硅光子市场规模、份额和行业分析，按组件（光电探测器、光波导、波分复用 (WDM) 滤波器、激光器和光调制器）、按产品（收发器、有源光缆、光复用器、光衰减器和其他），按应用（数据中心和高性能计算、消费电子产品、医疗保健和生命科学、航空航天、国防和安全、汽车等）和区域预测，2024-2032 年

2023年全球硅光子（SiPh）市场规模为22.4亿美元。预计该市场将从2024年的26.9亿美元增长到2032年的158.3亿美元，预测期内复合年增长率为24.8% .

硅光子学 (SiPh) 是一种利用硅特性来操纵光信号的技术。与传统的数据传输方法相比，它结合了硅基板和光学器件，提供更快、可靠且经济高效的数据传输。它将硅基集成电路 (IC) 与光子元件集成在一起，以传输、检测和调制光。因此，该技术有望在光通信设备的小型化和功耗方面发挥重要作用。

5G 技术渗透率的不断提高以及企业对开发更高频段 width 的节能通信解决方案的日益关注，将推动预测期内的市场增长。同样，医疗保健、汽车和农业等不同行业对传感和通信应用组件的需求不断增长，将推动市场的增长。

此外，SiPh 技术提供商不断增加投资，通过扩大其产品组合来实现产品的进步，也将在预测期内促进市场增长。

• 例如，2024 年 2 月，硅光子解决方案提供商 DustPhotonics 在 B 轮融资中筹集了 2400 万美元。这笔资金将用于提高 Carmel-4 和 Carmel-8 产品的产量，这些产品主要用于 400Gbps 和 800Gbps 应用。

COVID-19 大流行导致半导体设备和芯片的需求突然发生变化。例如，应用材料公司在2020年撤回了其业务运营，因为疫情严重影响了该公司的供应链和制造业务。由于制造业、汽车和其他行业的供应链严重中断，这一因素对消费者行为产生了巨大影响。然而，COVID-19 的爆发带来了生物医学成像的进步，扩大了 SiPh 在医疗保健领域的范围。这导致疫情期间和疫情后时期对 SiPh 芯片的需求增加，主要集中在医疗保健领域。

生成人工智能的影响

跨硅光子实现 Gen-AI 提高了数据传输速度并提高了系统性能

人工智能与硅光子学的集成带来了成像、光通信和传感等各个领域的进步。集成人工智能旨在优化光子器件设计，以提高整体性能并提供自动化体验，以加速最终用户的研发活动。人工智能 (AI) 集成 SiPh 设备有助于满足超大规模数据中心的长距离内部通信需求，具有低延迟、低运营成本和改进的信噪比。人工智能和机器学习 (ML) 功能与 SiPh 技术的不断集成可以促进密集光子集成电路 (PIC) 的发展，提高热效率并提高数据传输速度。

此外，人工智能与 SiPh 的结合可以增强各种应用的成像系统的功能，例如医疗诊断和显微镜。这种集成有助于提高图像质量、协助疾病诊断并提供实时图像分析。此外，SiPh 通过提高实时系统性能和决策能力，有助于在 AI/ML 应用中实现高效的数据传输。

• 例如，2023 年 10 月，设计和供应链解决方案提供商捷普公司 (Jabil, Inc.) 宣布将收购英特尔当前基于硅光子的可插拔光收发器产品组合及其未来产品。此次收购可以通过提供完整的光子学能力来满足超大规模和人工智能云数据中心的需求。

Gen-AI 的集成度不断提高，推动了对 HPC 和互连 GPU 高速数据传输的需求，从而带动市场发展。

NVIDIA、英特尔、IBM、台积电、NTT、思科系统、华为等公司正在将人工智能与硅基集成电路相结合，以加速硅光子行业的发展。因此，gen AI与SiPh的集成有助于提高数据传输速度并提高系统性能。

• 例如，2023 年 9 月，台积电 (TSMC) 宣布押注于 SiPh 技术，通过与 ChatGPT 和 Bard 等聊天机器人集成，延迟更低，从而促进半导体行业的增长。< /里>

硅光子 (SiPh) 市场趋势

SiPh 与生物医学成像的集成以增强疾病检测将推动市场增长

SiPh 在生物医学成像领域的使用具有多种优势，例如小型化、高灵敏度和多路复用功能，这对于生物医学中的先进成像技术非常重要。 SiPh技术与高分辨率成像技术相结合，帮助研究人员可视化生物结构，从而有助于通过高分辨率图像检测疾病和组织特征。

硅光子技术与生物医学成像的日益融合可以为医疗保健领域带来创新，从而提供个性化药物、准确的疾病诊断和更好的患者治疗结果。这种整合旨在通过加强生物医学研究来提高医疗保健从业人员的能力。

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硅光子市场增长因素

高速数据传输需求激增，推动市场增长

如今，由于工作量增加、数据处理挑战复杂以及 HPC 与物联网和大数据技术的集成，企业对高性能计算 (HPC) 的需求不断增长。由于用户严重受到带宽width 的限制和巨大的功耗的影响，传统的电信号传输很难满足用户日益增长的容量需求。因此，为了克服这些挑战，需要高效、低延迟和高频段width 光子技术。该技术利用光进行计算而不是电力来进行高频段width通信。

SiPh 技术的广泛使用为应对大容量数据传输挑战提供了实用的解决方案。与传统的铜缆系统相比，它提供可靠、经​​济高效且高速的数据传输，为全球用户提供更好的通信服务。因此，通过利用光的特性和硅技术的可扩展性，硅光子学有望提供更快、更高效和更低功耗的数据传输。 SiPh与下一代大容量数据通信系统的集成可以克服传统收发器技术在高速传输网络中的局限性。这些因素将在预测期内增加对 SiPh 使用各种数据通信应用来管理高速数据传输的需求。

限制因素

热效应限制市场增长的风险

由于硅材料的导电性有限，热效应挑战被认为是硅光子行业的一个主要缺点。该因素会导致温度升高，从而导致信号衰减、波长漂移和设备故障。 SiPh主要用于进行无缝数据中心通信，该通信消耗大量电力。这一因素促进了数据通信服务器引入热效应。然而，由于硅光子行业的高能耗，这引发了可持续性问题。

高功率激光源与硅芯片的集成也会产生大量的热量，导致机器温度升高。这会降低机器的性能。  同样，CMOS电子器件与SiPh芯片的集成会引起热膨胀效应，从而导致光子和电子元件的性能发生显着变化，并威胁其可靠性和稳定性。因此，高热效应是阻碍预测期内硅光子市场增长的主要因素。

硅光子市场细分分析

按成分分析

使用 WDM 在单芯片上容纳多个波长通道促进了市场增长

根据组件，市场分为光电探测器、光波导、波分复用 (WDM) 滤波器、激光器和光调制器。

波分复用 (WDM) 滤波器细分市场将在 2023 年占据最大的硅光子市场份额。该细分市场正在主导市场，因为由于集成密度增加以适应各种波长，能源效率在高性能计算环境中发挥着至关重要的作用CMOS芯片上的通道。 SiPh 芯片结合了硅和电子元件，将 WDM 滤波器与其他电子和光子功能集成在一起。这些因素有助于 WDM 滤波器在单个 CMOS 硅芯片上集成多个波长方面发挥至关重要的作用。

光波导领域预计将在预测期内创下最大的复合年增长率。对节能解决方案不断增长的需求正在推动光波导市场的增长。与铜基互连相比，光波导在高性能计算环境中的使用越来越多，有助于降低功耗和散热。此因素有助于降低功耗并在用户之间建立低延迟通信。

按产品分析

利用有源光缆简化 HPC 的计算和安装操作，提高产品需求

根据产品，市场分为收发器、有源光缆、光复用器、光衰减器等。

有源光缆细分市场在 2023 年占据最大的市场份额。与铜缆相比，这些光缆有助于长距离传输大量数据。与传统光模块相比，它们降低了集成成本。他们还旨在通过附加存储应用程序为 HPC 和数据中心提供简化的安装操作。

光复用器领域预计在预测期内将创下最快的复合年增长率。由于光复用器在 WDM 系统中发挥着关键作用，它们允许不同的波长通过单根光纤传输信息。光复用器有助于集成多个通道数并以低功耗压缩芯片设计。因此，多路复用器的不断发展将在预测期内提高光通信系统的容量和效率。

按应用分析

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跨数据中心和高性能计算开发高速数据通信以推动市场增长

按应用划分，市场分为数据中心和高性能计算、消费电子、医疗保健和生命科学、航空航天、国防和安全、汽车等。

数据中心和高性能计算应用领域预计将在预测期内创下最大复合年增长率。这是由于数据中心、电信网络和云计算对高速数据传输和高效数据通信的需求不断增长。在这些应用中使用 SiPh 技术可以开发紧凑、高性能且经济高效的设备，这些设备在快速增长的数据通信市场中需求量很大。这些因素将对市场增长产生积极影响。

国防与安全领域在 2023 年占据最大的市场份额。这是由于关键安全应用越来越需要通过集成 AI/ML、物联网等先进技术来实现光互连和光网络创新（物联网）以及其他出于安全目的的内容。

区域见解

对北美、欧洲、亚太地区、中东和非洲以及南美洲的市场进行了研究，并且对每个地区进行了跨国家/地区的进一步研究。

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预计北美将成为市场增长的主要贡献者，并在 2023 年占据最大市场份额。加拿大政府对 SiPh 芯片提供商 One Silicon Chip Photonics (OSCP) 的投资不断增加，将有助于该区域市场的增长。这是因为此类投资将带来自动驾驶汽车和无人机的技术进步。同样，美国和加拿大等国家大量硅光子技术提供商的存在将推动预测期内的产品需求。

• 根据研究，2024年3月，美国、中国、日本和德国占全球光子元件产量的近75%。此外，增加研发活动以增强 SiPh 产品的工业能力将推动预测期内北美市场的增长。

预计亚太地区在预测期内将创下最高的复合年增长率。这是由于中国、印度和日本等国家的 5G 用户数量增加以及智能手机和其他智能设备的使用量增加。该地区网络容量的增加也产生了大量的数据。因此，为了满足对大容量数据通信解决方案不断增长的需求，对SiPh的需求将逐渐增加。这一因素将在预测期内推动亚太地区市场的增长。

预计欧洲在预测期内将出现温和增长。这是由于自动化制造实践的不断采用以及不同主要公司在硅光子行业的不断发展以带来创新。这些因素将在预测期内推动该地区市场的增长。同样，不断增长的数据中心网络将在英国、德国、意大利和法国等国家之间提供低延迟的无缝通信服务，这将推动市场的增长。

• 根据研究人员 2023 年的调查，全球 135 个国家/地区共有 6,603 个数据中心。其中，德国有 310 个数据中心，法国有 204 个，英国有 345 个，西班牙有 97 个。因此，考虑到这些因素，欧洲对硅光子的需求在预测期内将适度增长。

预计中东、非洲和南美市场在预测期内将出现指数级增长。这是由于以色列、阿联酋和巴西等国家的硅光初创公司数量不断增加，以及这两个地区的电信和数据通信公司数量不断增加。这些是预计在预测期内推动市场增长的关键因素。

硅光子市场主要企业名单

领先公司的技术开发有助于市场扩张

主要公司简介：

• 英特尔公司（美国）
• 思科系统公司（美国）
• 瞻博网络（美国）
• GlobalFoundries 美国公司（美国）
• Lumentum Operations LLC（美国）
• IBM 公司（美国）
• Broadcom, Inc.（美国）
• 滨松光子学株式会社（日本）
• Synopsys, Inc.（美国）
• OSCPS Motion Sensing Inc.（加拿大）
• Marvell Technology, Inc.（美国）

主要行业发展：

• 2024 年 3 月：Termount 与 GlobalFoundries (GF) 建立合作伙伴关系，以解决将光纤连接到 SiPh 芯片的挑战，从而利用高速光纤连接来实现基于 AI/ML 的应用和数据中心。此次合作旨在解决电信和数据通信应用日益增长的功耗挑战和频段 width 需求。
• 2023 年 10 月：DustPhotonics 推出了首款单芯片 800G-DR8 硅光子芯片，可用于各种数据中心应用，为无缝通信提供高性能计算解决方案。
• 2023 年 9 月：沃达丰与巴伦西亚的 iPronics 和英国的 Salience Labs 合作开发新型硅光子芯片作为硬件。该硬件将用于增强马拉加研发中心开放式无线接入网络 (open RAN) 的能力。
• 2023 年 9 月：Tower Semiconductor 与旭创科技建立合作伙伴关系，推出基于 400G/800G 速度光收发器的多代 Tower 硅光子处理的 PH18 平台。此次合作将有助于提供 SiPh 平台，从而推动人工智能、传感器、汽车 LiDAR 和数据中心市场等各种应用的进步。
• 2022 年 3 月：GlobalFoundries Inc. 与 Cisco Systems, Inc.、Broadcom、Marvell 和 NVIDIA 等一些主要行业参与者合作。该公司还与 Lightmatter、PsiQuantum、Ayar Labs 和 Xanadu 等多家光子供应商合作，以满足市场领导者的先进量子计算需求。

报告覆盖范围

市场研究包括增强垂直行业知识的重要领域。此外，该研究报告还提供了对最新努力和行业发展的见解，并对全球采用的高科技解决方案进行了分析。它还强调了一些促进增长的因素和限制，使读者能够全面了解市场。

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