Informe de análisis de tendencias, participación y tamaño del mercado de sensores fotónicos por tipo de producto (sensores de fibra óptica, sensores de imagen, sensores biofotónicos, otros tipos de productos), por industria de usuario final (aeroespacial y defensa, transporte, fabricación, atención médica, energía y electricidad, otras industrias de usuario final) y por región (América del Norte, Europa, APAC, Oriente Medio y África, LATAM) Pronósticos, 2023-2031

Tamaño del mercado de sensores fotónicos

El tamaño del mercado global de sensores fotónicos se valoró en USD 20.09 mil millones en 2023 y se proyecta que alcance los USD 23.49 mil millones en 2024 a los USD 82.09 mil millones en 2032 , creciendo a una CAGR del 16,93% durante el período de pronóstico (2024-2032).

La tecnología de sensores fotónicos incorpora la detección, transmisión, detección, amplificación y emisión de luz mediante instrumentos ópticos, láseres, componentes, fibra óptica, sistemas nanofotónicos e instrumentación electroóptica. El uso de sensores y detectores fotónicos mejora las interacciones en las interfaces máquina/entorno. El desarrollo de sensores de imagen está influenciado por los sensores fotónicos, que ofrecen una alternativa de baja masa y ruido a los sensores convencionales más sustanciales. La ciencia ahora otorga un gran valor al uso de sensores, particularmente para hacer evidente lo invisible. Durante el período de pronóstico, se anticipa que el mercado de sensores fotónicos aumentará debido a la disponibilidad de componentes y productos más rápidos, livianos, menos costosos, más pequeños y más funcionales con alta eficiencia energética. Los futuros dispositivos inteligentes, hogares inteligentes y automóviles inteligentes dependerán cada vez más de sensores fotónicos, incluidos sensores de imagen, sensores de iluminación y flashes LED, para habilitar nuevas funciones y ofrecer valor.

Factores de crecimiento

Creciente demanda de automatización en la industria manufacturera

Algunos de los principales factores que impulsan el crecimiento del mercado fotónico en los últimos años incluyen la creciente adopción de la automatización en el sector manufacturero y la creciente penetración de dispositivos habilitados para IoT para aplicaciones de monitoreo. Las industrias ahora son conscientes de la confiabilidad y el éxito financiero a largo plazo que se obtienen con los sistemas automatizados basados en fotónica. El potencial de las tecnologías fotónicas está creciendo debido a tendencias como la Industria 4.0, los gemelos digitales, la monitorización de borde y las fábricas inteligentes, que ofrecen mantenimiento predictivo y mayor seguridad en el entorno de fabricación. Entre otras aplicaciones de automatización, los sensores fotónicos se utilizan en la manipulación de materiales, el envasado y la preparación de alimentos. Para las aplicaciones de visión 3D en la automatización de fábricas, también se utilizan láseres y sensores de imagen con sensores fotónicos. El uso de sensores fotónicos está creciendo a medida que más proveedores de fabricación invierten en la tendencia de la industria 4.0.

Factores restrictivos

Falta de estándares en la industria

Los sensores fotónicos se utilizan cada vez más en el comercio. Sin embargo, para su funcionamiento existen pocos estándares reconocidos. Además, en los sensores fotónicos se utilizan diversas tecnologías, como láser, fibra óptica y biofotónica. Estas tecnologías solo funcionan juntas si son diferentes entre sí. La baja calidad de imagen que proporcionan los sensores y la falta de conocimiento podrían obstaculizar aún más la expansión del mercado. Debido a la presión de los pares, los precios se han vuelto más competitivos debido a la disparidad entre la calidad de la imagen y el precio. La compatibilidad de estos sensores con equipos en muchas aplicaciones también se ha convertido en una preocupación importante debido a la falta de estandarización.

• Por ejemplo, la tecnología de nodos inalámbricos y la tecnología de sensores de fibra óptica deben ser interoperables para simplificar la integración. Los sensores de fibra óptica inteligentes han enfrentado varios obstáculos para su adopción y uso generalizado. El volumen aún es pequeño en comparación con las telecomunicaciones.

Oportunidades de mercado

Aumenta la inversión en comunicaciones por fibra óptica

Debido a la necesidad y el deseo de comunicaciones de alta gama, el mercado de sensores fotónicos, en particular los sensores de fibra óptica, han surgido como elementos esenciales en aplicaciones de fibra óptica que han explotado en popularidad en los últimos años. El futuro de la fibra óptica ahora se ha identificado como la fotónica digital. Los servicios emergentes, incluidos el video de ancho de banda ultra alto, los servicios de interconexión en la nube para centros de datos y los servicios de red móvil 5G, impulsan el desarrollo de la tecnología de redes de transporte óptico y el crecimiento futuro de la industria de las comunicaciones visuales. El desarrollo de tecnologías de multiplexación, incluida la multiplexación por división espacial (SDM) y la multiplexación por división de longitud de onda (WDM), está en curso, junto con la introducción de sofisticados componentes semiconductores. Las limitaciones de transmisión de las estructuras WDM impulsan aún más a las empresas de redes a crear componentes SDM, lo que acelera el crecimiento del mercado.

Perspectivas regionales

Asia-Pacífico es dominante con una participación de mercado del 17,48 %

La región de Asia-Pacífico es la que más contribuye a los ingresos y se espera que crezca a una tasa anual compuesta del 17,48 % durante el período de pronóstico. Debido a su economía en expansión y a su considerable participación en el mercado de la electrónica global, se prevé que China crezca significativamente entre las naciones de Asia-Pacífico. China es un importante productor y consumidor de productos electrónicos. El sector industrial de la región se está expandiendo rápidamente y aún se están implementando diferentes tecnologías de fabricación y telecomunicaciones. Se prevé que esto respalde la expansión del mercado. Debido a la creciente demanda de sistemas y componentes de fibra óptica, el rápido crecimiento del sector de las telecomunicaciones regional ha aumentado la demanda de fotónica de fibra óptica. Debido a la creciente demanda de aplicaciones de seguridad y defensa como el reconocimiento facial y la detección de armas y explosivos, la región de Asia-Pacífico también ha experimentado un tremendo crecimiento en la tecnología de imágenes en 3D. La tecnología de imágenes en 3D también se utiliza ampliamente en aplicaciones de atención médica. El mercado de imágenes en 3D utiliza en gran medida sensores fotónicos, lo que se prevé que contribuya considerablemente al crecimiento del mercado.

América del Norte es la región de más rápido crecimiento

Se espera que América del Norte crezca a una CAGR del 16,93% durante el período de pronóstico. A lo largo del período de pronóstico, se anticipa que América del Norte dominará el mercado de sensores fotónicos. Esto se debe principalmente a que la óptica y la fotónica se han vuelto cada vez más cruciales en la detección, la obtención de imágenes y la metrología en los Estados Unidos durante los últimos diez años. A medida que ha aumentado la necesidad de detección de precisión, las mediciones basadas en la óptica se han vuelto más frecuentes. La fuerte aceptación en el mercado de la solución electrónica industrial, que está impulsando una alta tasa de uso de sensores de imagen y otros dispositivos portátiles, es la culpable del uso creciente de sensores de imagen en todo Estados Unidos. También se anticipa que el uso de la electrónica industrial en Canadá impulse el mercado de sensores de imagen. Los ingresos discrecionales más altos en todo el país son resultado de excelentes niveles de vida y una creciente estabilidad económica. Algunas de las empresas más conocidas de la región están aumentando sus operaciones para satisfacer la creciente demanda del mercado.

• Por ejemplo, Teledyne DALSA Inc. está ampliando su capacidad de fabricación en respuesta a la creciente demanda del exclusivo sensor de imagen digital basado en CMOS de la empresa.

En la región europea, las innovaciones en fibra óptica y fotónica han hecho posible la fabricación de precisión, lo que ha llevado al desarrollo de sensores aún mejores. Se prevé que la demanda del mercado esté impulsada por el impacto de la imagen óptica en las ciencias biomoleculares y el diagnóstico médico en la región europea. En el continente europeo, la fotónica tiene numerosos usos en numerosos campos. En términos de seguridad civil, una nueva generación de sensores fotónicos ayuda a las agencias de aplicación de la ley europeas a combatir el crimen y el terrorismo al facilitarles la identificación de sustancias potencialmente peligrosas. El desarrollo de aplicaciones de seguridad ha avanzado rápidamente porque los avances en biotecnología utilizan nanopartículas y puntos cuánticos como biodetectores. Además, el campo de la detección química basada en nanotubos de carbono ha aumentado rápidamente. A la luz de la creciente competencia de China y la India, Europa ha reforzado recientemente su enfoque en la expansión de su industria manufacturera.

Para que América Latina siga siendo competitiva en la economía, la óptica y la fotónica deben aprovecharse al máximo como tecnologías facilitadoras. Tras darse cuenta de esta gran oportunidad de mercado, México ha comenzado a tomar medidas para posicionarse como líder en América Latina. Para convertir a México en el líder del sector óptico y fotónico de América Latina, el primer estudio de la industria en México requiere actividades e inversiones coordinadas y estratégicas del gobierno, la academia y las empresas. Brasil ha llegado a comprender las enormes posibilidades que ofrece la tecnología fotónica. El éxito de la 24ª Conferencia Internacional sobre Sensores de Fibra Óptica en Curitiba demostró el gran interés de las comunidades científicas de América Latina y de Brasil en los sensores de fibra óptica.

Análisis segmentario

Por tipo de producto

El segmento de sensores de imagen es el que más contribuye al mercado y se estima que crecerá a una CAGR del 16,8% durante el período de pronóstico. La resolución de las imágenes, el nivel de luz y la velocidad están estrechamente relacionados. Un examen de los usos emergentes de las cámaras de imágenes de alta velocidad revela los avances en fotónica que permiten a los usuarios detener el tiempo. Los dispositivos acoplados a carga (CCD) y los semiconductores complementarios de óxido metálico son las dos categorías principales de sensores de imagen (CMOS). Empresas como Hamamatsu Photonics KK ofrecen más de 200 sensores de imagen lineales y de área estándar adecuados para diversas aplicaciones, incluido el análisis espectroscópico mediante espectrómetros, imágenes industriales, como microscopía, cámaras de visión artificial y mediciones de distancia. Estos sensores cubren las regiones infrarroja de longitud de onda corta (SWIR), infrarroja cercana (NIR), visible (VIS), ultravioleta (UV) y de rayos X.

Los sensores de fibra óptica ofrecen ventajas únicas para aplicaciones especializadas, como su pequeño tamaño, peso ligero, robustez, flexibilidad, inmunidad a las interferencias electromagnéticas y la capacidad de proporcionar detección multiplexada. Esta capacidad permite a estos sensores medir diversos parámetros, como temperatura, tensión, presión, vibración, inclinación, carga y desplazamiento. Su adaptabilidad facilita la aplicación de sensores de fibra óptica en diversas industrias. Una de sus características clave es la capacidad de un sensor de fibra óptica de funcionar como un sensor distribuido, recopilando datos a lo largo de toda la longitud de la fibra. Si bien puede funcionar como un sensor puntual para monitorear parámetros en uno o más puntos predeterminados, esta es solo una de las muchas formas en que se pueden utilizar los sensores de fibra óptica. El sensor puntual más popular se basa en la rejilla de Bragg de fibra (FBG).

Por industria del usuario final

El segmento de transporte posee el mercado más alto y se estima que crecerá a una CAGR del 18,46% durante el período de pronóstico. En el pasado reciente, el sector del transporte ha estado adoptando rápidamente las tecnologías LiDAR. Los vehículos autónomos se convertirán en sistemas automatizados con el desarrollo de sistemas de control de crucero adaptativo (ACC) para automóviles. Los dispositivos se instalan en la parte delantera del automóvil y rastrean la separación entre vehículos posteriores para que puedan reaccionar a los cambios de distancia y velocidad. El LiDAR se utiliza principalmente en sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS) en automóviles para la comodidad del conductor, con una interfaz hombre-máquina para una navegación segura y un funcionamiento eficiente. Además, los gobiernos de todo el mundo han estado promoviendo la instalación de funciones ADAS, que impulsarán la expansión del mercado.

Al monitorear el envejecimiento del lubricante y del fluido hidráulico, que afecta la eficiencia de las máquinas, los engranajes y los sistemas de transmisión, los sensores fotónicos podrían ayudar al sector manufacturero a reducir el desgaste del sistema, el tiempo de inactividad y los costos operativos. Algunos de los principales participantes del mercado han formado alianzas estratégicas que les han permitido crear tecnologías de vanguardia que podrían impulsar el mercado de sensores fotónicos durante el período previsto. Los sistemas de visión son apreciados por las empresas manufactureras de todo el mundo, especialmente en aplicaciones donde se requiere la repetición precisa de operaciones redundantes, como la inspección. Tanto en áreas peligrosas como en líneas de producción de rápido movimiento, han sido fundamentales. Las ventajas significativas de estos sistemas incluyen un mejor control de procesos, menos tiempo de inactividad de la máquina y una mayor productividad.

Acontecimientos recientes

• Mayo de 2022: Baumer ha añadido los nuevos sensores OT300 y OT500 a su gama de sensores fotoeléctricos. Gracias a la medición del tiempo de vuelo, los sensores ofrecen un amplio rango de detección de hasta 2,6 m. Independientemente del ángulo de instalación, los sensores detectan objetos de forma fiable, incluso en superficies difíciles. Gracias a su diseño compacto, los datos CAD 3D con trayectoria de haz integrada y la interfaz IO-Link estandarizada se integran fácilmente y permiten una parametrización cómoda.
• Septiembre de 2022: STMicroelectronics, líder mundial en semiconductores que atiende a clientes de todo el espectro de aplicaciones electrónicas, anunció el desarrollo cooperativo de un sistema de monitoreo de controladores (DMS) de 1 LED de alta sensibilidad.