact positif sur la croissance du marché.

Le segment de la défense et de la sécurité détenait la plus grande part de marché en 2023. Cela est dû au besoin croissant d'applications de sécurité critiques pour apporter des innovations dans les interconnexions optiques et les réseaux optiques en intégrant des technologies avancées, telles que l'IA/ML, Internet des objets (IoT) , et autres pour des raisons de sécurité.

APERÇU RÉGIONAL

Le marché est étudié en Amérique du Nord, en Europe, en Asie-Pacifique, au Moyen-Orient, en Afrique et en Amérique du Sud, et chaque région est étudiée plus en détail dans tous les pays.

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On estime que l’Amérique du Nord est un contributeur important à la croissance du marché et détenait la part de marché maximale en 2023. Les investissements croissants du gouvernement canadien dans le fournisseur de puces SiPh, One Silicon Chip Photonics (OSCP), contribueront à la croissance du marché régional. En effet, de tels investissements apporteront des avancées technologiques dans le domaine des véhicules autonomes et des drones. De même, la présence d’un grand nombre de fournisseurs de technologie photonique sur silicium dans des pays comme les États-Unis et le Canada stimulera la demande de produits au cours de la période de prévision.

• Selon une étude, en mars 2024, les États-Unis, la Chine, le Japon et l’Allemagne représentaient près de 75 % de la production mondiale. photonique production de composants. De plus, l’augmentation des activités de recherche et développement visant à améliorer les capacités industrielles des produits SiPh stimulera la croissance du marché en Amérique du Nord au cours de la période de prévision.

On estime que l’Asie-Pacifique enregistrera le TCAC le plus élevé au cours de la période de prévision. Cela est dû au nombre croissant d’utilisateurs de la 5G et à l’utilisation croissante des smartphones et autres appareils intelligents dans des pays comme la Chine, l’Inde et le Japon. L’augmentation de la capacité du réseau dans la région a également généré d’importants volumes de données. Ainsi, pour répondre au besoin croissant de solutions de communication de données à haute capacité, la demande de SiPh augmentera progressivement. Ce facteur stimulera la croissance du marché en Asie-Pacifique au cours de la période de prévision.

L’Europe devrait afficher une croissance modérée au cours de la période de prévision. Cela est dû à l’adoption croissante de pratiques de fabrication automatisées et aux développements continus dans l’industrie de la photonique sur silicium par différentes entreprises clés pour apporter de l’innovation. Ces facteurs stimuleront la croissance du marché dans la région au cours de la période de prévision. De même, le réseau croissant de centres de données pour fournir des services de communication transparents avec une faible latence entre des pays tels que le Royaume-Uni, l’Allemagne, l’Italie et la France stimulera la croissance du marché.

• Selon une enquête menée par un chercheur en 2023, il y avait au total 6 603 centres de données présents parmi les 135 pays répertoriés à travers le monde. Parmi ceux-ci, 310 centres de données étaient présents en Allemagne, 204 en France, 345 au Royaume-Uni et 97 en Espagne. Par conséquent, en tenant compte de ces facteurs, la demande de SiPh en Europe augmentera modérément au cours de la période de prévision.

Les marchés du Moyen-Orient, d’Afrique et d’Amérique du Sud devraient connaître une croissance exponentielle au cours de la période de prévision. Cela est dû à la présence croissante des startups SiPh dans des pays comme Israël, les Émirats arabes unis et le Brésil, ainsi qu'au nombre croissant de startups SiPh. télécom et des sociétés de communication de données dans les deux régions. Ce sont les facteurs clés qui devraient alimenter la croissance des marchés au cours de la période de prévision.

Liste des entreprises clés du marché de la photonique sur silicium

Développements technologiques réalisés par des entreprises leaders pour favoriser la prolifération du marché

Les entreprises opérant sur le marché comprennent principalement Intel Corporation, Cisco Systems, Inc., Juniper Networks, GlobalFoundries U.S. Inc., Lumentum Operations LLC et Synopsys, Inc. Ces entreprises se concentrent sur l'innovation dans les applications de télécommunications et de communication de données. Pour renforcer leurs opérations à travers le monde, les acteurs du marché utilisent diverses méthodes stratégiques, telles que les partenariats, les collaborations, les acquisitions et les fusions.

Liste des principales entreprises profilées :

• Société Intel (NOUS.)


• Cisco Systems, Inc. (États-Unis)


• Juniper Networks (États-Unis)


• GlobalFoundries U.S. Inc.   (NOUS.)


• Lumentum Operations LLC (États-Unis)


• IBM Corporation (États-Unis)


• Broadcom, Inc. (États-Unis)


• Hamamatsu Photonics KK (Japon)


• Synopsys, Inc. (NOUS.)


• OSCPS Motion Sensing Inc. (Canada)


• Marvell Technology, Inc. (États-Unis)

DÉVELOPPEMENTS CLÉS DE L’INDUSTRIE :

• Mars 2024 : Teramount a formé un partenariat avec GlobalFoundries (GF) pour résoudre les défis liés à la connexion des fibres à la puce SiPh afin d'utiliser la connectivité optique à haut débit pour les applications et les centres de données basés sur l'IA/ML. Cette collaboration vise à répondre aux défis croissants en matière de puissance et aux demandes de bande passante des applications de télécommunications et de communication de données.


• octobre 2023 : DustPhotonics a lancé sa première puce photonique au silicium monopuce 800G-DR8, destinée à être utilisée dans diverses applications de centres de données afin de fournir une solution informatique hautes performances pour une communication transparente.


• Septembre 2023 : Vodafone a collaboré avec iPronics, basé à Valence, et Salience Labs, basé au Royaume-Uni, pour développer de nouvelles puces photoniques au silicium en tant que matériel. Ce matériel sera utilisé pour améliorer la capacité des réseaux d'accès radio ouverts (open RAN) dans un centre de recherche et développement de Malaga.


• Septembre 2023 : Tower Semiconductor a formé un partenariat avec InnoLight Technology pour lancer la plate-forme PH18 traitée par photonique sur silicium multigénération de Tower, basée sur des émetteurs-récepteurs optiques à vitesse 400G/800G. Ce partenariat contribuera à fournir une plate-forme SiPh permettant d'apporter des avancées dans diverses applications, notamment les marchés de l'IA, des capteurs, du LiDAR automobile et des centres de données.


• Mars 2022 : GlobalFoundries Inc. a collaboré avec certains acteurs clés du secteur, tels que Cisco Systems, Inc., Broadcom, Marvell et NVIDIA. La société s'est également associée à divers fournisseurs de photonique, tels que Lightmatter, PsiQuantum, Ayar Labs et Xanadu, pour répondre aux besoins avancés informatique quantique exigences des leaders du marché.

COUVERTURE DU RAPPORT

Una representación infográfica de Silicon Photonics Market

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L’étude du marché comprend des domaines importants permettant d’acquérir une meilleure connaissance des secteurs verticaux de l’industrie. De plus, le rapport de recherche offre un aperçu des efforts et des développements industriels les plus récents ainsi qu’une analyse des solutions de haute technologie adoptées dans le monde. Il met également en évidence certains des facteurs et limites stimulant la croissance, permettant au lecteur d’obtenir une compréhension complète du marché.

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