フォトニック集積回路の市場規模、シェアおよび業界分析、アプリケーション別（通信、データセンター、生物医学、量子コンピューティング、その他）、統合タイプ別（モノリシック、ハイブリッド、およびモジュール）、コンポーネント別（レーザー、MUX/DEMUX、変調器） 、光増幅器、検出器、減衰器、その他）、および地域予測、2024 ～ 2032 年

世界のフォトニック集積回路市場規模は、2023 年に 121 億 8,000 万米ドルと評価されています。市場は 2024 年の 145 億 1,000 万米ドルから 2032 年までに 656 億 9,000 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 20.8% の CAGR を示します。< /p>

フォトニック集積回路 (PIC) は、動作回路を作成するためにマイクロチップ上に配置された 2 つ以上のフォトニック コンポーネントで構成され、フォトニック チップとも呼ばれます。フォトニック コンポーネントは、エネルギー源として電子ではなく光子を利用します。

フォトニック集積回路市場の成長は、特に電気通信やデータセンターにおけるより高速なデータ伝送速度に対するニーズの高まりによって促進されると予想されます。 5G ネットワークの拡大と今後の 6G への移行により、前例のないデータ量と通信速度を管理するためにフォトニクスの組み込みが必要となり、PIC の採用がさらに促進されます。さらに、量子コンピューティングや通信などの最先端技術の使用は、個々の光子の操作に PIC に大きく依存しており、これらの分野での大幅な進歩を可能にしています。したがって、これらの要因がフォトニック集積回路の市場シェアを拡大​​しています。

新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) のパンデミックは、フォトニック集積回路市場にさまざまな影響を与えました。サプライチェーンの混乱などの課題を引き起こした一方で、デジタル通信の需要やPICなどの先進技術の導入も加速しました。業界がパンデミック後の状況に適応する中、電気通信インフラストラクチャとデジタル変革への取り組みへの継続的な投資により、PIC 市場の長期的な見通しは依然として前向きです。

生成 AI の影響

フォトニック集積回路向け生成 AI の高度な技術能力が市場の成長を促進

フォトニクスは、生成 AI を実現する重要なテクノロジーであり、AI 開発の次の波に必要なコンピューティング能力、低遅延、相互接続、エネルギー効率、加速を提供します。フォトニクスの統合は、将来、大規模な言語モデルやその他の生成 AI アプリケーションを強化するインフラストラクチャの重要な部分になると予想されます。

フォトニック集積回路は、デジタル電子ソリューションと比較して、AI ハードウェア アクセラレータの消費電力を削減できます。データの移動は電力使用量の大半を占めますが、フォトニクスによりデータをより効率的に移動できます。

フォトニック集積回路市場の動向

AI とフォトニック集積回路の統合が重要なトレンド

AI とフォトニクスのコラボレーションはさまざまな領域に及び、フォトニクスは高速 AI ネットワークを促進し、新しいカテゴリの情報処理機械 (IPM) を可能にすることで AI の機能を利用します。フォトニック回路と AI および機械学習アルゴリズムの統合は、光ネットワークの適応性とパフォーマンスを強化できる新たなトレンドです。特に機械学習を利用すると、パラメータの最適化を自動化し、PIC の設計および製造プロセスにおけるパフォーマンスと歩留まりを向上させることができます。

AI アルゴリズムは、光コンピューティング アプリケーション用の PIC に組み込むことができ、光信号を利用して特定の計算タスクを実行することにより、光学固有の並列処理を利用してより高速かつ効率的な処理を実現します。さらに、phPIC は高いパフォーマンスを実現するだけでなく、消費電力を最小限に抑えるための小型化をサポートしながら、エネルギー効率の向上への道も提供します。

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フォトニック集積回路市場の成長要因

通信およびデータセンターにおけるアプリケーションの成長が市場の成長を促進

PIC は、従来の IC ではサポートできないより高速な転送速度に対する需要が高まっているため、通信会社やデータセンターで広く使用されています。大容量ネットワークと 5G テクノロジーの成長により、速度の必要性がさらに加速しています。受動コンポーネントとトランシーバーの出現と広く受け入れられたことにより、電気通信分野における PIC テクノロジーの役割が確立されましたが、5G 開発の焦点は主にワイヤレスおよび無線テクノロジーにありました。

フォトニクスと光ファイバーは、新世代の基地局との間で信号を送信する際に重要な役割を果たします。多くのメーカーは、高度なイノベーションを活用して、特定の要件に合わせたコスト効率の高いハイブリッド PIC ハードウェアを開発しています。さらに、クラウド アプリケーションの数が増加することで、データセンターが管理する必要があるトラフィックが急速に増大しています。 Uptime Institute によるデータセンター業界の調査によると、大多数の事業者はデータセンターの運用に複数のアプローチを組み合わせて利用しています。この調査では、IT ワークロードがさまざまな施設やサービスに分散されており、ワークロードの約 3 分の 1 がクラウド、コロケーション、ホスティング、Software-as-a-Service (SaaS) プロバイダーに移行していることが明らかになりました。

抑制要因

市場拡大の妨げとなる光集積回路の高い初期コストと複雑な設計

PIC の開発と製造には特殊な装置とプロセスが必要であり、多額の初期投資コストがかかります。この財務上の障壁は新興企業や中小企業の参入を妨げ、市場での競争やイノベーションを制限する可能性があります。さらに、PIC の設計および製造プロセスは複雑であり、光学コンポーネントの正確な位置合わせが必要です。この複雑さにより、開発時間が長くなり、リソース割り当てが増加する可能性があり、製品の展開や市場への浸透が遅れる可能性があります。これらの要因は、フォトニック集積回路市場の成長拡大に対する障壁として機能します。

フォトニック集積回路市場セグメンテーション分析

アプリケーション分析による

高速データ通信の需要により通信セグメントが優位

アプリケーションに基づいて、市場は電気通信、データセンター、生物医学、量子コンピューティングなどに分類されます。

市場シェアの観点から見ると、2023 年には電気通信セグメントが市場を支配しました。電気通信ネットワークにおける高速データ転送のニーズの高まりが、PIC の採用を大きく推進しています。これらの回路は、現代の通信システムに不可欠な、光ファイバーを使用した長距離にわたる効率的なデータ伝送を可能にします。さらに、5G テクノロジーの展開は、PIC 市場にとって大きな促進要因となっています。 5G ネットワークには、増加するデータ トラフィックを処理し、遅延を短縮するための高度な光通信ソリューションが必要です。 PIC はこれらの需要を満たす上で非常に重要であり、次世代の無線通信をサポートするために必要な帯域幅とデータ レートを提供します。

生物医学セグメントは、予測期間中に最高の CAGR を記録すると予想されます。 PIC を医療画像、バイオセンシング、遠隔医療アプリケーションに統合することは、医療技術の進歩における PIC の重要性を浮き彫りにします。効率的で正確な診断ツールに対する需要が高まるにつれ、生物医学における PIC の役割はさらに拡大し、PIC 市場全体の成長に貢献すると予想されます。

統合タイプ分析による

フォトニック集積回路における高度なモノリシック統合によりモノリシック セグメントが優勢

統合タイプに基づいて、市場はモノリシック、ハイブリッド、モジュールに分類されます。

市場シェアの点では、モノリシックセグメントが 2023 年の市場を支配しました。統合タイプは、レーザーや検出器などのすべての光学コンポーネントを単一の半導体基板上に組み合わせたものです。モノリシック統合には、小型、高性能、コスト効率などのいくつかの利点があります。モノリシック統合によって作成された PIC は、優れたレベルの統合と効率を実現できるため、データセンター、通信ネットワーク、光センシング デバイスなどの重要なアプリケーションに最適です。

ハイブリッドセグメントは、予測期間中に最高の CAGR を記録すると予想されます。ハイブリッド集積 PIC (光集積回路) は、フォトニックコンポーネントと電子コンポーネントを 1 つのチップ上に結合し、検出器、レーザー、変調器などの光学機能を電子回路と組み合わせて、継続的なデータ処理と通信を可能にします。この統合により、センシング、高速光通信、量子情報処理アプリケーションの効率、信頼性、速度が向上します。 PIC は光の独特の特性を利用し、ハイブリッド集積 PIC は従来の電子回路の制約に対処し、フォトニクス分野のさまざまな業界で高度な技術を可能にします。

成分分析による

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より高速なデータ伝送に対する需要の高まりにより、レーザー部門が市場を独占

市場はコンポーネントに基づいて、レーザー、MUX/DEMUX、変調器、光増幅器、検出器、減衰器に分類されます。 

2023 年の市場シェアに関しては、レーザー部門が市場を支配しました。レーザー デバイスは PIC に不可欠な要素であり、幅広い産業で重要な役割を果たしています。これらは光通信システムにおいて不可欠なコンポーネントであり、PIC は非常に重要です。特に 5G ネットワーク、データセンター、長距離光ファイバーにおいて、より高速なデータ伝送に対する需要が高まっているため、PIC 内のより効率的で小型のレーザーの必要性が高まっています。さらに、レーザーは、環境監視用の LiDAR、自動運転車、産業プロセスなどのさまざまなセンシング アプリケーションでも利用されています。これらのテクノロジーが進歩するにつれて、精度と信頼性のためにレーザーを PIC に組み込むことがますます重要になってきます。

変調器セグメントは、光信号の操作における重要な役割により、予測期間中に最高の CAGR で成長すると予想されます。 PIC 市場は、高速データ通信のニーズの高まりによって大きく成長しており、これが高度な変調器の需要の増加につながっています。

地域に関する情報

地理に基づいて、市場は北米、南米、ヨーロッパ、中東とアフリカ、アジア太平洋に細分化されています。

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アジア太平洋地域は、2023 年のフォトニック集積回路市場で主要なシェアを占めました。中国を含むこの地域は、エレクトロニクス産業と通信産業の成長に加え、半導体生産施設の東南アジアへの急速な移転により、主要市場となりました。国々。中国では過去 10 年間で PIC 技術が急速に進歩しており、9 つを超える重要な PIC プロジェクトが国内で立ち上げられています。複数の材料技術とプラットフォームが、光および無線ネットワーク、光相互接続、コヒーレント光通信などのブロードバンド通信に重点を置いて、幅広い用途向けに開発されています。

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ヨーロッパは、予測期間中に最も高い成長率で成長すると推定されています。 EU の行政府である欧州委員会は、フォトニック集積回路技術に長期的な投資を行ってきました。これらの投資には、基礎研究、概念実証デバイスとソフトウェアの開発、そして最近ではパイロットライン製造の確立に対する最先端のサポートが含まれています。その結果、現在ヨーロッパでは PIC のエコシステムが繁栄しており、PIC テクノロジーの機能を解放し、さまざまな経済的および社会的側面にわたって地元住民に利益をもたらす可能性をもたらしています。さらに、ヨーロッパで PIC 開発を進めるために他にもいくつかのプログラムが立ち上げられています。たとえば、InPulse プログラムは、革新的なコンセプトを持っているものの PIC 製造設備が不足している企業に、リン化インジウムをベースとした PIC の最先端の製造技術を利用する機会を提供することを目的としています。

北米は、予測期間中に 2 番目に高い成長率を記録すると予想されます。北米における PIC テクノロジーの需要は、データセンターと光ファイバー通信 WAN アプリケーションによって促進されています。クラウド コンピューティング トラフィックの増加により、高速データ転送のニーズが高まっており、フォトニクスのインターネットの急速な出現により、この地域全体で IC 産業が繁栄する可能性があります。 Cloudscene によると、米国には世界で最も多くのデータセンターがあり、その数は合計約 2,700 で、世界のデータセンターのほぼ 33% を占めています。さらに、モバイル、ビデオ、クラウド サービスがますます不可欠になるにつれて、サービス プロバイダーはネットワーク容量に対する需要の増大に対応する必要があります。企業は PIC を使用して光ネットワークを構築すると予想されており、これは市場の成長にプラスの影響を与える可能性があります。

中東とアフリカは、予測期間中に市場で大幅な成長率を記録すると予想されます。高速インターネット、データ分析、5G や量子コンピューティングなどの今後のテクノロジーに対するニーズの高まりにより、PIC の使用が促進されています。さらに、政府のプログラムとインフラ開発への資金提供が光通信ネットワークの成長を支援しており、この地域ではより効果的で高度な PIC ソリューションの需要が高まっています。

南米は、都市化とエネルギーおよび電力インフラの拡大により、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。

主要業界のプレーヤー

市場参加者は合併と買収戦略を利用して事業範囲を拡大します

市場で活動している業界の主要企業は、自社の製品ポートフォリオにおいて、より高い電子移動度、より優れた設計の柔軟性、および独自の特性を提供することにより、高度な PIC を提供しています。これらの企業は、事業範囲を拡大するために地元の中小企業を買収することを優先しています。さらに、合併と買収、主要な投資、戦略的パートナーシップが製品の需要の増加に貢献しています。

トップフォトニック集積回路企業のリスト:

• Infinera Corporation (米国)


• インテル コーポレーション (米国)


• Lumentum Operations LLC (米国)


• Ciena Corporation (米国)


• Cisco Systems, Inc.（米国）


• ブロードコム (米国)


• POET テクノロジーズ (カナダ)


• EMCORE コーポレーション (米国)


• コヒレント社（米国）


• STMicroelectronics (スイス)

主要な業界の発展:

• 2024 年 5 月: 通信構造やその他の急成長市場向けの相互接続ソリューションのプレーヤーである Foxconn Interconnect Technology が、800G 光トランシーバー モジュールやシリコンなどの POET Technologies Inc. の光エンジンを選択1.6T の PIC。


• 2024 年 3 月: Infinera は、モノリシック InP フォトニック集積回路テクノロジーを利用した新しい高速データセンター内光学機器である ICE-D を発表しました。この製品は、1.6 Tb/s を超える速度でのデータセンター内接続を提供しながら、ビットあたりに必要な電力とコストを大幅に削減することを目的としていました。この進歩により、データセンター オペレーターは継続的に拡大する帯域幅要件を効率的に管理できるようになりました。


• 2024 年 3 月: MaxLinear と Jabil は、800G シリコン フォトニクス ベースの光トランシーバー モジュール ファミリの量産準備が完了したと発表しました。これらのモジュールは AI/ML 革命をサポートするように設計されており、データセンター、メトロ、ワイヤレス トランスポート ネットワークを対象としています。 Jabil は、設計、製造、サプライ チェーン ソリューションの専門知識で知られる世界的な企業です。


• 2022 年 8 月: Lumentum Holdings Inc. は、レーザーおよび光電子ソリューションの開発会社である NeoPhotonics Corporation の買収を完了しました。この買収により、仕事と生活のデジタル変革から生じる拡大する機会を活用するという同社の立場が強化されました。この変革により、クラウドとネットワーク インフラストラクチャに必要な容量と効率が継続的に増加しています。


• 2022 年 6 月: インテル研究所は、ネットワーク全体およびデータセンター内のコンピューティング シリコン間の通信帯域幅を強化するエッジとなる統合フォトニクスの研究で大幅な発展を遂げました。最新の研究では、シリコンベースのウェーハ上に組み込まれた 8 波長分布フィードバック レーザー アレイなど、多波長集積光学素子の開発が紹介されています。このアレイは、業界仕様を上回る、± 6.5% の優れた波長間隔均一性と +/-0.25 デシベルの出力パワー均一性を実現します。

レポートの対象範囲

このレポートは市場の詳細な分析を提供し、主要企業、主要アプリケーション、統合タイプ、コンポーネントなどの主要な側面に焦点を当てています。さらに、このレポートは市場動向に関する洞察を提供し、主要な業界の発展に焦点を当てています。上記の要因に加えて、レポートには、近年の市場の成長に貢献したいくつかの要因が含まれています。

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