シリコンフォトニクス市場 サイズと展望 2025-2033

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シリコンフォトニクス市場の成長要因

シリコンフォトニックトランシーバの活用による消費電力削減への注目の高まり

従来の銅線ケーブルでは、高速データ転送の需要増加に対応することが困難になっています。このスペクトル制約は、光インターコネクトとシリコンフォトニックトランシーバによって回避されます。シリコンフォトニクスベースの通信ネットワークは、トランシーバ、インターコネクト、スイッチなどのシリコンフォトニクスベースのコンポーネントの消費電力が低いため、消費電力を削減できます。シスコやインテルなどの企業は、スイッチング遅延が6ナノ秒の高速光スイッチを開発しました。従来の製品とは異なり、シリコンフォトニクス製品はオンチップ集積化をベースとしており、製品サイズと消費電力の削減に貢献します。

制約要因

オンチップレーザーの集積における複雑さ

レーザーは周波数と色の両方において純粋な光を生成するため、高速光データ伝送には不可欠です。シリコンフォトニクスでは、オンチップ光源とオフチップ光源のいずれかを使用できます。オフチップ光源と比較して、オンチップ光源はエネルギー効率とエネルギー比例性の点で優れた性能を備え、集積密度が高く、フットプリントが小さいという利点があります。シリコンチップに集積されたレーザー光源は、その技術固有の複雑さゆえに、特有の課題を抱えています。さらに、様々な光源が様々な光源を使用しているため、オンチップレーザーの統合は複雑なプロセスとなり、市場の成長を阻害しています。

市場機会

短距離通信におけるシリコンフォトニクス技術の急速な活用

短距離通信用の光インターコネクトは、通信インフラの拡張という点で非常に有望です。短距離通信システムは、シリコンフォトニクス技術から大きな恩恵を受けることができます。この革新により、最大400Gbpsの速度と最大10kmの距離でのデータ伝送が可能になります。Intel、Luxtera、Molex、STMicroelectronicsなど、複数の企業が伝送速度と伝送距離の両方の向上に取り組んでいます。この革新は、データ転送のエネルギー要件に革命をもたらし、世界の照明エネルギー消費量の削減に貢献しました。これを踏まえると、シリコンフォトニクス技術は、データセンター内の短距離データ通信で普及していく可能性が高いと考えられます。

コンポーネントに関する洞察

受動セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に成長が見込まれています。光ファイバー通信システムは、1.55マイクロメートルの波長の赤外線で動作するため、一般的に受動セグメントを使用しています。シリコン・オン・インシュレータ（SOI）は通常、シリカ層の上に配置されます。シリコンはほとんどの集積回路の基板であるため、シリコンフォトニックデバイス用の標準的な半導体製造技術を用いて、電子部品と光学部品を単一のマイクロチップに統合したハイブリッドデバイスを製造することが可能です。

業界に関する洞察

通信セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に成長が見込まれています。Frontiers Mediaの最近の記事では、光ファイバーの送信機と受信機の製造においてシリコンフォトニクスが広く使用されている理由について説明しています。そのため、スマートフォンなどの通信機器の生産量増加や、5G、4G/LTEなどの新技術の普及により、シリコンフォトニクスの需要は予測期間中に増加すると予想されます。データストレージ施設の需要増加と、より効率的なデータ伝送速度への傾向は、市場を牽引する重要な要因です。インターネットやスマートデバイスの利用者が世界中に広がるにつれ、今後数年間でデータトラフィックは急増すると予想されます。そのため、当局は膨大な需要に対応するためにデータセンターの強化に投資する必要があります。

地域分析

北米は世界のシリコンフォトニクス市場における最大のシェアを占めており、予測期間中の成長が見込まれています。この地域の主要企業は、データ通信ソリューションの研究開発に投資しています。データストレージ施設の需要増加と、より効率的なデータ伝送速度への傾向は、市場を牽引する重要な要因です。シスコシステムズは、クラウドワークロードと関連コストを推定94%削減するため、組み込みシリコンフォトニクス機能を組み込むための迅速な変更を実施しています。大企業は常に事業拡大のための新しい方法を模索しています。また、ソーシャルメディア、ビデオストリーミングサービス、在宅勤務、IoT（モノのインターネット）、そして国全体のデジタル化によってもたらされるインターネットトラフィックの大幅な増加に対応するため、プレーヤーはフォトニック集積回路への投資も行っています。

ヨーロッパの市場動向

ヨーロッパは予測期間中の成長が見込まれています。世界における基礎フォトニクス研究の多くはヨーロッパで行われており、ヨーロッパ大陸に国際的な足場を与えています。産業発展活動により、ドイツは予測期間中に大幅な成長を示すことが見込まれています。この地域の潜在市場は巨大であり、通信やデータ通信だけでなく、幅広い用途への利用が期待されています。シリコンフォトニクスは現在、可視光および中赤外域を超える波長をターゲットにしています。PIX4LifeとMIRPHABは、現在、可視光域閉じ込めのためのシリコン窒化物と、中赤外域アプリケーションのためのゲルマニウムオンシリコンアーキテクチャをテストしている2つの欧州パイロットラインプロジェクトです。

アジア太平洋地域における5G導入に伴い、データトラフィックの大幅な増加が予想されるため、データセンターは通信速度と品質を維持しながら、増加するトラフィック量に対応できる準備を整える必要があります。インド政府のMeghRajプログラムは、無駄なICT支出を最小限に抑えながら、電子サービスの提供速度を向上させており、これはシリコンフォトニクス業界に利益をもたらすはずです。中国、日本、韓国といった重要な半導体・通信機器メーカーの存在により、小型電子機器への投資は市場経済に大きく貢献すると期待されています。

中東の主要企業や医療機関による通信・光ファイバーへの投資により、がん、視力矯正、内視鏡検査、その他多くの疾患のモニタリングと治療が可能になっています。中東とアフリカの官民は協力し、防衛技術、レーザー材料加工、視覚芸術、バイオフォトニクス、農業、ロボット工学の活用拡大に取り組んでいます。高性能コンピューティング、データの保存・共有には、この地域のシリコンフォトニクスが活用されています。国際会議、セミナー、展示会への参加を通じて、南アフリカの新興企業は既存のサービスプロバイダーや資金提供者とネットワークを構築することができ、シリコンフォトニクスと光電子工学の統合における様々な潜在的用途に関する、より画期的な研究への資金提供が可能になります。

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シリコンフォトニクス市場のトップ競合他社

1. 3S Photonics
2. Finisar Corporation
3. Luxtera
4. IBM Corporation
5. Hewlett-Packard Co.
6. Mellanox Technologies
7. Phoenix Software Inc
8. Oracle Corporation
9. Infinera Inc
10. Das Photonics

最近の開発状況

• 2022年11月 - IBMとVodafoneは、量子コンピューティングと耐量子暗号の研究で提携しました。
• 2022年10月 - OracleとNVIDIAは、企業によるAIの迅速な導入を支援するために取り組んでいます。