Marché de la photonique au silicium - Taille de l'industrie mondiale, part, tendances, opportunités et prévisions, 2018-2028, segmenté par composant (lasers, modulateurs, PIC, photodétecteurs et guides d'ondes à très faible perte), par application (centre de données, télécommunication, électronique grand public, santé, automobile et autres), par guide d'ondes (400-1 500 NM, 1 310-1 550 NM et 900-7
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 CustomizationMarché de la photonique au silicium - Taille de l'industrie mondiale, part, tendances, opportunités et prévisions, 2018-2028, segmenté par composant (lasers, modulateurs, PIC, photodétecteurs et guides d'ondes à très faible perte), par application (centre de données, télécommunication, électronique grand public, santé, automobile et autres), par guide d'ondes (400-1 500 NM, 1 310-1 550 NM et 900-7
| Période de prévision | 2024-2028 |
| Taille du marché (2022) | 1,34 milliard USD |
| Marché le plus important | Amérique du Nord |
| TCAC (2023-2028) | 28,79 % |
| Segment à la croissance la plus rapide | Automobile |
Le marché de la photonique sur silicium devrait croître au cours de la période de prévision en raison des développements rapides de l'industrie 5G, combinés à la forte demande de services basés sur le cloud, qui offrent une pléthore d'opportunités aux entreprises qui proposent des produits sur le marché de la photonique sur silicium. Au fil des ans, les principaux acteurs ont manifesté leur intérêt pour la technologie de la photonique sur silicium. Intel Corporation, Cisco Systems, Inc., IBM Corporation et Juniper Networks, Inc., entre autres acteurs, ont investi massivement pour affirmer leur domination sur le marché croissant de la photonique sur silicium. Cependant, même avec une croissance aussi énorme, le marché de la photonique sur silicium est confronté à de nombreux défis, notamment des problèmes d'adoption de différents systèmes de communication, le risque d'effets thermiques et le manque de commercialisation dans le secteur des télécommunications.
La technologie émergente qui transmet des données à l'intérieur des puces informatiques via des faisceaux optiques est appelée photonique sur silicium. Il existe une opportunité importante dans le futur puisque la photonique au silicium. De ce fait, elle peut transférer plus de données tout en utilisant moins d'énergie et sans aucune perte de signal.
Marché mondial de la photonique au silicium facteurs moteurs et tendances
Demande croissante de communication 5GÂ
La technologie de la photonique au silicium devrait complètement changer le secteur des télécommunications. Jusqu'à présent, les données étaient transmises sous forme de signaux électriques via des câbles en cuivre. Cependant, l'émergence de technologies, telles que la communication 5G qui permet des vitesses de données plus rapides, et le débit maximal que le cuivre permet peuvent potentiellement agir comme un goulot d'étranglement sur les vitesses de calcul. Par conséquent, avec la photonique au silicium, du silicium plus structuré sera utilisé pour transmettre des signaux laser porteurs de données et offrira le potentiel de permettre le déplacement plus rapide de plus de données tout en consommant moins d'énergie. De plus, la photonique au silicium peut être facilement fabriquée à la même échelle de masse que les technologies actuelles à base de silicium. De plus, des entreprises comme Intel Corporation intensifient leur portefeuille d'émetteurs-récepteurs photoniques au silicium 100G à utiliser pour les applications 5G et IoT. Les technologies photoniques au silicium sont principalement utilisées dans les systèmes et réseaux de communication optique en raison de leurs caractéristiques avantageuses telles que la bande passante, l'immunité aux champs électromagnétiques et la compatibilité avec la fibre optique et la flexibilité. La fabrication de dispositifs photoniques grâce à des processus compatibles avec les semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire (CMOS) a ouvert une nouvelle voie pour des circuits à faible coût et à encombrement réduit, ce qui permet aux technologies optiques de trouver leur place dans de nombreux segments de réseau et de nouvelles applications. La 5G reconstruit l'unité de bande de base 4G (BBU), l'unité radio distante (RRU) et l'antenne dans l'unité centralisée (CU). D'autre part, l'unité distribuée (DU) et l'unité d'antenne active (AAU) garantissent que le réseau intégrera le fronthaul, le midhaul et le backhaul. Ces changements ont accru la demande d'émetteurs-récepteurs optiques pour répondre aux exigences de bande passante et de distance élevées associées aux liaisons critiques dans l'architecture du réseau 5G.
Le nombre croissant de smartphones et d'autres appareils connectés a augmenté le trafic de données, car ces appareils transfèrent de grandes quantités de données sur un réseau à un moment donné, créant ainsi une demande supplémentaire de 5G de la part des consommateurs finaux. Selon Telefonaktiebolaget LM Ericsson, l'un des principaux fournisseurs de solutions réseau, le trafic mensuel mondial de données mobiles devrait dépasser 100 exaoctets (EB) d'ici la fin de 2023. En outre, le besoin de solutions de réseau à haut débit des secteurs de la santé, de l'électronique grand public et de l'automobile a créé une immense opportunité pour les fournisseurs de services 5G. Par conséquent, la demande croissante d'infrastructures 5G va avoir un impact positif sur la croissance du marché de la photonique sur silicium.
Transmission de données à haut débit via la photonique sur siliciumÂ
L'industrie des télécommunications a adopté la technologie de la fibre optique comme solution améliorée pour répondre à la demande croissante de vitesses plus élevées et de transmission de données à grande capacité sur les fils de cuivre électriques. À l'heure actuelle, une énorme quantité de données est transmise et reçue sur des fibres longue distance, ce qui a conduit au remplacement des commutateurs électriques à forte consommation d'énergie qui nécessitent des conversions optiques-électriques-optiques et provoquent une perte de signal. Cela a conduit à l'émergence de commutateurs photoniques pour améliorer la qualité de transmission et relier une seule transmission à des dizaines et parfois des milliers de serveurs.
De plus, les commutateurs photoniques à base de silicium utilisent la technologie CMOS avancée pour susciter un énorme attrait auprès des chercheurs en tant que plate-forme puissante en raison de leur faible coût et de leur grande capacité. De plus, le câblage en cuivre traditionnel freine l'évolution des centres de données et le calcul haute performance (HPC) en raison de sa faible capacité de transfert de données. De plus, elle est jugée inadéquate pour les applications HPC, les centres de données ou la gestion efficace de volumes de données croissants. En revanche, dans le cas de la photonique sur silicium, les données sont transmises entre les puces informatiques par des rayons optiques, qui peuvent transmettre de grandes quantités de données en moins de temps que les conducteurs électriques. Avec les progrès croissants de la technologie de la photonique sur silicium, on s'attend à ce qu'elle puisse atteindre une vitesse de transfert de données de 1 tbps de manière rentable. Des entreprises telles qu'Intel Corporation, IBM Corporation et Cisco Systems, Inc. considèrent la photonique sur silicium comme une technologie prometteuse qui peut remodeler la façon dont les systèmes de centre de données échangent des données et créer des équipements de rack plus légers. Par conséquent, ces entreprises investissent dans la technologie. IBM Corporation a investi dans sa technologie de nano-photonique sur silicium, qui utilise la lumière au lieu de signaux électriques pour transférer des données, permettant de transférer rapidement d'énormes volumes de données entre les puces informatiques des serveurs, les grands centres de données et les superordinateurs via des impulsions lumineuses. Avec l'intégration des puces photoniques au silicium, il est devenu plus facile de transférer de gros volumes de données (> 100 Go) sur de longues distances en raison de la forte puissance du signal. Actuellement, la technologie photonique au silicium est largement utilisée dans des régions telles que l'Amérique du Nord et l'Europe. De plus, à mesure que la demande de bande passante plus élevée augmente dans des applications telles que les centres de données, l'industrie se tournerait vers l'intégration verticale pour piloter le processus de fabrication. En outre, on s'attend à ce que le développement de produits optoélectroniques connaisse un nombre accru d'activités de recherche dans les années à venir.
Déploiement croissant des centres de donnéesÂ
Les centres de données ont joué un rôle crucial dans l'ingestion, le calcul, le stockage et la gestion des informations. Cependant, de nombreux centres de données sont encombrants, inefficaces et obsolètes. Par conséquent, pour les maintenir en activité, les opérateurs de centres de données les mettent à niveau pour s'adapter à un monde en constante évolution. En outre, en 2021, Cisco Systems, Inc. a affirmé que le trafic au sein des centres de données allait tripler, avec une part importante attribuée aux installations hyperscale telles que celles développées par des acteurs de premier plan tels que Google, Amazon, Facebook, Apple et Microsoft. Les centres de données hyperscale peuvent être étendus à pratiquement n'importe quelle taille souhaitable en raison de leur architecture. Ces centres nécessitent des connexions à haut débit pour déplacer des données forfaitaires entre leurs éléments de base, tels que les serveurs individuels et leurs équipements de support. Les taux de transmission de pointe dans les centres de données sont principalement de 100 Gb/s. Cependant, l'industrie vise actuellement à déployer une vitesse d'environ 400 Gb/s. Cette vitesse devrait également augmenter à l'avenir. La vitesse croissante signifie que les solutions photoniques sur silicium seraient en mesure de progresser plus facilement dans la structure des communications. De plus, la plus grande demande en volume de PIC concerne les interconnexions de centres de données (ou DCI) dans les réseaux de données et de télécommunications, avec de nouvelles applications à venir, telles que la technologie sans fil 5G, les capteurs automobiles ou médicaux. Le phosphure d'indium (InP) est le plus utilisé, mais la photonique sur silicium se développe à un rythme plus rapide. La technologie de la photonique sur silicium est adoptée dans les connexions de système à système dans divers centres de données. On s'attend également à ce que la technologie se déplace entre les sections des puces au sein des serveurs.
Marché mondial de la photonique sur silicium défis
Plateformes de conception et processus de fabrication complexesÂ
La photonique sur silicium gagne rapidement en maturité dans les communications optiques à large bande passante, avec des applications dans les communications de données, les réseaux d'accès et les E/S pour l'électronique à forte intensité de bande passante ainsi que des applications émergentes dans la spectroscopie et la détection. L'intégration de la photonique et de l'électronique est nécessaire pour obtenir les performances les plus optimales de la photonique, par exemple côte à côte, empilée ou sur la même puce. Cependant, la combinaison de la photonique et de l'électronique peut créer une série de nouveaux problèmes du côté de la conception, tels que la co-conception et la co-simulation de circuits photoniques et électroniques complexes, les algorithmes de vérification capables de gérer les circuits photoniques et la tolérance à la variabilité.
Les processus de fabrication, les plateformes de conception et la conception de dispositifs spécifiques pour les applications au niveau du système présentent encore des défis majeurs. La proposition de valeur fondamentale de la photonique sur silicium est qu'elle peut tirer parti de processus de fabrication matures utilisant un traitement CMOS à résolution inférieure par rapport aux puces microélectroniques de pointe actuelles. Cependant, les techniques de fabrication existantes pour les dispositifs électroniques de haute qualité ne permettent pas nécessairement de réaliser des dispositifs optiques de haute qualité en grandes quantités. L'intégration monolithique du CMOS avec la photonique dans les dispositifs photoniques au silicium dépend fortement des règles de conception des processus de fabrication spécifiques, ce qui conduit à des dispositifs qui doivent actuellement être post-traités pour atteindre un rendement élevé.
Problèmes de conditionnement avec les dispositifs photoniques au siliciumÂ
Le conditionnement joue un rôle important dans les implémentations au niveau du système des dispositifs photoniques au silicium. Pour que les dispositifs photoniques au silicium soient commercialisables, il est nécessaire de disposer d'un conditionnement robuste et rentable. Pour que la photonique au silicium soit une plate-forme viable, il est nécessaire d'automatiser le conditionnement. Les problèmes importants liés au conditionnement sont les connexions optiques à haut volume, la stabilité thermique et le conditionnement approprié des composants électroniques. La plupart des dispositifs photoniques au silicium commerciaux sont des émetteurs-récepteurs. Les coupleurs à réseau fournissent généralement des connexions optiques.
La stabilité thermique est également un problème important dans le conditionnement des dispositifs photoniques au silicium. Certains de ces dispositifs utilisent de grandes variations de l'indice de réfraction induites thermiquement. Les dispositifs doivent être conditionnés de manière à ce que les fluctuations de température externes ne modifient pas le fonctionnement du dispositif. De plus, les propriétés physiques de la photonique au silicium, qui conduisent à cette génération thermique excessive, sont l'absorption à deux photons, un processus dans lequel une paire électron-trou est excitée à l'aide d'une paire de photons. Ce processus génère cependant de la chaleur et de la lumière indésirables. En raison de la génération de chaleur thermique, la technologie photonique au silicium est considérée comme une technologie non écologique, car la pollution thermique augmente considérablement la température ambiante. Français Par conséquent, l'emballage avec des refroidisseurs thermoélectriques (TEC) devient de plus en plus courant. Cependant, ces composants augmentent la puissance globale et le coût de l'appareil.\
Segments de marché
Le marché mondial de la photonique au silicium est segmenté en composant, application, guide d'ondes, produit, matériau et région. En fonction du composant, le marché est segmenté en lasers, modulateurs, PIC, photodétecteurs, guides d'ondes à très faible perte. En fonction de l'application, le marché est segmenté en centres de données, télécommunications, électronique grand public, soins de santé, automobile et autres. En fonction du guide d'ondes, le marché est segmenté en 400-1 500 NM, 1 310-1 550 NM, 900-7 000 NM. En fonction du produit, le marché est segmenté en émetteurs-récepteurs, atténuateurs optiques variables, commutateurs, câbles, capteurs. En fonction du matériau, le marché est segmenté en silicium ou alliages à base de silicium, phosphure d'indium et autres. En fonction de la région, le marché est segmenté en Amérique du Nord, Asie-Pacifique, Europe, Amérique du Sud, Moyen-Orient et Afrique.
Acteurs du marché
| Attribut | Détails |
| Année de base | 2022 |
| Données historiques | 2018 – 2022 |
| Année estimée | 2023 |
| Période de prévision | 2024 – 2028 |
| Unités quantitatives | Chiffre d'affaires en millions USD et TCAC pour 2018-2022 et 2023-2028 |
| Couverture du rapport | Prévisions de revenus, part de marché de l'entreprise, facteurs de croissance et tendances |
| Segments couverts | Composant Application Guide d'ondes Produit Matériau Région |
| Portée régionale | Amérique du Nord, Asie-Pacifique, Europe, Amérique du Sud, Moyen-Orient et Afrique |
| Périmètre du pays | États-Unis, Canada, Mexique, Chine, Inde, Japon, Singapour, Corée du Sud, Allemagne, Italie, Espagne, Royaume-Uni, France, Émirats arabes unis, Arabie saoudite, Afrique du Sud, Brésil, Argentine, Colombie |
| Principales sociétés présentées | Intel Corporation, Luxtera Inc. (filiale de Cisco Systems, Inc.), Acacia Communications, Inc., Infinera Corporation, IBM Corporation, Finisar Corporation, STMicroelectronics NV, Fujitsu Ltd., OneChip Photonics Inc., NeoPhotonics Corporation |
| Portée de la personnalisation | Personnalisation gratuite du rapport à 10 % avec l'achat. Ajout ou modification du pays, de la région et Portée du segment. |
| Options de tarification et d'achat | Profitez d'options d'achat personnalisées pour répondre à vos besoins de recherche exacts. |
| Format de livraison | PDF et Excel par e-mail (nous pouvons également fournir la version modifiable du rapport au format PPT/Word sur demande spéciale) |
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