Markt für Siliziumphotonik – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, 2018–2028, segmentiert nach Komponente (Laser, Modulatoren, PICs, Photodetektoren und Wellenleiter mit extrem geringem Verlust), nach Anwendung (Rechenzentrum, Telekommunikation, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Automobil und andere), nach Wellenleiter (400–1.500 NM, 1.310–1.550 NM und 900–7.000 NM)
Published Date: January - 2025 | Publisher: MIR | No of Pages: 320 | Industry: ICT | Format: Report available in PDF / Excel Format
View Details Buy Now 2890 Download Sample Ask for Discount Request CustomizationMarkt für Siliziumphotonik – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, 2018–2028, segmentiert nach Komponente (Laser, Modulatoren, PICs, Photodetektoren und Wellenleiter mit extrem geringem Verlust), nach Anwendung (Rechenzentrum, Telekommunikation, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Automobil und andere), nach Wellenleiter (400–1.500 NM, 1.310–1.550 NM und 900–7.000 NM)
| Prognosezeitraum | 2024–2028 |
| Marktgröße (2022) | 1,34 Milliarden USD |
| Größter Markt | Nordamerika |
| CAGR (2023–2028) | 28,79 % |
| Am schnellsten wachsendes Segment | Automobil |
Der Markt für Siliziumphotonik wird im Prognosezeitraum voraussichtlich wachsen, da sich die 5G-Branche rasant entwickelt und die Nachfrage nach Cloud-basierten Diensten stark ansteigt. Diese bieten Unternehmen, die Produkte auf dem Siliziumphotonikmarkt anbieten, eine Fülle von Möglichkeiten. Im Laufe der Jahre haben wichtige Akteure Interesse an der Siliziumphotoniktechnologie gezeigt. Intel Corporation, Cisco Systems, Inc., IBM Corporation und Juniper Networks, Inc. haben neben anderen Akteuren massiv investiert, um ihre Vorherrschaft auf dem wachsenden Siliziumphotonikmarkt zu behaupten. Trotz dieses enormen Wachstums steht der Siliziumphotonikmarkt jedoch vor vielen Herausforderungen, darunter Probleme bei der Einführung verschiedener Kommunikationssysteme, das Risiko thermischer Effekte und mangelnde Kommerzialisierung im Telekommunikationssektor.
Die aufkommende Technologie, die Daten innerhalb von Computerchips über optische Strahlen überträgt, wird Siliziumphotonik genannt. In Zukunft ergeben sich durch die Siliziumphotonik erhebliche Chancen. Dadurch können mehr Daten bei geringerem Stromverbrauch und ohne Signalverlust übertragen werden.
Globaler SiliziumphotonikmarktTreiber und Trends
Steigende Nachfrage nach 5G-Kommunikation
Die Siliziumphotoniktechnologie wird die Telekommunikationsbranche voraussichtlich komplett verändern. Bisher wurden Daten in Form von elektrischen Signalen über Kupferkabel übertragen. Das Aufkommen von Technologien wie der 5G-Kommunikation, die schnellere Datengeschwindigkeiten ermöglichen, und der maximale Durchsatz, den Kupfer ermöglicht, können jedoch möglicherweise zu einem Engpass bei der Rechengeschwindigkeit führen. Daher wird bei der Siliziumphotonik mehr gemustertes Silizium verwendet, um datentragende Lasersignale zu übertragen, und das Potenzial birgt, mehr Daten schneller zu übertragen und gleichzeitig weniger Strom zu verbrauchen. Darüber hinaus kann die Siliziumphotonik problemlos im gleichen Massenmaßstab hergestellt werden wie aktuelle siliziumbasierte Technologien. Darüber hinaus erweitern Unternehmen wie die Intel Corporation ihr Portfolio an 100G-Siliziumphotonik-Transceivern für 5G- und IoT-Anwendungen.
Siliziumphotonik-Technologien werden aufgrund ihrer günstigen Eigenschaften wie Bandbreite, Immunität gegenüber elektromagnetischen Feldern sowie Kompatibilität mit Glasfaser und Flexibilität hauptsächlich in optischen Kommunikationssystemen und -netzwerken eingesetzt. Die Herstellung photonischer Geräte durch CMOS-kompatible Prozesse (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) hat einen neuen Weg für kostengünstige Schaltkreise mit geringerem Platzbedarf geebnet, sodass optische Technologien in zahlreichen Netzwerksegmenten und neuen Anwendungen zu finden sind. 5G baut die 4G-Basisbandeinheit (BBU), die Radio Remote Unit (RRU) und die Antenne in einer zentralisierten Einheit (CU) um. Andererseits stellen die verteilte Einheit (DU) und die aktive Antenneneinheit (AAU) sicher, dass das Netzwerk Fronthaul, Midhaul und Backhaul umfasst. Diese Veränderungen haben die Anforderungen an optische Transceiver erhöht, um die hohen Bandbreiten- und Entfernungsanforderungen zu erfüllen, die mit kritischen Verbindungen in der 5G-Netzwerkarchitektur verbunden sind.
Die steigende Anzahl von Smartphones und anderen vernetzten Geräten hat den Datenverkehr erhöht, da diese Geräte zu einem bestimmten Zeitpunkt große Datenmengen über ein Netzwerk übertragen, was die Nachfrage nach 5G seitens der Endverbraucher weiter steigert. Laut Telefonaktiebolaget LM Ericsson, einem führenden Anbieter von Netzwerklösungen, wird der monatliche globale mobile Datenverkehr bis Ende 2023 voraussichtlich 100 ExaByte (EB) überschreiten. Darüber hinaus hat der Bedarf an Hochgeschwindigkeitsnetzwerklösungen aus den Bereichen Gesundheitswesen, Unterhaltungselektronik und Automobil eine enorme Chance für 5G-Dienstanbieter geschaffen. Daher wird sich die steigende Nachfrage nach 5G-Infrastruktur positiv auf das Wachstum des Siliziumphotonik-Marktes auswirken.
Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung durch Siliziumphotonik
Die Telekommunikationsbranche hat die Glasfasertechnologie als verbesserte Lösung angenommen, um der steigenden Nachfrage nach höheren Geschwindigkeiten und Datenübertragungen mit großer Kapazität über elektrische Kupferdrähte gerecht zu werden. Derzeit werden riesige Datenmengen über Langstreckenfasern gesendet und empfangen, was zum Ersatz stromverbrauchender elektrischer Schalter geführt hat, die optisch-elektrisch-optische Umwandlungen erfordern und Signalverluste verursachen. Dies hat zur Entstehung photonischer Schalter geführt, um die Übertragungsqualität zu verbessern und eine einzelne Übertragung mit Dutzenden und manchmal Tausenden von Servern zu verbinden.
Darüber hinaus nutzen siliziumbasierte photonische Schalter fortschrittliche CMOS-Technologie, um aufgrund ihrer geringen Kosten und hohen Kapazität bei Forschern als leistungsstarke Plattform große Anziehungskraft zu erregen. Darüber hinaus bremst die herkömmliche Kupferverkabelung die Entwicklung von Rechenzentren und Hochleistungsrechnen (HPC) aufgrund ihrer langsamen Datenübertragungskapazität. Darüber hinaus wird es für HPC-Anwendungen, Rechenzentren oder die effiziente Verwaltung wachsender Datenmengen als unzureichend erachtet. Bei der Siliziumphotonik hingegen werden Daten zwischen Computerchips durch optische Strahlen übertragen, die große Datenmengen in kürzerer Zeit übertragen können als elektrische Leiter. Mit den zunehmenden Fortschritten in der Siliziumphotonik-Technologie wird erwartet, dass Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 1 Tbps auf kostengünstige Weise erreicht werden können.
Unternehmen wie Intel Corporation, IBM Corporation und Cisco Systems, Inc. betrachten die Siliziumphotonik als eine vielversprechende Technologie, die die Art und Weise, wie Rechenzentrumssysteme Daten austauschen, neu gestalten und schlankere Rack-Ausstattung schaffen kann. Daher investieren diese Unternehmen in die Technologie. Die IBM Corporation hat in ihre Silizium-Nanophotonik-Technologie investiert, die zur Datenübertragung Licht anstelle von elektrischen Signalen verwendet, sodass riesige Datenmengen schnell zwischen Computerchips in Servern, großen Rechenzentren und Supercomputern per Lichtimpulsen übertragen werden können. Durch die Integration von Silizium-Photonik-Chips ist es aufgrund der starken Signalstärke einfacher geworden, große Datenmengen (> 100 GB) über weite Entfernungen zu übertragen. Derzeit wird die Silizium-Photonik-Technologie in Regionen wie Nordamerika und Europa umfassend eingesetzt. Da außerdem die Nachfrage nach höherer Bandbreite in Anwendungen wie Rechenzentren steigt, wird die Branche in Richtung vertikale Integration gehen, um den Herstellungsprozess voranzutreiben. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Entwicklung optoelektronischer Produkte in den kommenden Jahren eine erhöhte Anzahl von Forschungsaktivitäten erfahren wird.
Zunehmende Bereitstellung von Rechenzentren
Rechenzentren haben eine entscheidende Rolle bei der Aufnahme, Berechnung, Speicherung und Verwaltung von Informationen gespielt. Viele Rechenzentren sind jedoch klobig, ineffizient und veraltet. Um sie am Laufen zu halten, rüsten die Betreiber von Rechenzentren sie daher auf, um sie an die sich ständig verändernde Welt anzupassen. Darüber hinaus behauptete Cisco Systems, Inc. im Jahr 2021, dass sich der Datenverkehr in Rechenzentren verdreifachen wird, wobei ein großer Anteil auf Hyperscale-Einrichtungen wie jene zurückzuführen ist, die von führenden Unternehmen wie Google, Amazon, Facebook, Apple und Microsoft entwickelt werden. Hyperscale-Rechenzentren können aufgrund ihrer Architektur auf praktisch jede gewünschte Größe erweitert werden. Diese Zentren benötigen Hochgeschwindigkeitsverbindungen, um große Datenmengen zwischen ihren Grundbausteinen, wie den einzelnen Servern und ihrer unterstützenden Ausrüstung, zu übertragen.
Die modernen Übertragungsraten in Rechenzentren liegen meist bei 100 Gb/s. Die Branche strebt derzeit jedoch eine Geschwindigkeit von etwa 400 Gb/s an. Es wird erwartet, dass diese Geschwindigkeit in Zukunft noch weiter steigen wird. Die zunehmende Geschwindigkeit bedeutet, dass Siliziumphotonik-Lösungen problemlos tiefer in die Kommunikationsstruktur vordringen können. Darüber hinaus besteht die größte Nachfrage nach PICs für Rechenzentrumsverbindungen (oder DCIs) in Daten- und Telekommunikationsnetzwerken, wobei neue Anwendungen wie 5G-Funktechnologie, Automobil- oder medizinische Sensoren hinzukommen. Indiumphosphid (InP) wird am häufigsten verwendet, aber die Siliziumphotonik wächst noch schneller. Die Siliziumphotonik-Technologie wird in verschiedenen Rechenzentren für System-zu-System-Verbindungen eingesetzt. Es wird erwartet, dass die Technologie auch zwischen den Abschnitten auf den Chips innerhalb der Server weiter verbreitet wird.
Globaler Siliziumphotonik-MarktHerausforderungen
Komplexe Designplattformen und Herstellungsprozesse
Die Siliziumphotonik gewinnt in der optischen Kommunikation mit hoher Bandbreite schnell an Reife, mit Anwendungen in der Datenkommunikation, Zugangsnetzen und I/O für bandbreitenintensive Elektronik sowie neuen Anwendungen in der Spektroskopie und Sensorik. Die Integration von Photonik und Elektronik ist erforderlich, um die optimale Leistung der Photonik zu erzielen, beispielsweise nebeneinander, gestapelt oder auf demselben Chip. Die Kombination von Photonik und Elektronik kann jedoch eine Reihe neuer Probleme auf der Designseite mit sich bringen, wie z. B. Co-Design und Co-Simulation komplexer photonischer und elektronischer Schaltkreise, Verifizierungsalgorithmen, die mit photonischen Schaltkreisen umgehen können, und Toleranz gegenüber Variabilität.
Es gibt immer noch große Herausforderungen bei den Herstellungsprozessen, Designplattformen und dem spezifischen Gerätedesign für Anwendungen auf Systemebene. Der grundlegende Wertvorschlag der Siliziumphotonik besteht darin, dass sie im Vergleich zu aktuellen hochmodernen Mikroelektronikchips ausgereifte Herstellungsprozesse mit CMOS-Verarbeitung mit niedrigerer Auflösung nutzen kann. Die vorhandenen Herstellungstechniken für hochwertige elektronische Geräte realisieren jedoch nicht unbedingt hochwertige optische Geräte in großen Mengen. Die monolithische Integration von CMOS mit Photonik in Siliziumphotonikgeräten hängt stark von den Designregeln der spezifischen Herstellungsprozesse ab, was zu Geräten führt, die derzeit nachbearbeitet werden müssen, um eine hohe Ausbeute zu erzielen.
Verpackungsprobleme bei Siliziumphotonikgeräten
Die Verpackung spielt bei Systemimplementierungen von Siliziumphotonikgeräten eine wichtige Rolle. Damit Siliziumphotonikgeräte marktfähig sind, ist eine kostengünstige, robuste Verpackung erforderlich. Damit Siliziumphotonik eine tragfähige Plattform darstellt, muss die Verpackung automatisiert werden. Wesentliche Probleme bei der Verpackung sind optische Verbindungen in großen Mengen, thermische Stabilität und die ordnungsgemäße Verpackung elektronischer Komponenten. Die meisten kommerziellen Siliziumphotonikgeräte sind Transceiver. Gitterkoppler stellen normalerweise optische Verbindungen bereit.
Die thermische Stabilität ist auch ein wesentliches Problem bei der Verpackung von Siliziumphotonikgeräten. Einige dieser Geräte verwenden große thermisch induzierte Änderungen des Brechungsindex. Die Geräte müssen so verpackt werden, dass externe Temperaturschwankungen den Betrieb des Geräts nicht beeinträchtigen. Darüber hinaus ist die physikalische Eigenschaft der Siliziumphotonik, die zu dieser übermäßigen Wärmeentwicklung führt, die Zweiphotonenabsorption, ein Prozess, bei dem ein Elektron-Loch-Paar mithilfe eines Photonenpaars angeregt wird. Dieser Prozess erzeugt jedoch unerwünschte Wärme und Licht. Aufgrund der thermischen Wärmeentwicklung gilt die Siliziumphotonik-Technologie als nicht umweltfreundliche Technologie, da die thermische Verschmutzung die Umgebungstemperatur erheblich erhöht. Daher wird die Verpackung mit thermischen elektrischen Kühlern (TEC) immer üblicher. Diese Komponenten erhöhen jedoch die Gesamtleistung und die Kosten des Geräts.\
Marktsegmente
Der globale Siliziumphotonikmarkt ist in Komponente, Anwendung, Wellenleiter, Produkt, Material und Region unterteilt. Basierend auf der Komponente ist der Markt in Laser, Modulatoren, PICs, Fotodetektoren und Wellenleiter mit extrem geringem Verlust unterteilt. Basierend auf der Anwendung ist der Markt in Rechenzentren, Telekommunikation, Unterhaltungselektronik, Gesundheitswesen, Automobil und andere unterteilt. Basierend auf dem Wellenleiter ist der Markt in 400–1.500 NM, 1.310–1.550 NM und 900–7.000 NM unterteilt. Basierend auf dem Produkt ist der Markt in Transceiver, variable optische Dämpfungsglieder, Schalter, Kabel und Sensoren unterteilt. Basierend auf dem Material ist der Markt in Silizium oder siliziumbasierte Legierungen, Indiumphosphid und andere unterteilt. Basierend auf der Region ist der Markt in Nordamerika, Asien-Pazifik, Europa, Südamerika und Naher Osten und Afrika segmentiert.
Marktteilnehmer
| Attribut | Details |
| Basisjahr | 2022 |
| Historische Daten | 2018–2022 |
| Geschätztes Jahr | 2023 |
| Prognosezeitraum | 2024 – 2028 |
| Quantitative Einheiten | Umsatz in Millionen USD und CAGR für 2018–2022 und 2023–2028 |
| Berichtsumfang | Umsatzprognose, Unternehmensanteil, Wachstumsfaktoren und Trends |
| Abgedeckte Segmente | Komponente Anwendung Wellenleiter Produkt Material Region |
| Regionaler Umfang | Nordamerika, Asien-Pazifik, Europa, Südamerika, Naher Osten und Afrika |
| Länderumfang | USA, Kanada, Mexiko, China, Indien, Japan, Singapur, Südkorea, Deutschland, Italien, Spanien, Vereinigtes Königreich, Frankreich, Vereinigte Arabische Emirate, Saudi-Arabien, Südafrika, Brasilien, Argentinien, Kolumbien |
| Profilierte wichtige Unternehmen | Intel Corporation, Luxtera Inc. (Tochtergesellschaft von Cisco Systems, Inc.), Acacia Communications, Inc., Infinera Corporation, IBM Corporation, Finisar Corporation, STMicroelectronics NV, Fujitsu Ltd., OneChip Photonics Inc., NeoPhotonics Corporation |
| Umfang der Anpassung | 10 % kostenlose Berichtsanpassung beim Kauf. Ergänzung oder Änderung von Länder-, Regional- und Ländereinstellungen. Segmentumfang. |
| Preis- und Kaufoptionen | Nutzen Sie individuelle Kaufoptionen, um genau Ihren Forschungsanforderungen gerecht zu werden. |
| Lieferformat | PDF und Excel per E-Mail (Auf besonderen Wunsch können wir auch die bearbeitbare Version des Berichts im PPT-/Word-Format bereitstellen) |
FAQ'S
For a single, multi and corporate client license, the report will be available in PDF format. Sample report would be given you in excel format. For more questions please contact:
Within 24 to 48 hrs.
You can contact Sales team (sales@marketinsightsresearch.com) and they will direct you on email
You can order a report by selecting payment methods, which is bank wire or online payment through any Debit/Credit card, Razor pay or PayPal.
Discounts are available.
Hard Copy