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市場調査レポート
商品コード
1404333

フォトニック集積回路-市場シェア分析、産業動向・統計、2024～2029年成長予測

Photonic Integrated Circuit - Market Share Analysis, Industry Trends & Statistics, Growth Forecasts 2024 - 2029
出版日: | 発行: Mordor Intelligence | ページ情報: 英文 120 Pages | 納期: 2～3営業日

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フォトニック集積回路-市場シェア分析、産業動向・統計、2024～2029年成長予測
出版日: 2024年01月04日
発行: Mordor Intelligence
ページ情報: 英文 120 Pages
納期: 2～3営業日
ご注意事項 :
本レポートは最新情報反映のため適宜更新し、内容構成変更を行う場合があります。ご検討の際はお問い合わせください。
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概要

フォトニック集積回路の市場規模は2024年に151億1,000万米ドルと推定され、2029年には383億5,000万米ドルに達すると予測され、予測期間（2024～2029年）のCAGRは20.47%で成長します。

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主要ハイライト

  • 単一チップを取り付けるとすぐに、導波路、レーザー、変調器、検出器などのフォトニクスのさまざまなコンポーネントがフォトニック集積回路として知られるようになります。フォトニック集積回路は、従来のICに比べて非常に高速で、高い帯域幅に対応し、エネルギー効率も高いです。これらの特徴は、従来のICに関連する基本的な欠点のいくつかに対処してきました。
  • フォトニックICの場合、このような重要な用途で消費される電力を少なくとも50％削減できます。光子でカバーできる周波数は、マイクロエレクトロニクスでカバーできるスペクトルの約1,000～1万倍であり、フォトニックICを使用することで、エンドユーザーは、従来のICよりもはるかにエネルギー効率の高い高周波を実現できることを示唆しています。
  • ハイブリッドモノリシックアプローチで製造されるフォトニクスデバイスのこのような低コスト化は、データ駆動型エコシステムの結果として毎年指数関数的に成長しており、エンドユーザーの用途から大きな需要を見出しています。
  • さらに、複数の市場参入企業が、高集積フォトニクス技術の一部として、また、特にデータセンター内でCOVID-19パンデミック対応によって増大するネットワークトラフィックに対応するために、フォトニック集積回路の積極的な開発を活用しようと取り組んでいます。
  • ハイブリッドフォトニックICは高効率で、旧世代の従来型ICと比較して多くの利点がありますが、従来のICに見られるような市場浸透レベルには達していません。
  • 監視市場は、COVID-19のような脅威やシナリオによって成長しています。世界中の多くの公共の場では、シリコンベースのデジタルビデオ技術と半導体光電面技術を組み合わせた高感度暗視センサー、カメラ、システムを実現する光学センサーやフォトニックセンサーが導入されています。

フォトニック集積回路の市場動向

通信とデータセンターでの用途拡大が市場を牽引

  • 通信事業やデータセンターにおいて、ハイブリッドフォトニック集積回路は幅広い用途を提供します。通信やデータセンター市場でハイブリッドフォトニック集積回路の採用が増加している基本的な要因は、既存のICでは対応できない高転送レートへのニーズです。
  • 大容量ネットワークや5Gの発展も高速化に寄与しています。トランシーバーと受動部品の開発と普及を通じて、フォトニック集積回路技術は通信分野でよく知られた技術として台頭してきました。ワイヤレスと無線技術は5G開発の焦点となっています。
  • しかし、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伝送する上で極めて重要です。
  • さらに、多くのメーカーが高度な技術革新の恩恵を受けて、ニーズに沿った低コストのハイブリッドフォトニック集積回路ハードウェアを開発しています。さらに、クラウド・用途の増加により、データセンター（DC）で処理しなければならないトラフィックが急速に拡大しています。
  • Uptime Instituteがデータセンター業界について実施した調査によると、ほとんどの事業者はDCの運用に関連する戦略を組み合わせて採用しています。ITワークロードがさまざまなサービスやデータセンターに分散する中、Uptimeは全ワークロードの約3分の1がクラウド、コロケーション、ホスティング、SaaS（Software-as-a-Service）サプライヤーにシフトしていることを共有しました。
  • 実際、シスコによると、2022年までにデータセンターのワークロードの92％がクラウドコンピューティングになると予想されており、ハイブリッドフォトニック集積回路を通じて利用可能な、より高度なスイッチングとデータ転送デバイスに対する重要なニーズがあることを示しています。
  • さらに、より広い帯域幅に対する旺盛な需要と、中小企業によるクラウドサービスの強力な採用が、COVID-19の中で一般的に高まり、データセンターの需要を押し上げました。スイッチデータとトランシーバのデータレート増加の動向がフォトニック集積回路採用を後押ししています。
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北米が主要市場シェアを占める

  • 北米では、フォトニック集積回路ベースの製品に対する需要が、データセンターと光ファイバー通信WAN用途によって牽引されています。高速でデータを伝送するニーズの高まりにより、クラウドコンピューティングのトラフィックが増加しており、フォトニクスインターネットの急速なイントロダクションより、同地域全体でIC産業が盛んになりそうです。
  • Cloudsceneによると、米国は世界で最も多くのデータセンターを保有しており、i.ほぼ2,700、これは世界のほぼ33%にあたる。
  • また、モバイル、ビデオ、クラウドサービスがますますビジネスに不可欠なものとなるにつれ、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高まりに対応しなければならないです。特に、各社が光ネットワークをフォトニック集積回路ベースで構築することが予想され、これが市場の成長にプラスに働く可能性があります。IBM Corporation、Intel Corporation、Cisco Systems Inc.など、通信の課題に対するフォトニック集積回路ベースのソリューションに取り組んでいる国際企業は、この地域の学界、企業、政府のパートナーと協力してきました。
  • 官民パートナーシップは、米国のAIM Photonics（American Institute for Manufacturing Integrated Photonics、ニューヨーク州ロチェスター）、カナダのフォトニック産業コンソーシアム・フロリダフォトニックス・クラスター、オンタリオ・フォトニクス産業ネットワークなど、中小企業のための全国的な研究コンソーシアムを形成してきました。
  • データ転送速度と帯域幅の要件が高まる中、企業はフォトニック集積回路への移行を推進し始めています。電気や電子の代わりに光や光子を扱うフォトニック集積回路は、より高い帯域幅と効率を提供できる可能性があり、将来の用途に適しています。フォトニック集積回路は、量子コンピューティングのような技術を向上させる新たな方法を見出してきました。
  • 2022年12月、オープンライトは800G DR8フォトニック集積回路を発表し、世界のデータセンター相互接続業界を前進させました。オープンライトは、タワーセミコンダクターが提供するレーザーを集積したオープンシリコンフォトニクスファウンドリープラットフォームを使用して、これらのウエハーを製造し、テストしました。

フォトニック集積回路産業概要

フォトニック集積回路市場の競争は激しく、Neophotonics Corporation、Poet Technologies、Cisco Systems Inc.、Infinera Corporationなどの大手企業が参入しています。市場シェアでは、現在少数の大手企業が市場を独占しています。しかし、技術革新や技術の進歩に伴い、多くの企業が新規契約の獲得や新市場の開拓によって市場での存在感を高めています。最近の市場開拓をいくつか紹介します。

2023年3月、iPronics社は、ワイヤレス信号処理、データセンター、機械学習、その他の高度なコンピューティング用途向けのプログラマブルフォトニックチップを開発しました。同社は、さまざまな用途のニーズに対応できる光ハードウェアをベースとしたプログラマブルフォトニックシステムを開発しています。

2022年3月、EFFECT PhotonicsとJabil Photonicsは、新世代のコヒーレント光モジュールの開発を目的とした協力を発表しました。このモジュールは、QSFP-high DDの性能、小さな設置面積、低消費電力とコスト、現場での交換可能性、クラウドDCI（データセンター・インターコネクト）のベンダー間の相互運用性などの利点を求めるネットワーク事業者やハイパースケーラーにユニークなソリューションを提供します。次世代コヒーレント光モジュールは、データフロー、サービス継続性、セキュリティ問題、世界展開、持続可能性に対する需要の増加に対応します。

2022年3月、ColorChip Groupと、異種集積シリコンフォトニクスの垂直統合型パイオニアであるSkorpios Technologies Inc.は、スコルピオスの破壊的な光学技術を利用して、従来にない価格で光モジュールを生産する戦略的パートナーシップを確立しました。ColorChipは、自社ブランドのモジュールと、Skorpiosが様々な速度と性能レベルで販売するプライベートブランドモジュールを販売します。将来的には、Co-packaged OpticsやCoherent Modulesなどの製品を共同で開発する予定です。

その他の特典：

  • エクセル形式の市場予測（ME）シート
  • 3ヶ月間のアナリストサポート

目次

第1章 イントロダクション

  • 調査の前提条件と市場定義
  • 調査範囲

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場洞察

  • 市場概要
  • 業界の魅力度-ポーターのファイブフォース分析
    • 供給企業の交渉力
    • 消費者の交渉力
    • 新規参入業者の脅威
    • 競争企業間の敵対関係
    • 代替品の脅威
  • 主要マクロ経済要因が市場に与える影響の評価

第5章 市場力学

  • 市場促進要因
    • 通信とデータセンターにおける用途の成長
    • フォトニック集積回路小型化のための投資と研究
  • 市場の課題
    • 従来型ICへの需要継続
    • 光ネットワークの容量不足

第6章 市場セグメンテーション

  • 原材料のタイプ別
    • III-V材料
    • ニオブ酸リチウム
    • シリカ・オン・シリコン
    • その他の原材料
  • 統合プロセス別
    • ハイブリッド
    • モノリシック
  • 用途別
    • 通信
    • バイオメディカル
    • データセンター
    • その他の用途（光センサー（LiDAR）、計測機器）
  • 地域別
    • 北米
    • 欧州
    • アジア太平洋
    • 世界のその他の中東・アフリカ

第7章 競合情勢

  • 企業プロファイル
    • NeoPhotonics Corporation
    • POET Technologies
    • II-VI Incorporated
    • Infinera Corporation
    • Intel Corporation
    • Cisco Systems Inc.
    • Source Photonics Inc.
    • Lumentum Holdings
    • Caliopa（Huawei Technologies Co. Ltd）
    • Effect Photonics
    • Colorchip Ltd

第8章 投資分析

第9章 市場の将来

目次
Product Code: 59006
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The Photonic Integrated Circuit Market size is estimated at USD 15.11 billion in 2024, and is expected to reach USD 38.35 billion by 2029, growing at a CAGR of 20.47% during the forecast period (2024-2029).

Key Highlights

  • As soon as a single chip is attached, different components of the photonics, like waveguides, lasers, modulators, and detectors, become known as photonic integrated circuits. Photonic integrated circuits are extremely fast, accommodate higher bandwidth, and have high energy efficiency compared to traditional ICs. These features have dealt with some of the fundamental drawbacks associated with traditional ICs.
  • In the case of photonic ICs, the power consumed in such critical applications could be reduced by at least 50%. The frequencies that could be covered with photons are about 1,000-10,000 times higher than the spectrum covered with microelectronics, implying that by using photonic ICs, end users can achieve much higher frequencies that are far more energy-efficient than traditional ICs.
  • These low costs of photonics devices manufactured through the hybrid monolithic approach are growing exponentially every year as a result of DataDriven Ecosystems, finding great demand from end users' applications.
  • In addition, several market participants are working to take advantage of PIC's active developments as part of a highly integrated photonic technology and in order to meet the growing volume of network traffic driven by COVID-19 pandemic responses, particularly within data centers.
  • While hybrid photonic ICs are highly efficient and have a number of advantages compared to previous generations of conventional ICs, they do not achieve the level of market penetration found in traditional ICs.
  • The surveillance market is growing with threats and scenarios like COVID-19. Many public places worldwide are deploying optical and photonic sensors that enable high-sensitivity night vision sensors, cameras, and systems combined with semiconductor photocathode technology with silicon-based digital video technology.

Photonic Integrated Circuit Market Trends

Growing Applications in Telecommunications and Data Centers to Drive the Market

  • In telecommunication businesses and data centers, hybrid PICs offer a wide range of applications. The basic factor that has led to the increased adoption of hybrid PICs in the telecommunications and data center markets is their need for a higher transfer rate, which existing ICs cannot accommodate.
  • The development of high-capacity networks and 5G have also contributed to an increase in speed. Through the development and widespread acceptance of transceivers and passive components, PIC technologies have emerged as a technology well-known within the telecommunications sector. Wireless and radio technology has become a focus of the development of 5G.
  • However, photonics and fiber optics have been critical in transporting signals to and from the new generation of base stations.
  • Moreover, many manufacturers are benefiting from the high degree of innovation that is allowing them to develop low-cost hybrid PIC hardware in line with their needs. In addition, an increasing number of cloud applications are rapidly upscaling the traffic that has to be handled by data centers (DC).
  • According to the survey conducted by Uptime Institute on the data center industry, most operators employ a mix of strategies related to DC operations. With IT workloads spread across various services and data centers, Uptime shared that about one-third of all workloads shifted to the cloud, colocation, hosting, and Software-as-a-Service (SaaS) suppliers.
  • As a matter of fact, according to Cisco, 92% of the workload in data centers will be cloud computing by 2022, which indicates that there is an important need for more advanced switching and data transfer devices available through hybrid PICs.
  • Additionally, booming demand for larger bandwidth and strong adoption of cloud services by SMEs typically heightened amid COVID-19 boosted the demand for data centers. A growing trend of increasing switch data and transceiver data rates is driving PIC adoption.
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North America to Hold Major Market Share

  • In North America, the demand for photonic integrated circuits (PIC)-based products is driven by data centers and fiber optic communication WAN applications. A growing need to transmit data at fast speeds has led to an increase in cloud computing traffic, and the rapid introduction of the Internet of photonics is likely to lead to a flourishing IC industry across the region.
  • According to Cloudscene, the United States holds the highest number of data centers globally, i.e., almost 2,700, which is almost 33% of the world's.
  • In addition, service providers must meet the growing demand for network capacity as mobile, video, and cloud services increasingly become an integral part of their business. In particular, it is expected that companies will base their optical networks on PICs, which may have a positive effect on the growth of the market. International companies working on PIC-based solutions for telecommunications challenges, including IBM Corporation, Intel Corporation, and Cisco Systems Inc., have worked together with academia, business, and government partners throughout the region.
  • Public-private partnerships have forged national research consortiums for smaller enterprises, such as the American Institute for Manufacturing Integrated Photonics (AIM Photonics, Rochester, NY) in the United States, the Canadian Photonic Industry Consortium Florida Photonics Cluster, and the Ontario Photonics Industry Network.
  • With increasing data rates and bandwidth requirements, companies have started to push for a shift toward PICs. PICs working with light and photons instead of electricity and electrons could offer higher bandwidth and efficiency, making them well-suited for future applications. PICs have been finding new ways to improve technology, like quantum computing.
  • In Dec 2022, OpenLight unveiled an 800 G DR8 photonic integrated circuit to advance the global data center interconnect industry. OpenLight has fabricated and tested these wafers using the open silicon photonics foundry platform with integrated lasers offered by open silicon photonics foundry platform with integrated lasers offered by Tower Semiconductor.

Photonic Integrated Circuit Industry Overview

The photonic integrated circuit market is moderately competitive and consists of several major players like Neophotonics Corporation, Poet Technologies, Cisco Systems Inc., and Infinera Corporation. In terms of market share, few major players currently dominate the market. However, with innovations and technological advancements, many companies are increasing their market presence by securing new contracts and tapping new markets. Some of the recent developments in the market are:

In March 2023, iPronics created a programmable photonic chip for wireless signal processing, data centers, machine learning, and other advanced computing applications. The company is developing programmable photonic systems based on optical hardware that can be adapted to meet the needs of different applications.

In March 2022, EFFECT Photonics and Jabil Photonics announced a cooperation with the aim of developing a new generation of coherent optical modules. The modules offer a unique solution for network operators and hyper-scalers seeking to benefit from QSFP-high DD's performance, small footprint, low power consumption and cost, field replaceability, and vendor interoperability for cloud DCIs (Data Center Interconnects). The next-generation coherent optical modules handle the increased demand for data flow, service continuity, security issues, global expansion, and sustainability.

In March 2022, ColorChip Group and Skorpios Technologies Inc., a vertically integrated pioneer in heterogeneously integrated silicon photonics, established a strategic partnership to use Skorpios' disruptive optical technology to produce optical modules at previously unheard-of prices. ColorChip will sell its brand of modules and private label modules for Skorpios to sell at various speeds and performance levels. Future products, such as Co-packaged Optics and Coherent Modules, will be developed in collaboration.

Additional Benefits:

  • The market estimate (ME) sheet in Excel format
  • 3 months of analyst support

TABLE OF CONTENTS

1 INTRODUCTION

  • 1.1 Study Assumptions and Market Definition
  • 1.2 Scope of the Study

2 RESEARCH METHODOLOGY

3 EXECUTIVE SUMMARY

4 MARKET INSIGHTS

  • 4.1 Market Overview
  • 4.2 Industry Attractiveness - Porter's Five Forces Analysis
    • 4.2.1 Bargaining Power of Suppliers
    • 4.2.2 Bargaining Power of Consumers
    • 4.2.3 Threat of New Entrants
    • 4.2.4 Intensity of Competitive Rivalry
    • 4.2.5 Threat of Substitute Products
  • 4.3 Assessment of the Impact of Key Macroeconomic Factors on the Market

5 MARKET DYNAMICS

  • 5.1 Market Drivers
    • 5.1.1 Growing Applications in Telecommunications and Data Centers
    • 5.1.2 Investments and Research to Miniaturize the PICs
  • 5.2 Market Challenges
    • 5.2.1 Continued Demand for Traditional ICs
    • 5.2.2 Optical Networks Capacity Crunch

6 MARKET SEGMENTATION

  • 6.1 By Type of Raw Material
    • 6.1.1 III-V Material
    • 6.1.2 Lithium Niobate
    • 6.1.3 Silica-on-silicon
    • 6.1.4 Other Raw Materials
  • 6.2 By Integration Process
    • 6.2.1 Hybrid
    • 6.2.2 Monolithic
  • 6.3 By Application
    • 6.3.1 Telecommunications
    • 6.3.2 Biomedical
    • 6.3.3 Data Centers
    • 6.3.4 Other Applications (Optical Sensors (LiDAR), Metrology)
  • 6.4 By Geography
    • 6.4.1 North America
    • 6.4.2 Europe
    • 6.4.3 Asia Pacific
    • 6.4.4 Rest of the World

7 COMPETITIVE LANDSCAPE

  • 7.1 Company Profiles
    • 7.1.1 NeoPhotonics Corporation
    • 7.1.2 POET Technologies
    • 7.1.3 II-VI Incorporated
    • 7.1.4 Infinera Corporation
    • 7.1.5 Intel Corporation
    • 7.1.6 Cisco Systems Inc.
    • 7.1.7 Source Photonics Inc.
    • 7.1.8 Lumentum Holdings
    • 7.1.9 Caliopa (Huawei Technologies Co. Ltd)
    • 7.1.10 Effect Photonics
    • 7.1.11 Colorchip Ltd

8 INVESTMENT ANALYSIS

9 FUTURE OF THE MARKET