シリコンフォトニクス市場規模、シェアおよび業界分析、コンポーネント別（光検出器、光導波路、波長分割多重（WDM）フィルタ、レーザー、光変調器）、製品別（トランシーバー、アクティブ光ケーブル、光マルチプレクサ、光減衰器、およびその他)、アプリケーション別 (データセンターとハイパフォーマンス コンピューティング、家庭用電化製品、ヘルスケアとライフ サイエンス、航空宇宙、防衛とセキュリティ、自動車、その他)、地域別予測、2024 ～ 2032 年

世界のシリコン フォトニクス (SiPh) 市場規模は、2023 年に 22 億 4000 万米ドルと評価されています。市場は 2024 年の 26 億 9000 万米ドルから 2032 年までに 158 億 3000 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 24.8% の CAGR を示します。 .

シリコン フォトニクス (SiPh) は、シリコンの特性を利用して光信号を操作するテクノロジーです。シリコン基板と光学デバイスを組み合わせて、従来のデータ転送方法と比較して、より高速で信頼性が高く、コスト効率の高いデータ転送を実現します。シリコンベースの集積回路 (IC) と光コンポーネントを統合して、光を送信、検出、変調します。このため、本技術は光通信デバイスの小型化、低消費電力化に大きな有用性が期待されます。

5G テクノロジーの普及の高まりと、より高い帯域幅を備えたエネルギー効率の高い通信ソリューションの開発に対する企業の焦点の高まりにより、予測期間中の市場の成長が促進されるでしょう。同様に、ヘルスケア、自動車、農業など、さまざまな業界で使用されるセンシングおよび通信アプリケーションのコンポーネントの需要の増加が、市場の成長を促進すると考えられます。

さらに、SiPh テクノロジープロバイダーによる製品ポートフォリオの拡大による製品の進歩への投資の増加も、予測期間中の市場の成長を促進します。

• たとえば、2024 年 2 月、シリコン フォトニクス ソリューション プロバイダーである DustPhotonics は、シリーズ B 資金調達ラウンドで 2,400 万米ドルを調達しました。この資金は、主に 400 Gbps および 800 Gbps アプリケーションに使用される Carmel-4 および Carmel-8 製品の生産を促進するために使用されます。

新型コロナウイルス感染症のパンデミックにより、半導体デバイスとチップの需要に突然の変化が生じました。たとえば、アプライド マテリアルズは、パンデミックが同社のサプライ チェーンと製造業務に深刻な影響を及ぼしたため、2020 年に事業活動を撤退しました。この要因は、製造業、自動車産業、その他の産業におけるサプライチェーンの大規模な中断により、消費者の行動に大きな影響を与えました。しかし、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の発生により、生物医学イメージングに進歩がもたらされ、ヘルスケア分野におけるSiPhの範囲が拡大しました。これにより、パンデミック中およびパンデミック後の期間中、主にヘルスケア分野で SiPh チップの需要が増加しました。

生成 AI の影響

シリコン フォトニクス全体への Gen-AI の実装により、システム パフォーマンスの向上によりデータ転送速度が向上

AI とシリコン フォトニクスの統合は、イメージング、光通信、センシングなどのさまざまな分野に進歩をもたらします。統合 AI は、フォトニック デバイスの設計を最適化して全体的なパフォーマンスを向上させ、自動化されたエクスペリエンスを提供してエンドユーザー間の研究開発活動を加速することを目的としています。人工知能 (AI) 統合型 SiPh デバイスは、信号対雑音比を改善し、低遅延と低運用コストでハイパースケール データセンターの長距離内部通信ニーズに応えるのに役立ちます。 AI および機械学習 (ML) 機能と SiPh テクノロジーとの統合が進むことで、熱効率が向上し、データ伝送速度が向上した、高密度に実装されたフォトニクス集積回路 (PIC) の開発が可能になります。

さらに、AI と SiPh を組み合わせることで、医療診断や顕微鏡などのさまざまなアプリケーション向けのイメージング システムの機能を強化できます。この統合により、画質が向上し、病気の診断が支援され、リアルタイムの画像分析が可能になります。さらに、SiPh は、リアルタイム システム パフォーマンスと意思決定機能を向上させることで、AI/ML アプリケーションでの効率的なデータ転送を支援します。

• たとえば、2023 年 10 月、設計およびサプライ チェーン ソリューション プロバイダーである Jabil, Inc. は、インテルの現在のシリコン フォトニクス ベースのプラガブル光トランシーバー製品ポートフォリオと将来の製品を買収すると宣言しました。この買収により、完全なフォトニクス機能を提供することで、ハイパースケールおよび AI クラウド データセンターのニーズを満たすことができます。

Gen-AI の統合の増加により、HPC と相互接続された GPU による高速データ伝送の需要が高まり、市場に発展がもたらされました。

NVIDIA、Intel、IBM、TSSMC、NTT、Cisco Systems、Huawei などの企業は、AI とシリコンベースの IC を統合し、シリコン フォトニクス業界の成長を加速させています。したがって、Gen AI と SiPh を統合すると、データ転送速度が向上し、システム パフォーマンスが向上します。

• たとえば、2023 年 9 月、台湾積体電路製造 (TSMC) は、ChatGPT や Bard などのチャットボットと低遅延で統合することにより、半導体業界の成長を促進するために SiPh テクノロジーに賭けていると発表しました。

シリコン フォトニクス (SiPh) 市場動向

SiPh と生物医学画像処理を統合して疾患検出を強化すると、市場の成長が促進されます

生物医学イメージング分野での SiPh の使用は、生物医学における高度なイメージング技術にとって重要な小型化、高感度、多重化機能などのさまざまな利点をもたらします。高解像度画像技術と統合された SiPh テクノロジーは、研究者が生物学的構造を視覚化するのに役立ち、高解像度画像で疾患や組織の特徴を検出するのに役立ちます。

シリコン フォトニクス技術と生体医用イメージングの統合が進むことで、個別化された医薬品、正確な疾患診断、より良い患者転帰を実現する革新がヘルスケア分野にもたらされる可能性があります。この統合は、強化された生物医学研究により医療従事者の能力を向上させることを目的としています。

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シリコンフォトニクス市場の成長要因

市場の成長を促進する高速データ転送の需要の急増

現在、ワークロードの増加、複雑なデータ処理の課題、HPC と IoT およびビッグデータ テクノロジーとの統合により、企業の間でハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) の需要が高まっています。従来の電気信号転送では、帯域幅の制限と大量の電力消費に深刻な影響を受けているため、ユーザーの増大する容量要求を満たすにはいくつかの困難が生じます。したがって、これらの課題を克服するには、効率的で低遅延、高帯域幅のフォトニック技術の必要性が生じます。このテクノロジーは、電気の代わりに光をコンピューティングに利用して高帯域通信を実行します。

SiPh テクノロジーの使用量の増加により、大容量データ転送の課題に対する実用的なソリューションが提供されます。従来の銅線ベースのシステムよりも信頼性が高く、コスト効率が高く、高速なデータ転送を実現し、世界中のユーザーに優れた通信サービスを提供します。したがって、光の特性とシリコン技術の拡張性を活用することにより、シリコン フォトニクスは、より高速で、より効率的で、より低電力のデータ伝送を可能にします。 SiPh と次世代の大容量データ通信システムを統合すると、高速伝送ネットワークにおける従来のトランシーバー技術の限界を克服できます。これらの要因により、予測期間中にさまざまなデータ通信アプリケーションを使用した高速データ転送を管理するための SiPh の需要が高まると予想されます。

抑制要因

市場の成長を制限する熱影響のリスク

シリコン材料の導電率が限られているため、熱影響の課題はシリコン フォトニクス業界の大きな欠点と考えられています。この要因により温度が上昇し、信号の減衰、波長のドリフト、デバイスの故障が発生する可能性があります。 SiPh は主に、大量の電力を消費するシームレスなデータセンター通信を実行するために使用されます。この要因により、データ通信サーバーへの熱影響の導入が促進されています。しかし、シリコン フォトニクス業界はエネルギー消費が高いため、持続可能性への懸念が生じています。

高出力レーザー源とシリコン チップの統合でも大量の熱が発生し、機械の温度上昇の原因となります。これにより、マシンのパフォーマンスが低下する可能性があります。  同様に、CMOS エレクトロニクスと SiPh チップを統合すると、熱膨張の影響が発生し、フォトニックおよび電子コンポーネントの性能に重大な変化が生じ、その信頼性と安定性が脅かされる可能性があります。したがって、高い熱影響が、予測期間中のシリコンフォトニクス市場の成長を妨げる主な要因となります。

シリコンフォトニクス市場セグメンテーション分析

成分分析による

WDM を使用して単一チップ上で複数の波長チャネルに対応し、市場の成長を促進

コンポーネントに基づいて、市場は光検出器、光導波路、波長分割多重 (WDM) フィルター、レーザー、光変調器に分類されます。

波長分割多重 (WDM) フィルタセグメントは、2023 年のシリコンフォトニクス市場で最大のシェアを占めました。さまざまな波長に対応するための集積密度の向上により、エネルギー効率が高性能コンピューティング環境で重要な役割を果たすため、このセグメントは市場を支配しています。 CMOSチップ上のチャネル。 SiPh チップはシリコンと電子コンポーネントを組み合わせて、WDM フィルターを他の電子機能やフォトニック機能と統合します。この要素は、単一の CMOS シリコン チップ上で複数の波長を統合する際に WDM フィルタが重要な役割を果たすのに役立ちます。

光導波路セグメントは、予測期間中に最大の CAGR を記録すると予想されます。省エネソリューションに対するニーズの高まりにより、市場における光導波路セグメントの成長が促進されています。ハイパフォーマンス コンピューティング環境における光導波路の使用の増加により、銅ベースの相互接続と比較して消費電力と熱放散が削減されます。この要素は、消費電力を削減し、ユーザー間の低遅延通信を構築するのに役立ちます。

製品分析別

アクティブ光ケーブルを使用して HPC のコンピューティングとインストール作業を合理化し、製品需要を拡大します

市場は製品に基づいて、トランシーバー、アクティブ光ケーブル、光マルチプレクサー、光減衰器などに分類されます。

アクティブ光ケーブルセグメントは、2023 年に最大の市場シェアを獲得しました。これらのケーブルは、銅線ケーブルと比較して、長距離で大量のデータを転送するのに役立ちます。従来の光モジュールと比較して統合コストが削減されます。また、追加のストレージ アプリケーションを使用して、HPC やデータセンターの設置作業を合理化することも目指しています。

光マルチプレクサセグメントは、予測期間中に最速の CAGR を記録すると予想されます。光マルチプレクサは WDM システムで重要な役割を果たしているため、単一の光ファイバ上でさまざまな波長で情報を送信できます。光マルチプレクサは、複数のチャネル数を統合し、低電力損失でチップ設計を圧縮するのに役立ちます。したがって、マルチプレクサの開発の増加により、予測期間中に光通信システムの容量と効率が向上すると考えられます。

アプリケーション分析による

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データセンター全体の高速データ通信とハイ パフォーマンス コンピューティングを開発して市場の成長を促進する

市場はアプリケーションごとに、データセンターとハイ パフォーマンス コンピューティング、家庭用電化製品、ヘルスケアとライフ サイエンス、航空宇宙、防衛とセキュリティ、自動車などに分かれています。

データセンターおよびハイ パフォーマンス コンピューティング アプリケーション セグメントは、予測期間中に最大の CAGR を記録すると予想されます。これは、データセンター、通信ネットワーク、クラウドコンピューティングにおける高速データ転送と効率的なデータ通信に対する需要が高まっているためです。これらのアプリケーションで SiPh テクノロジーを使用すると、急速に成長するデータ通信市場で需要の高い、小型、高性能、コスト効率の高いデバイスの開発が可能になります。これらの要因は市場の成長にプラスの影響を与えます。

防衛およびセキュリティ部門が 2023 年に最大の市場シェアを獲得しました。これは、AI/ML、モノのインターネットなどの先進テクノロジーを統合することで、光インターコネクトや光ネットワーキングに革新をもたらす重要なセキュリティ アプリケーションのニーズが高まっているためです。 (IoT)、その他安全目的。

地域に関する洞察

市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東とアフリカ、南米にわたって調査されており、各地域は国全体でさらに調査されています。

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北米は市場の成長に大きく貢献し、2023 年には最大の市場シェアを保持すると推定されています。SiPh チッププロバイダーである One Silicon Chip Photonics (OSCP) に対するカナダ政府による投資の拡大は、この地域の市場の成長に貢献すると考えられます。そうした投資によって自動運転車やドローンの技術進歩がもたらされるからだ。同様に、米国やカナダなどの国々に多数のシリコン フォトニクス技術プロバイダーが存在することが、予測期間中の製品需要を促進すると考えられます。

• 調査によると、2024 年 3 月時点で、米国、中国、日本、ドイツが世界のフォトニクス コンポーネント生産の 75% 近くを占めています。さらに、SiPh 製品の産業能力を強化するための研究開発活動の増加により、予測期間中の北米市場の成長が促進されるでしょう。

アジア太平洋地域は、予測期間中に最高の CAGR を記録すると推定されています。これは、中国、インド、日本などの国々で 5G ユーザーの数が増加し、スマートフォンやその他のスマート デバイスの使用が増加しているためです。この地域のネットワーク容量の増加により、大量のデータも作成されました。そのため、大容量データ通信ソリューションへのニーズの高まりに応えるため、SiPhの需要は徐々に増加すると考えられます。この要因により、予測期間中にアジア太平洋地域の市場の成長が促進されるでしょう。

ヨーロッパは、予測期間中に緩やかな成長を示すと予測されています。これは、自動化された製造手法の採用が増加していることと、さまざまな主要企業がイノベーションをもたらすためにシリコンフォトニクス業界で継続的に開発を行っているためです。これらの要因は、予測期間中にこの地域の市場の成長を促進します。同様に、英国、ドイツ、イタリア、フランスなどの国々の間で低遅延のシームレスな通信サービスを提供するデータセンターのネットワークの拡大が市場の成長を促進すると考えられます。

• 2023 年の研究者の調査によると、リストされた世界 135 か国には合計 6,603 のデータセンターが存在しました。このうち、ドイツに 310 のデータセンター、フランスに 204 のデータセンター、英国に 345 のデータセンター、スペインに 97 のデータセンターが存在しました。したがって、これらの要因を考慮すると、欧州における SiPh の需要は予測期間中に緩やかに増加すると予想されます。

中東、アフリカ、南米の市場は、予測期間中に指数関数的な成長を経験すると予測されています。これは、イスラエル、アラブ首長国連邦、ブラジルなどの国々で SiPh スタートアップの存在感が高まっていることと、両地域で通信会社やデータ通信会社の数が増加しているためです。これらは、予測期間中に市場の成長を促進すると予測される重要な要素です。

シリコンフォトニクス市場の主要企業のリスト

市場の拡大を支援するための大手企業による技術開発

この市場で活動している企業には、主に Intel Corporation、Cisco Systems, Inc.、Juniper Networks、GlobalFoundries U.S. Inc.、Lumentum Operations LLC、Synopsys, Inc. が含まれます。これらの企業は、通信およびデータ通信アプリケーションに革新をもたらすことに重点を置いています。世界中で事業を強化するために、市場関係者はパートナーシップ、コラボレーション、買収、合併などのさまざまな戦略的手法を使用しています。

紹介されている主要企業のリスト:

• インテル コーポレーション (米国)


• Cisco Systems, Inc.（米国）


• ジュニパーネットワークス (米国)


• GlobalFoundries U.S. Inc. (米国)


• Lumentum Operations LLC (米国)


• IBM コーポレーション (米国)


• ブロードコム社（米国）


• 浜松ホトニクス株式会社(日本)


• シノプシス社（米国）


• OSCPS Motion Sensing Inc. (カナダ)


• マーベル テクノロジー社 (米国)

主要な業界の発展:

• 2024 年 3 月: Teramount は、AI/ML ベースのアプリケーションとデータに高速光接続を利用するためにファイバーを SiPh チップに接続する際の課題を解決するために、GlobalFoundries (GF) とパートナーシップを締結しました。センター。このコラボレーションは、通信およびデータ通信アプリケーションで増大する電力の課題と帯域幅の需要に対処することを目的としています。


• 2023 年 10 月: DustPhotonics は、シームレスな通信のための高性能コンピューティング ソリューションを提供するために、さまざまなデータセンター アプリケーションで使用される初のシングルチップ 800G-DR8 シリコン フォトニクス チップを発売しました。


• 2023 年 9 月ボーダフォンは、バレンシアに本拠を置く iPronics および英国に本拠を置く Salience Labs と協力して、ハードウェアとして新しいシリコン フォトニック チップを開発しました。このハードウェアは、マラガの研究開発センターのオープン無線アクセス ネットワーク（オープン RAN）の容量を強化するために使用されます。


• 2023 年 9 月: タワー セミコンダクターは InnoLight Technology と提携し、400G/800G 速度の光トランシーバーをベースにした多世代タワーのシリコン フォトニクス処理 PH18 プラットフォームを発売しました。このパートナーシップは、AI、センサー、車載 LiDAR、データセンターの市場を含むさまざまなアプリケーションに進歩をもたらす SiPh プラットフォームの提供に役立ちます。


• 2022 年 3 月: GlobalFoundries Inc. は、Cisco Systems, Inc.、Broadcom、Marvell、NVIDIA などの主要な業界プレーヤーと協力しました。また、同社は、市場リーダーの高度な量子コンピューティング要件を満たすために、Lightmatter、PsiQuantum、Ayar Labs、Xanadu などのさまざまなフォトニック プロバイダーと提携しました。

レポートの対象範囲

市場に関する調査には、業界の垂直的知識を強化するための著名な分野が含まれています。さらに、この調査レポートは、最新の取り組みと業界の発展に関する洞察と、世界中で採用されているハイテク ソリューションの分析を提供します。また、成長を刺激する要因と限界のいくつかについても強調しており、読者が市場について包括的に理解できるようにしています。

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