シリコンフォトニクス、LPO/LROおよびNPO/CPO:2027年~2037年の世界市場Silicon Photonics, LPO/LRO and NPO/CPO: Global Market 2027-2037 シリコンフォトニクスとは、従来の電子機器の製造と同じ製造インフラを用いて、光の生成、変調、ルーティング、検出といった光機能をシリコンチップ上に直接構築する技術である。この技術は、その歴史の大... もっと見る
サマリー シリコンフォトニクスとは、従来の電子機器の製造と同じ製造インフラを用いて、光の生成、変調、ルーティング、検出といった光機能をシリコンチップ上に直接構築する技術である。この技術は、その歴史の大部分において、効率向上――つまり、銅配線よりも高速かつ低消費電力でデータを伝送する方法――として理解されてきた。 2026年までに、その捉え方はもはや市場の実情を反映しなくなっている。人工知能(AI)やハイパフォーマンス・コンピューティング(HPC)では、チップ、サーバー、ラック間で膨大な量のデータを驚異的な速度で転送する必要があり、現在のアクセラレータ・アーキテクチャは銅製相互接続を物理的な限界まで追い込んでいる。 その結果、相互接続のボトルネックが発生し、高価で消費電力の大きいアクセラレータは、演算を行うどころか、データを待つだけで遊休状態になっている。シリコンフォトニクスは、電子ではなく光子を用いて情報を伝送する、業界の構造的な解決策となっている。光子は電子よりも高速で、距離による信号損失がはるかに少なく、チャネルあたりの情報量も多い。 光トランシーバーは、依然として業界を牽引するアプリケーションである。データ転送速度は数年ごとに倍増しており――100G、200G、400G、 800G――とデータ転送速度は数年に一度倍増しており、2026年には1.6テラビットのトランシーバーが商用化され、2027年頃には3.2Tのサンプル提供が予定され、2030年代初頭には6.4Tが登場する見込みです。 伝送速度が上昇するにつれ、光エンジンとスイッチやアクセラレータASIC間の短い銅配線さえも性能のボトルネックとなる。そのため、コパッケージド・オプティクス(CPO)やニアパッケージ・オプティクス(NPO)――光エンジンをASIC基板上に配置する技術―― が、リンクから消費電力の大きいDSPを排除するリニアドライブ・プラグガブルおよび受信光学部品(LPO/LRO)と並んで、この10年のパッケージング分野における中心的な話題となっている。 市場全体を形作っている根本的な制約があります。シリコンの間接バンドギャップにより、実用的な純シリコンレーザーを構築することは不可能です。この制約が、III-V族、ニオブ酸リチウム、窒化ケイ素、ポリマー、プラズモニクスといった相補的な材料プラットフォームや、異種集積技術のエコシステムを生み出しました。 データ通信分野以外にも、フォトニック量子コンピューティングは信頼性の高い商用セグメントへと成熟し、室温での動作とCMOSファウンドリとの互換性のおかげで、2025年には約21億米ドルの民間資本を集め、超伝導システムを凌駕することになるでしょう。 さらに、通信、FMCW LiDARおよびセンシング、ならびに生物医学用途からも需要が生まれています。 『シリコンフォトニクス、LPO/LROおよびNPO/CPO:2027-2037年の世界市場』は、2027年から2037年までの予測期間における、シリコンフォトニクスおよびフォトニック集積回路(PIC)業界に関する包括的な市場・技術評価です。 本レポートは、転換点に差し掛かっている現状を明らかにしている。銅配線の限界が露呈し、AIインフラがかつてない帯域幅を要求する中、シリコンフォトニクスは単なる効率改善から、次世代データ伝送の構造的基盤へとその役割をシフトさせている。本レポートは、市場を2つの需要の原動力―― AI主導のデータ通信と、新たに商用化されたフォトニック量子分野――を軸に市場を捉え、コパッケージド・オプティクス(CPO)、ニアパッケージ・オプティクス(NPO)、およびリニアドライブ・プラグイン型および受信用オプティクス(LPO/LRO)への移行を定量的に分析しています。 本分析では、詳細な技術解説と、セグメント別のきめ細かな予測を組み合わせています。 データ通信以外にも、本レポートでは競合および補完的なプラットフォーム、「銅の壁」とビーチフロント密度の危機、製造上の課題と東南アジアへの生産能力シフト、異なるCPOエコシステム(NVIDIA対Broadcom)とTSMCのCOUPEプラットフォーム、さらに通信、AIおよびコンピューティング、量子、 LiDARおよびセンシング、バイオメディカル、計測機器、防衛、マイクロ波フォトニクスに及ぶアプリケーション市場を網羅しています。エコシステム市場マップ、地域別分析、160社の詳細な企業プロファイルが含まれており、相互接続の変革を乗り切る投資家、チップおよびシステムベンダー、ハイパースケーラー、ファウンドリ、部品サプライヤーにとって、意思決定に役立つ参考資料となっています。 主な内容は以下の通りです:
目次 1 目的と範囲 35 2 エグゼクティブ・サマリー 36 2.1 市場の概要 36 2.2 電子集積とフォトニック集積の比較 40 2.3 シリコンフォトニック・トランシーバーの進化 40 2.4 市場マップ 41 2.5 シリコンフォトニクスの世界市場動向 44 2.6 競合および補完的なフォトニクス技術 45 2.6.1 メタフォトニクス 48 2.6.2 III-V フォトニクス 48 2.6.3 ニオブ酸リチウムフォトニクス 48 2.6.4 ポリマーフォトニクス 48 2.6.5 プラズモニクス 49 2.7 フォトニック AI アクセラレーションの可能性 49 2.8 「銅の壁」と「ビーチフロント密度」の危機 50 2.9 東南アジアへの製造能力のシフト 50 2.10 シリコンフォトニクスの商用展開 50 2.11 コパッケージド・オプティクス 52 2.11.1 異なる CPO エコシステム:NVIDIA と Broadcom 52 2.11.2 TSMC の COUPE パッケージング・プラットフォーム 52 2.12 製造上の課題 52 2.13 市場機会 55 2.14 地域ごとの強みと研究の重点分野 55 3 シリコンフォトニクスの概要 56 3.1 シリコンフォトニクスとは? 56 3.1.1 シリコンフォトニクスの定義と原理 56 3.1.2 従来の技術との比較 57 3.1.3 シリコンおよびフォトニック集積回路 60 3.1.4 光I/O、 結合および結合器 63 3.1.5 発光および光子源/レーザー 64 3.1.6 検出および光検出器 64 3.1.7 化合物半導体レーザーおよび光検出器(III-V) 65 3.1.8 変調、変調器、およびマッハ・ツェンダー干渉計 66 3.1.8.1 新しい変調器技術 67 3.1.9 光の伝搬と導波路 68 3.1.10 光学部品の高集積化 69 3.2 シリコンフォトニクスの利点 70 3.3 シリコンフォトニクスの応用 70 3.4 他のフォトニック集積技術との比較 71 3.5 電子集積からフォトニック集積への進化 72 3.6 シリコンフォトニクス対従来のエレクトロニクス 73 3.7 現代の高性能 AI データセンター 74 3.8 コア技術コンポーネント 77 3.8.1 光 I/O、 結合およびカプラー 77 3.8.2 発光および光子源/レーザー 78 3.8.2.1 III-V系集積化の課題 79 3.8.2.2 レーザー集積化の手法 79 3.8.3 検出および光検出器 80 3.8.4 変調技術 80 3.8.4.1 マッハ・ツェンダー干渉計 81 3.8.4.2 リング変調器 81 3.8.4.3 競争上の差別化要因としてのマイクロリング変調器 82 3.8.5 光の伝搬と導波路 82 3.8.6 光学部品の密度 82 3.9 基本的な光データ伝送 84 4 材料と部品 86 4.1 シリコン 86 4.1.1 フォトニック材料としてのシリコン 86 4.1.1.1 シリコンの光学特性 87 4.1.1.2 シリコンフォトニクスの製造プロセス 87 4.1.2 絶縁体上シリコン(SOI) 88 4.1.2.1 SOI 製造プロセス 92 4.1.2.2 SOIの主要企業 95 4.2 ゲルマニウム 96 4.2.1 シリコンフォトニクスにおけるゲルマニウムの統合 96 4.2.2 ゲルマニウム光検出器 96 4.2.3 シリコン上ゲルマニウム変調器 97 4.3 窒化ケイ素 97 4.3.1 フォトニクス集積回路における窒化ケイ素(SiN) 97 4.3.2 SiNの光学特性と製造 99 4.3.3 SiN変調器技術 99 4.3.4 フォトニクス集積回路における SiN の応用 100 4.3.5 SiN 変調器技術の進歩 101 4.3.6 SiN ベースの導波路およびデバイス 101 4.3.7 SiN の性能分析 102 4.3.8 フォトニクスにおける SiN の応用 103 4.3.9 SiN PIC プレーヤー 103 4.3.10 主要な SiN ファウンドリ 106 4.4 ニオブ酸リチウム薄膜 (TFLN) 109 4.4.1 概要 109 4.4.2 絶縁体上ニオブ酸リチウム(LNOI) 110 4.4.2.1 LNOI 技術の概要 110 4.4.2.2 LNOI の特性と性質 111 4.4.2.3 LNOI の製造プロセス 111 4.4.2.4 LNOI ベースの変調器およびスイッチ技術 112 4.4.2.5 高速化と電力効率の向上に向けた動向 112 4.4.2.6 高速 LNOI 変調器 113 4.4.2.6.1 エネルギー効率に優れた LNOI デバイス 114 4.4.2.6.2 新たな LNOI デバイス技術 114 4.5 リン化インジウム 115 4.5.1 リン化インジウム (InP) の集積化 115 4.5.1.1 直接バンドギャップ半導体としての InP 115 4.5.1.2 InP ベースの能動素子 116 4.5.1.3 InP とシリコンフォトニクスのハイブリッド集積 116 4.5.2 InP PIC メーカー 116 4.6 チタン酸バリウムおよび希土類金属 117 4.6.1 チタン酸バリウム(BTO)変調器 118 4.7 シリコン上の有機ポリマー 119 4.7.1 ポリマーベースの変調器 120 4.8 ウェーハ加工 120 4.8.1 プラットフォーム別のウェーハサイズ 120 4.8.2 プロセッシング上の課題 121 4.8.3 歩留まり管理 121 4.9 ハイブリッドおよびヘテロジニアス統合 122 4.9.1 モノリシック統合 122 4.9.2 ハイブリッド集積 123 4.9.3 異種集積 123 4.9.4 III-V-on-Silicon 123 4.9.5 ボンディングおよびダイアタッチメント技術 123 4.9.6 モノリシック統合とハイブリッド統合の比較 124 5 先進パッケージング技術 126 5.1 パッケージング技術の進化 126 5.1.1 従来のパッケージング手法 129 5.1.2 先進パッケージングのロードマップ 130 5.1.3 主要な性能指標 132 5.2 2.5D 統合技術 133 5.2.1 シリコン・インターポーザー技術 134 5.2.2 有機基板の選択肢 136 5.3 3D 統合アプローチ 136 5.3.1 シリコン貫通ビア (TSV) 137 5.3.1.1 TSV 製造プロセス 138 5.3.1.2 TSV の課題と解決策 139 5.3.2 ハイブリッドボンディング技術 140 5.3.2.1 Cu-Cu ボンディング 141 5.3.2.2 ダイレクトボンディング 141 5.4 コパッケージド・オプティクス(CPO) 142 5.4.1 CPO アーキテクチャの概要 142 5.4.2 メリットと課題 142 5.4.3 統合アプローチ 144 5.4.3.1 2D 統合 144 5.4.3.2 2.5D 統合 145 5.4.3.3 3D 統合 145 5.4.4 熱管理 146 5.4.5 光結合ソリューション 146 5.5 光アライメント 147 5.5.1 アクティブアライメントとパッシブアライメント 147 5.5.2 結合効率 148 5.6 製造上の課題 148 6 AI向け光インターコネクトアーキテクチャ: プラグアブル、LPO/LRO、NPO、CPO 151 6.1 大規模言語モデル(LLM)の台頭と課題 151 6.1.1 AIおよび生成AIの爆発的な成長 151 6.1.1.1 歴史的背景と加速 151 6.1.1.2 演算需要の拡大 151 6.1.1.3 生成AI市場の拡大 151 6.1.2 現代の高性能 AI データセンターの要件 154 6.1.2.1 演算密度の要件 154 6.1.2.2 ネットワークトポロジの要件 154 6.1.2.3 可用性および信頼性の要件 154 6.1.3 NVIDIA の最先端 AI システム 155 6.1.3.1 DGX H100 および HGX H100 155 6.1.3.2 Blackwell および Rubin アーキテクチャ 156 6.1.4 スイッチ:現代のデータセンターにおける主要コンポーネント 157 6.1.4.1 AI データセンターにおけるスイッチの階層構造 157 6.2 スケールアップ、 スケールアウト、およびスケールアクロス・ネットワーク 159 6.2.1 スケールアップ・ネットワーク:GPU間相互接続 159 6.2.1.1 NVIDIA NVLinkの実装 159 6.2.2 スケールアウト・ネットワーク: ラック間通信 160 6.2.2.1 イーサネットベースのスケールアウト 160 6.2.2.2 AI 向け InfiniBand 161 6.2.2.3 スケールアウトにおける CPO の価値提案 161 6.2.3 スケールアップ、スケールアウト、およびスケールアクロスの比較 162 6.2.4 ハイエンドデータセンターにおけるネットワークスイッチの相互接続技術のロードマップ 163 6.2.4.1 技術の世代 163 6.2.5 高帯域幅システムにおける SerDes のボトルネック 165 6.2.5.1 SerDes の機能 165 6.2.5.2 チャネル損失の課題 166 6.2.6 高帯域幅システムにおける SerDes のボトルネックに対する解決策 166 6.2.6.1 リニア・ドライブ電子回路 166 6.2.6.2 パッケージ近傍光学系 166 6.2.6.3 共同パッケージ化光学系 167 6.2.7 プラグイン式光学系: 現在のボトルネックと制限事項 167 6.2.7.1 フォームファクタの制約 167 6.2.7.2 電気的インターフェースの制限 167 6.2.8 オンボード光モジュール (OBO) 168 6.2.8.1 CPO アーキテクチャ 170 6.2.8.2 主要な基盤技術 170 6.2.8.3 性能上の利点 171 6.2.8.4 実装上の課題 171 6.2.9 プラグイン式光トランシーバー接続における伝送損失 171 6.2.10 プラグイン式光モジュールと CPO の比較 172 6.2.11 プラグイン式と比較した CPO の設計上の決定事項 173 6.2.12 スイッチ IC の帯域幅の進歩と CPO 技術の必要性 174 6.2.12.1 帯域幅のスケーリングの推移 174 6.2.13 L2 フロントサイド・ネットワークのアーキテクチャ図: CPO 対 非 CPO 176 6.3 ハイエンドデータセンター向けコンピュートスイッチ相互接続(光 I/O)の課題 178 6.3.1 現在の AI システム相互接続における銅線の本数 178 6.3.1.1 NVLink の銅線本数 178 6.3.2 AI における現行の銅線システムの限界 180 6.3.3 NVIDIA の接続方式の選択肢:高帯域幅システムにおける銅線と光ファイバーの比較 181 6.3.3.1 現行世代: 銅線中心 181 6.3.3.2 次世代: 光ファースト 181 6.3.4 戦略的意味合い 182 6.3.5 高帯域幅システムにおける銅線対光インターコネクト:ベンチマーク 182 6.3.6 ハイエンドAIシステムにおける銅線から光インターコネクトへの移行 182 6.3.7 現在の AI システムアーキテクチャ 185 6.3.8 銅線システムを用いた L1 バックサイド・コンピュート・アーキテクチャ 186 6.3.9 光インターコネクトを用いた L1 バックサイド・コンピュート・アーキテクチャ:コパッケージド・オプティクス (CPO) 186 6.4 ハイエンドデータセンターにおける将来の AI システム 188 6.4.1 電力効率の比較:CPO 対 プラグイン式光インターコネクト 対 銅線インターコネクト 188 6.4.1.1 消費電力の内訳 188 6.4.2 60cm データ伝送技術のレイテンシベンチマーク 190 6.4.3 将来の AI アーキテクチャ(短期~中期) 190 6.4.4 将来の AI アーキテクチャ(長期) 193 7 共封装光学素子(CPO) 197 7.1 フォトニック集積回路(PIC)の主要概念 197 7.1.1 フォトニック集積回路(PIC)とは? 197 7.1.1.1 基本的な定義 197 7.1.1.2 材料プラットフォーム 197 7.1.1.3 集積レベル 197 7.1.2 PICとシリコンフォトニクス: その違いとは? 199 7.1.2.1 シリコンフォトニクス:具体的な実装例 199 7.1.2.2 シリコンフォトニクスが CPO を支配する理由 199 7.1.3 PIC アーキテクチャ 201 7.1.3.1 送信パスアーキテクチャ 201 7.1.3.2 受信パスアーキテクチャ 201 7.1.3.3 サポート機能 202 7.1.3.4 PIC の利点と課題 202 7.2 オプティカル・エンジン (OE) 204 7.2.1 オプティカル・エンジンとは? 204 7.2.1.1 光エンジンの構成 204 7.2.1.2 光エンジンとプラグイン可能なトランシーバーの比較 204 7.2.2 光エンジンの仕組み 205 7.2.2.1 送信パスの動作 205 7.2.2.2 受信パスの動作 205 7.2.2.3 重要な性能パラメータ 206 7.2.3 光パワーサプライ 206 7.2.3.1 なぜ外部レーザー光源なのか? 206 7.2.3.2 外部レーザー光源のアーキテクチャ 207 7.2.3.3 光出力の供給 207 7.3 コパッケージド・オプティクスにおける 3 つの重要な概念 (CPO) 207 7.3.1 概念 1:近接統合 207 7.3.2 概念 2:機能の分割 208 7.3.3 概念 3:首尾一貫したエコシステムの開発 208 7.3.4 CPO の主要な技術構成要素 209 7.3.4.1 シリコンフォトニクス PIC 209 7.3.4.2 電子 IC (EIC) 210 7.3.4.3 EIC-PIC 統合 210 7.3.4.4 ファイバーアレイユニット(FAU) 210 7.3.4.5 外部レーザー光源 210 7.3.4.6 高度なパッケージングプラットフォーム 210 7.3.5 CPO の利点: レイテンシの低減 213 7.3.5.1 光インターコネクトにおけるレイテンシの原因 213 7.3.5.2 CPOのレイテンシ面での利点 213 7.3.6 CPOの利点: 消費電力の削減 214 7.3.6.1 消費電力の内訳 214 7.3.6.2 CPOの消費電力が少ない理由 214 7.3.7 CPOのメリット: データレートの向上 216 7.3.7.1 プラグイン式スケーリングの制限 216 7.3.7.2 CPOのスケーリング上の利点 216 7.3.7.3 データレート・スケーリングのロードマップ 216 7.3.7.4 1レーンあたり200Gへの移行とシリコンフォトニクス 217 7.3.7.5 変調器技術のロードマップと新素材 217 7.3.7.6 データレートの向上によって推進されるCPOの技術動向 217 7.3.7.7 波長分割多重(WDM)の適用性 219 7.3.7.8 ファイバー数の物理的限界:ビーチフロント(海岸線)の制約 220 7.3.7.9 WDMチャネル数の増加: 技術的課題 220 7.3.7.10 エンドツーエンドの光リンクバジェット 221 7.3.8 CPOの価値提案の概要 222 7.3.8.1 ハイパースケールデータセンター事業者にとっての価値 222 7.3.8.2 ネットワーク機器ベンダーにとっての価値 222 7.3.8.3 テクノロジー・エコシステムにとっての価値 222 7.3.9 CPO の今後の課題 223 7.3.9.1 製造および歩留まりの課題 223 7.3.9.2 熱管理上の課題 223 7.3.9.3 保守性と信頼性に関する課題 223 7.3.9.4 エコシステムと標準化に関する課題 224 7.3.9.5 コストに関する課題 224 7.3.9.6 試験および製造のスケールアップ 224 7.4 CPO 規格 225 7.4.1 OIF 共同パッケージング・フレームワーク 226 7.4.2 OCI-MSA (Optical Compute Interconnect Multi-Source Agreement) 227 7.4.3 1.6T および 3.2T CPO モジュールに関する OIF 規格 227 7.4.4 外部レーザー・スモール・フォーム・プラガブル(ELSFP)実装契約 228 7.4.5 テレメトリおよび管理 229 7.4.6 OIF の CEI-112G XSR / XSR+ PAM4 229 7.4.7 UCIe 規格と CPO との関係 230 7.4.8 XPO および Open CPX イニシアチブ 232 7.4.9 中間的な道筋としてのニアパッケージ・オプティクス(NPO) 232 8 CO-PACKAGED OPTICS 市場分析 233 8.1 CPO 市場の定義と範囲 233 8.2 CPO 市場の規模と成長予測 233 8.3 スイッチ型CPO市場の分析 234 8.3.1 市場の概要と推進要因 234 8.3.2 導入スケジュールと普及段階 234 8.3.3 出荷台数の予測と市場規模 235 8.3.4 市場の集中度と地域別分布 236 8.3.5 価格の推移とコストの動向 236 8.4 XPU 光 I/O 市場の分析 237 8.4.1 市場の推進要因と価値提案 237 8.4.2 導入のタイムラインとプラットフォームの進化 237 8.4.3 出荷台数および収益の予測 238 8.4.4 プラットフォーム別の市場区分 239 8.4.5 技術要件と差別化 239 8.5 CPO の価格設定とコスト分析 240 8.5.1 現在の価格設定の状況 240 8.5.2 コストの推移と削減要因 240 8.5.3 コストパリティのタイムラインと動向 241 8.5.4 価格戦略への影響 242 8.6 地域ごとの市場動向 243 8.6.1 北米 243 8.6.2 アジア太平洋地域 244 8.6.3 ヨーロッパ 245 8.6.4 その他の地域 246 8.7 総潜在市場(TAM)の分析 247 8.7.1 主要なTAMセグメント 247 8.7.2 サービス提供可能市場 (SAM) 248 8.8 コンポーネント別市場予測 249 8.9 技術世代別市場予測 250 8.9.1 光エンジンの帯域幅の進化 250 8.9.2 世代ライフサイクル分析 251 8.10 市場の制約と障壁 252 8.10.1 製造歩留まりとコスト 252 8.10.2 保守性および現場での交換に関する懸念 253 8.10.3 標準の成熟度と相互運用性 253 8.10.4 サプライチェーンのキャパシティ制約 254 8.10.5 競合する代替案 255 8.11 導入曲線分析 256 8.11.1 技術導入フレームワーク 256 8.11.1.1 イノベーター (2024-2026) 256 8.11.1.2 アーリー・アダプター (2026-2028) 257 8.11.1.3 アーリー・マジョリティ (2028-2031) 258 8.11.1.4 遅れ組(2034年以降) 259 8.11.2 セグメント別の導入曲線 260 8.12 導入の促進要因と阻害要因 261 8.12.1 普及曲線が示唆すること 261 8.13 競争環境の変遷 262 8.13.1 現在の競争上の位置づけ 262 8.13.2 統合デバイスメーカー (IDM) 262 8.13.3 シリコンフォトニクス専門企業 262 8.13.4 ファウンドリ/OSATプロバイダー 262 8.13.5 システムベンダー 263 8.13.6 レーザーサプライヤー 263 8.13.7 競争の動向と市場構造の変遷 264 8.13.7.1 短期的な動向(2025年~2028年) 264 8.13.7.2 予想される変遷(2028年) 264 8.13.7.3 中期的動向(2028-2032) 264 8.13.7.3.1 予想される推移(2032) 265 8.13.7.4 長期的動向 (2032-2037) 265 8.13.7.4.1 予想される推移 (2037) 265 8.13.8 垂直統合の傾向 266 8.13.8.1 統合戦略のフレームワーク 266 8.13.8.1.1 完全な垂直統合 266 8.13.8.1.2 部分的な統合 266 8.13.8.1.3 ファブレス/アセンブリ・ライト 267 8.13.8.1.4 プラットフォーム・プロバイダー 267 8.13.8.2 統合トレンドの戦略的意味合い 269 8.13.9 最近の動向 ? 2026年第1四半期 269 8.13.10 最近の動向 ? 2026年第2四半期 270 8.14 シナリオ分析 271 8.14.1 シナリオの枠組み 271 8.14.2 シナリオの定義 271 8.14.3 強気シナリオ 272 8.14.4 ベースケースシナリオ 272 8.14.5 弱気シナリオ 273 8.14.6 光トランシーバー市場 274 8.14.7 シナリオの比較と主要変数 274 9 2027年~2037年の世界市場規模と予測 276 9.1 主要市場モデル 2027年~2037年 276 9.2 用途別市場セグメンテーション 2027年~2037年 276 9.3 相互接続アーキテクチャ別市場セグメンテーション 2027年~2037年 277 9.4 モジュールおよびPICダイ 2027年~2037年 277 9.4.1 世界のシリコンフォトニクスおよびフォトニック集積回路市場の概要 278 9.4.1.1 市場規模と成長動向 278 9.4.1.2 用途別市場区分 278 9.4.1.3 サーバーボード、CPU、アクセラレータ 279 9.4.1.4 モジュールおよびPIC(ダイ) 市場予測 2027?2037年 279 9.4.1.5 シリコンフォトニクス用SOIウェーハ 280 9.4.1.6 LPO & 2027年~2037年の新しい変調器材料市場予測 280 9.4.2 データ通信アプリケーション 281 9.4.2.1 市場予測 281 9.4.2.1.1 データ通信および通信モジュール、PIC 281 9.4.2.1.2 AI 用 PIC トランシーバー 282 9.4.2.1.3 PIC トランシーバーの価格 282 9.4.2.2 PICトランシーバーのギガビットあたりのコスト 283 9.4.2.3 PICデータ通信用トランシーバー市場 283 9.4.2.4 顧客タイプ別のデータ通信用トランシーバーの収益 284 9.5 量子PIC市場 284 9.5.1. 主な推進要因と制約要因 285 9.5.2 コパッケージド・オプティクス 285 9.5.3 通信用途 286 9.5.3.1 市場予測 286 9.5.3.1.1 5G および 6G 向け PIC ベースのトランシーバー 286 9.5.3.2 主な推進要因と制約要因 287 9.5.4 センシング用途 287 9.5.4.1 市場予測 287 9.5.4.2 主な推進要因と制約要因 288 9.5.5 材料別フォトニック集積回路市場 289 10 サプライチェーン、技術動向、および将来の課題 290 10.1 サプライチェーン分析 290 10.1.1 ファウンドリおよびウェハーサプライヤー 291 10.1.1.1 CMOS ファウンドリ 291 10.1.1.2 特殊フォトニクス・ファウンドリ 292 10.1.1.3 リン化インジウムウェハーの供給 293 10.1.2 統合デバイスメーカー(IDM) 294 10.1.2.1 ファブレス企業 294 10.1.2.2 完全統合型フォトニクス企業 295 10.1.3 ファウンドリおよびウェーハサプライヤ 296 10.1.4 パッケージングおよびテスト 297 10.1.4.1 チップスケールパッケージング 297 10.1.4.2 モジュールレベル・パッケージング 297 10.1.4.3 試験および特性評価 297 10.1.4.4 光モジュール組立: 東南アジアへのシフト 298 10.1.4.5 EMLレーザーの供給不足 298 10.1.5 システムインテグレーターとエンドユーザー 299 10.1.5.1 CPOパートナーエコシステム: NVIDIA と Broadco 300 10.2 技術動向 301 10.2.1 レーザー集積技術 301 10.2.1.1 直接エピタキシャル成長 301 10.2.1.2 フリップチップボンディング 302 10.2.1.3 ハイブリッド集積 302 10.2.1.4 進歩と課題 303 10.2.2 変調器技術 304 10.2.2.1 シリコン変調器 304 10.2.2.2 ゲルマニウム変調器 305 10.2.2.3 ニオブ酸リチウム変調器 305 10.2.2.4 ポリマー変調器 305 10.2.2.4.1 Tower Semiconductor および Lightwave Logic EO-Polymer 306 10.2.3 光検出器技術 306 10.2.3.1 シリコン光検出器 306 10.2.3.2 ゲルマニウム光検出器 307 10.2.3.3 III-V 光検出器 307 10.2.4 導波路および結合の革新 307 10.2.4.1 シリコン導波路 307 10.2.4.2 窒化シリコン導波路 308 10.2.4.3 結合技術 308 10.2.5 パッケージングおよび集積化の進歩 308 10.2.5.1 チップスケール・パッケージング 308 10.2.6 ウェーハスケール・インテグレーション 309 10.2.6.1 3D インテグレーションおよびインターポーザ技術 309 10.3 課題と今後の動向 310 10.3.1 CMOSファウンドリ対応デバイスと集積化 310 10.3.1.1 スケーリングと小型化 311 10.3.1.2 プロセスの複雑さと歩留まりの向上 311 10.3.1.3 エネルギー効率の高いフォトニックデバイス 313 10.3.1.4 熱最適化技術 313 10.3.2 パッケージングとテスト 314 10.3.2.1 高度なパッケージングソリューション 314 10.3.2.2 自動テストおよび特性評価 315 10.3.3 拡張性と費用対効果 315 10.3.3.1 ウェーハスケール集積 316 10.3.3.2 半導体組立・試験の外部委託 (OSAT) 317 10.3.4 新興材料とハイブリッド集積 317 10.3.4.1 新規半導体材料 318 10.3.4.2 異種集積アプローチ 318 10.3.5 技術成熟度評価 319 11 企業プロフィール 322 (160社の企業プロフィール) 12 参考文献 491
Summary
Silicon photonics builds optical functions — the generation, modulation, routing, and detection of light — directly onto silicon chips using the same fabrication infrastructure that produces conventional electronics. For most of its history the technology was understood as an efficiency improvement: a way to move data faster and with less power than copper allows. By 2026 that framing no longer captures the market. Artificial intelligence and high-performance computing require enormous volumes of data to move at tremendous speed between chips, servers, and racks, and current accelerator architectures have pushed copper interconnect to its physical limits. The result is an interconnect bottleneck, in which expensive, power-hungry accelerators sit idle waiting for data rather than computing. Silicon photonics has become the industry's structural answer, moving information in photons rather than electrons — photons travel faster, lose far less signal over distance, and carry more information per channel. Optical transceivers remain the application that drives the industry. Data rates have doubled every few years — 100G, 200G, 400G, 800G — and 2026 saw the commercialisation of 1.6-terabit transceivers, with 3.2T expected to sample around 2027 and 6.4T following in the early 2030s. As rates climb, even the short copper trace between an optical engine and the switch or accelerator ASIC limits performance, which is why co-packaged optics (CPO) and near-package optics (NPO) — moving the optical engine onto the ASIC substrate — have become the central packaging story of the decade, alongside linear-drive pluggable and receive optics (LPO/LRO) that strip power-hungry DSP from the link.
A fundamental constraint shapes the whole market: silicon's indirect bandgap means a practical pure-silicon laser cannot be built, which has spawned an ecosystem of complementary material platforms — III-V, lithium niobate, silicon nitride, polymer, plasmonic — and heterogeneous-integration techniques. Beyond datacom, photonic quantum computing has matured into a credible commercial segment, attracting roughly US$2.1 billion in private capital in 2025 and overtaking superconducting systems, thanks to room-temperature operation and CMOS-foundry compatibility. Further demand comes from telecommunications, FMCW LiDAR and sensing, and biomedical uses.
Silicon Photonics, LPO/LRO and NPO/CPO: Global Market 2027-2037 is a comprehensive market and technology assessment of the silicon-photonics and photonic-integrated-circuit (PIC) industry across the 2027–2037 forecast period. It arrives at an inflection point: with copper interconnect exhausted and AI infrastructure demanding unprecedented bandwidth, silicon photonics has shifted from an efficiency improvement to the structural foundation of next-generation data movement. The report frames the market around its two demand engines — AI-driven data communications and the newly commercial photonic-quantum segment — and quantifies the transition to co-packaged optics (CPO), near-package optics (NPO), and linear-drive pluggable and receive optics (LPO/LRO).
The analysis pairs detailed technology explanation with granular, segmented forecasts. Beyond datacom, the report covers competing and complementary platforms, the "copper wall" and beachfront-density crisis, manufacturing challenges and the capacity shift to Southeast Asia, divergent CPO ecosystems (NVIDIA vs. Broadcom) and the TSMC COUPE platform, and application markets spanning telecommunications, AI and computing, quantum, LiDAR and sensing, biomedical, instrumentation, defence, and microwave photonics. It includes an ecosystem market map, regional analysis, and 160 detailed company profiles, making it a decision-grade reference for investors, chip and system vendors, hyperscalers, foundries, and component suppliers navigating the interconnect transition.
Content covered includes:
Table of Contents
1 PURPOSE AND SCOPE 35
2 EXECUTIVE SUMMARY 36
2.1 Market Overview 36
2.2 Electronic and Photonic Integration Compared 40
2.3 Silicon Photonic Transceiver Evolution 40
2.4 Market Map 41
2.5 Global Market Trends in Silicon Photonics 44
2.6 Competing and Complementary Photonics Technologies 45
2.6.1 Metaphotonics 48
2.6.2 III-V Photonics 48
2.6.3 Lithium Niobate Photonics 48
2.6.4 Polymer Photonics 48
2.6.5 Plasmonic Photonics 49
2.7 Potential of Photonic AI Acceleration 49
2.8 The Copper Wall and the Beachfront-Density Crisis 50
2.9 Manufacturing Capacity Shifts to Southeast Asia 50
2.10 Commercial deployment of silicon photonics 50
2.11 Co-Packaged Optics 52
2.11.1 Divergent CPO Ecosystems: NVIDIA and Broadcom 52
2.11.2 The TSMC COUPE Packaging Platform 52
2.12 Manufacturing challenges 52
2.13 The Market Opportunity 55
2.14 Regional Strengths & Research Focus 55
3 INTRODUCTION TO SILICON PHOTONICS 56
3.1 What is Silicon Photonics? 56
3.1.1 Definition and Principles of Silicon Photonics 56
3.1.2 Comparison with traditional technologies 57
3.1.3 Silicon and Photonic Integrated Circuits 60
3.1.4 Optical IO, Coupling and Couplers 63
3.1.5 Emission and Photon Sources/Lasers 64
3.1.6 Detection and Photodetectors 64
3.1.7 Compound Semiconductor Lasers and Photodetectors (III-V) 65
3.1.8 Modulation, Modulators, and Mach-Zehnder Interferometers 66
3.1.8.1 New modulator technologies 67
3.1.9 Light Propagation and Waveguides 68
3.1.10 Optical Component Density 69
3.2 Advantages of Silicon Photonics 70
3.3 Applications of Silicon Photonics 70
3.4 Comparison with Other Photonic Integration Technologies 71
3.5 Evolution from Electronic to Photonic Integration 72
3.6 Silicon Photonics vs Traditional Electronics 73
3.7 Modern high-performance AI data centers 74
3.8 Core Technology Components 77
3.8.1 Optical IO, Coupling and Couplers 77
3.8.2 Emission and Photon Sources/Lasers 78
3.8.2.1 III-V Integration Challenges 79
3.8.2.2 Laser Integration Approaches 79
3.8.3 Detection and Photodetectors 80
3.8.4 Modulation Technologies 80
3.8.4.1 Mach-Zehnder Interferometers 81
3.8.4.2 Ring Modulators 81
3.8.4.3 Micro-Ring Modulators as a Competitive Differentiator 82
3.8.5 Light Propagation and Waveguides 82
3.8.6 Optical Component Density 82
3.9 Basic Optical Data Transmission 84
4 MATERIALS AND COMPONENTS 86
4.1 Silicon 86
4.1.1 Silicon as a Photonic Material 86
4.1.1.1 Optical Properties of Silicon 87
4.1.1.2 Fabrication Processes for Silicon Photonics 87
4.1.2 Silicon-on-insulator (SOI) 88
4.1.2.1 SOI Manufacturing Process 92
4.1.2.2 Key SOI Players 95
4.2 Germanium 96
4.2.1 Germanium Integration in Silicon Photonics 96
4.2.2 Germanium Photodetectors 96
4.2.3 Germanium-on-Silicon Modulators 97
4.3 Silicon Nitride 97
4.3.1 Silicon Nitride (SiN) in Photonics Integrated Circuits 97
4.3.2 Optical Properties and Fabrication of SiN 99
4.3.3 SiN Modulator Technologies 99
4.3.4 SiN Applications in Photonics Integrated Circuits 100
4.3.5 Advances in SiN Modulator Technologies 101
4.3.6 SiN-based Waveguides and Devices 101
4.3.7 SiN Performance Analysis 102
4.3.8 Applications of SiN in Photonics 103
4.3.9 SiN PIC Players 103
4.3.10 SiN Key Foundries 106
4.4 Thin Film Lithium Niobate (TFLN) 109
4.4.1 Overview 109
4.4.2 Lithium Niobate on Insulator (LNOI) 110
4.4.2.1 Overview of LNOI Technology 110
4.4.2.2 Characteristics and Properties of LNOI 111
4.4.2.3 LNOI Fabrication Processes 111
4.4.2.4 LNOI-based Modulator and Switch Technologies 112
4.4.2.5 Trends Toward Higher Speed and Improved Power Efficiency 112
4.4.2.6 High-Speed LNOI Modulators 113
4.4.2.6.1 Energy-Efficient LNOI Devices 114
4.4.2.6.2 Emerging LNOI Device Technologies 114
4.5 Indium Phosphide 115
4.5.1 Indium Phosphide (InP) Integration 115
4.5.1.1 InP as a Direct Bandgap Semiconductor 115
4.5.1.2 InP-based Active Components 116
4.5.1.3 Hybrid Integration of InP with Silicon Photonics 116
4.5.2 InP PIC Players 116
4.6 Barium Titanite and Rare Earth metals 117
4.6.1 Barium Titanate (BTO) Modulators 118
4.7 Organic Polymer on Silicon 119
4.7.1 Polymer-based Modulators 120
4.8 Wafer Processing 120
4.8.1 Wafer Sizes by Platform 120
4.8.2 Processing Challenges 121
4.8.3 Yield Management 121
4.9 Hybrid and Heterogeneous Integration 122
4.9.1 Monolithic Integration 122
4.9.2 Hybrid Integration 123
4.9.3 Heterogeneous Integration 123
4.9.4 III-V-on-Silicon 123
4.9.5 Bonding and Die-Attachment Techniques 123
4.9.6 Monolithic versus Hybrid Integration 124
5 ADVANCED PACKAGING TECHNOLOGIES 126
5.1 Evolution of Packaging Technologies 126
5.1.1 Traditional Packaging Approaches 129
5.1.2 Advanced Packaging Roadmap 130
5.1.3 Key Performance Metrics 132
5.2 2.5D Integration Technologies 133
5.2.1 Silicon Interposer Technology 134
5.2.2 Organic Substrate Options 136
5.3 3D Integration Approaches 136
5.3.1 Through-Silicon Via (TSV) 137
5.3.1.1 TSV Manufacturing Process 138
5.3.1.2 TSV Challenges and Solutions 139
5.3.2 Hybrid Bonding Technologies 140
5.3.2.1 Cu-Cu Bonding 141
5.3.2.2 Direct Bonding 141
5.4 Co-Packaged Optics (CPO) 142
5.4.1 CPO Architecture Overview 142
5.4.2 Benefits and Challenges 142
5.4.3 Integration Approaches 144
5.4.3.1 2D Integration 144
5.4.3.2 2.5D Integration 145
5.4.3.3 3D Integration 145
5.4.4 Thermal Management 146
5.4.5 Optical Coupling Solutions 146
5.5 Optical Alignment 147
5.5.1 Active vs Passive Alignment 147
5.5.2 Coupling Efficiency 148
5.6 Manufacturing Challenges 148
6 OPTICAL INTERCONNECT ARCHITECTURES FOR AI: PLUGGABLES, LPO/LRO, NPO AND CPO 151
6.1 The Rise and Challenges of Large Language Models (LLMs) 151
6.1.1 The Explosive Growth of AI and Generative AI 151
6.1.1.1 Historical Context and Acceleration 151
6.1.1.2 Compute Demand Scaling 151
6.1.1.3 Generative AI Market Expansion 151
6.1.2 Modern High-Performance AI Data Centre Requirements 154
6.1.2.1 Compute Density Requirements 154
6.1.2.2 Network Topology Requirements 154
6.1.2.3 Availability and Reliability Requirements 154
6.1.3 NVIDIA’s State-of-the-Art AI Systems 155
6.1.3.1 DGX H100 and HGX H100 155
6.1.3.2 Blackwell and Rubin Architectures 156
6.1.4 Switches: Key Components in Modern Data Centres 157
6.1.4.1 Switch Hierarchy in AI Data Centres 157
6.2 Scale-Up, Scale-Out, and Scale-Across Networks 159
6.2.1 Scale-Up Networks: GPU-to-GPU Interconnects 159
6.2.1.1 NVIDIA NVLink Implementation 159
6.2.2 Scale-Out Networks: Rack-to-Rack Communications 160
6.2.2.1 Ethernet-Based Scale-Out 160
6.2.2.2 InfiniBand for AI 161
6.2.2.3 CPO Value Proposition for Scale-Out 161
6.2.3 Scale-Up, Scale-Out, and Scale-Across Comparison 162
6.2.4 Roadmap of Interconnect Technology for Network Switches in High-End Data Centres 163
6.2.4.1 Technology Generations 163
6.2.5 SerDes Bottleneck in High-Bandwidth Systems 165
6.2.5.1 SerDes Function 165
6.2.5.2 Channel Loss Challenges 166
6.2.6 Solutions to SerDes Bottlenecks in High-Bandwidth Systems 166
6.2.6.1 Linear-Drive Electronics 166
6.2.6.2 Near-Package Optics 166
6.2.6.3 Co-Packaged Optics 167
6.2.7 Pluggable Optics: Current Bottlenecks and Limitations 167
6.2.7.1 Form Factor Constraints 167
6.2.7.2 Electrical Interface Limitations 167
6.2.8 On-Board Optics (OBO) 168
6.2.8.1 CPO Architecture 170
6.2.8.2 Key Enabling Technologies 170
6.2.8.3 Performance Benefits 171
6.2.8.4 Implementation Challenges 171
6.2.9 Transmission Losses in Pluggable Optical Transceiver Connections 171
6.2.10 Pluggable Optics vs. CPO 172
6.2.11 Design Decisions for CPO Compared to Pluggables 173
6.2.12 Advancements in Switch IC Bandwidth and the Need for CPO Technology 174
6.2.12.1 Bandwidth Scaling Trajectory 174
6.2.13 L2 Frontside Network Architecture Diagram: CPO vs. Non-CPO 176
6.3 Challenges in Compute Switch Interconnects (Optical I/O) for High-End Data Centres 178
6.3.1 Number of Copper Wires in Current AI System Interconnects 178
6.3.1.1 NVLink Copper Cable Count 178
6.3.2 Limitations of Current Copper Systems in AI 180
6.3.3 NVIDIA’s Connectivity Choices: Copper vs. Optical for High-Bandwidth Systems 181
6.3.3.1 Current Generation: Copper-Centric 181
6.3.3.2 Future Generation: Optical-First 181
6.3.4 Strategic Implications 182
6.3.5 Copper vs. Optical for High-Bandwidth Systems: Benchmark 182
6.3.6 Migration from Copper to Optical Interconnects for High-End AI Systems 182
6.3.7 Current AI System Architecture 185
6.3.8 L1 Backside Compute Architecture with Copper Systems 186
6.3.9 L1 Backside Compute Architecture with Optical Interconnect: Co-Packaged Optics (CPO) 186
6.4 Future AI Systems in High-End Data Centres 188
6.4.1 Power Efficiency Comparison: CPO vs. Pluggable Optics vs. Copper Interconnects 188
6.4.1.1 Power Consumption Breakdown 188
6.4.2 Latency of 60cm Data Transmission Technology Benchmark 190
6.4.3 Future AI Architecture (Short to Mid-Term) 190
6.4.4 Future AI Architecture (Long-Term) 193
7 CO-PACKAGED OPTICS (CPO) 197
7.1 Photonic Integrated Circuits (PICs) Key Concepts 197
7.1.1 What are Photonic Integrated Circuits (PICs)? 197
7.1.1.1 Fundamental Definition 197
7.1.1.2 Material Platforms 197
7.1.1.3 Integration Levels 197
7.1.2 PICs vs. Silicon Photonics: What are the Differences? 199
7.1.2.1 Silicon Photonics: A Specific Implementation 199
7.1.2.2 Why Silicon Photonics Dominates CPO 199
7.1.3 PIC Architecture 201
7.1.3.1 Transmit Path Architecture 201
7.1.3.2 Receive Path Architecture 201
7.1.3.3 Supporting Functions 202
7.1.3.4 Advantages and Challenges of PICs 202
7.2 Optical Engine (OE) 204
7.2.1 What is an Optical Engine? 204
7.2.1.1 Optical Engine Composition 204
7.2.1.2 Optical Engine vs. Pluggable Transceiver 204
7.2.2 How an Optical Engine Works 205
7.2.2.1 Transmit Path Operation 205
7.2.2.2 Receive Path Operation 205
7.2.2.3 Critical Performance Parameters 206
7.2.3 Optical Power Supplies 206
7.2.3.1 Why External Laser Sources? 206
7.2.3.2 External Laser Source Architectures 207
7.2.3.3 Optical Power Delivery 207
7.3 Three Key Concepts in Co-Packaged Optics (CPO) 207
7.3.1 Concept 1: Proximity Integration 207
7.3.2 Concept 2: Functional Partitioning 208
7.3.3 Concept 3: Coherent Ecosystem Development 208
7.3.4 Key Technology Building Blocks for CPO 209
7.3.4.1 Silicon Photonics PIC 209
7.3.4.2 Electronic IC (EIC) 210
7.3.4.3 EIC-PIC Integration 210
7.3.4.4 Fibre Array Units (FAUs) 210
7.3.4.5 External Laser Source 210
7.3.4.6 Advanced Packaging Platform 210
7.3.5 Benefits of CPO: Latency Reduction 213
7.3.5.1 Sources of Latency in Optical Interconnects 213
7.3.5.2 CPO Latency Advantages 213
7.3.6 Benefits of CPO: Power Consumption Reduction 214
7.3.6.1 Power Consumption Breakdown 214
7.3.6.2 Why CPO Consumes Less Power 214
7.3.7 Benefits of CPO: Data Rate Improvements 216
7.3.7.1 Pluggable Scaling Limitations 216
7.3.7.2 CPO Scaling Advantages 216
7.3.7.3 Data Rate Scaling Roadmap 216
7.3.7.4 The 200G-per-Lane Transition and Silicon Photonics 217
7.3.7.5 Modulator Technology Roadmap and Emerging Materials 217
7.3.7.6 Technology Trends in CPO Driven by Rising Data Rates 217
7.3.7.7 Applicability of Wavelength-Division Multiplexing (WDM) 219
7.3.7.8 Physical Limits on Fibre Count: The Beachfront (Shoreline) Constraint 220
7.3.7.9 Increasing the Number of WDM Channels: Technical Challenges 220
7.3.7.10 The End-to-End Optical Link Budget 221
7.3.8 Overview of Value Proposition of CPO 222
7.3.8.1 Value for Hyperscale Data Centre Operators 222
7.3.8.2 Value for Network Equipment Vendors 222
7.3.8.3 Value for the Technology Ecosystem 222
7.3.9 Future Challenges in CPO 223
7.3.9.1 Manufacturing and Yield Challenges 223
7.3.9.2 Thermal Management Challenges 223
7.3.9.3 Serviceability and Reliability Challenges 223
7.3.9.4 Ecosystem and Standardisation Challenges 224
7.3.9.5 Cost Challenges 224
7.3.9.6 Test and Manufacturing Scale-Up 224
7.4 CPO Standards 225
7.4.1 OIF Co-Packaging Framework 226
7.4.2 OCI-MSA (Optical Compute Interconnect Multi-Source Agreement) 227
7.4.3 OIF Standards for 1.6T and 3.2T CPO Module 227
7.4.4 External Laser Small Form Pluggable (ELSFP) Implementation Agreement 228
7.4.5 Telemetry and Management 229
7.4.6 OIF’s CEI-112G XSR / XSR+ PAM4 229
7.4.7 UCIe Standard and Its Relationship to CPO 230
7.4.8 XPO and Open CPX Initiatives 232
7.4.9 Near-Package Optics (NPO) as an Intermediate Path 232
8 CO-PACKAGED OPTICS MARKET ANALYSIS 233
8.1 CPO Market Definition and Scope 233
8.2 CPO Market Size and Growth Projections 233
8.3 Switch CPO Market Analysis 234
8.3.1 Market Overview and Drivers 234
8.3.2 Deployment Timeline and Adoption Phases 234
8.3.3 Volume Projections and Market Sizing 235
8.3.4 Market Concentration and Regional Distribution 236
8.3.5 Pricing Trajectory and Cost Dynamics 236
8.4 XPU Optical I/O Market Analysis 237
8.4.1 Market Drivers and Value Proposition 237
8.4.2 Adoption Timeline and Platform Evolution 237
8.4.3 Volume and Revenue Projections 238
8.4.4 Market Segmentation by Platform 239
8.4.5 Technology Requirements and Differentiation 239
8.5 CPO Pricing and Cost Analysis 240
8.5.1 Current Pricing Landscape 240
8.5.2 Cost Trajectory and Reduction Drivers 240
8.5.3 Cost Parity Timeline and Dynamics 241
8.5.4 Pricing Strategy Implications 242
8.6 Regional Market Dynamics 243
8.6.1 North America 243
8.6.2 Asia-Pacific 244
8.6.3 Europe 245
8.6.4 Rest of World 246
8.7 Total Addressable Market Analysis 247
8.7.1 Core TAM Segments 247
8.7.2 Serviceable Addressable Market (SAM) 248
8.8 Market Forecast by Component 249
8.9 Market Forecast by Technology Generation 250
8.9.1 Optical Engine Bandwidth Evolution 250
8.9.2 Generation Lifecycle Analysis 251
8.10 Market Restraints and Barriers 252
8.10.1 Manufacturing Yield and Cost 252
8.10.2 Serviceability and Field Replacement Concerns 253
8.10.3 Standards Maturity and Interoperability 253
8.10.4 Supply Chain Capacity Constraints 254
8.10.5 Competitive Alternatives 255
8.11 Adoption Curve Analysis 256
8.11.1 Technology Adoption Framework 256
8.11.1.1 Innovators (2024-2026) 256
8.11.1.2 Early Adopters (2026-2028) 257
8.11.1.3 Early Majority (2028-2031) 258
8.11.1.4 Laggards (2034+) 259
8.11.2 Segment-Specific Adoption Curves 260
8.12 Adoption Accelerators and Inhibitors 261
8.12.1 Adoption Curve Implications 261
8.13 Competitive Landscape Evolution 262
8.13.1 Current Competitive Positioning 262
8.13.2 Integrated Device Manufacturers (IDMs) 262
8.13.3 Silicon Photonics Specialists 262
8.13.4 Foundry/OSAT Providers 262
8.13.5 System Vendors 263
8.13.6 Laser Suppliers 263
8.13.7 Competitive Dynamics and Market Structure Evolution 264
8.13.7.1 Near-Term Dynamics (2025-2028) 264
8.13.7.2 Expected Evolution (2028) 264
8.13.7.3 Mid-Term Dynamics (2028-2032) 264
8.13.7.3.1 Expected Evolution (2032) 265
8.13.7.4 Long-Term Dynamics (2032-2037) 265
8.13.7.4.1 Expected Evolution (2037) 265
8.13.8 Vertical Integration Trends 266
8.13.8.1 Integration Strategy Framework 266
8.13.8.1.1 Full Vertical Integration 266
8.13.8.1.2 Partial Integration 266
8.13.8.1.3 Fabless/Assembly-Light 267
8.13.8.1.4 Platform Provider 267
8.13.8.2 Strategic Implications of Integration Trends 269
8.13.9 Recent Developments — Q1 2026 269
8.13.10 Recent Developments — Q2 2026 270
8.14 Scenario Analysis 271
8.14.1 Scenario Framework 271
8.14.2 Scenario Definitions 271
8.14.3 Bull Case Scenario 272
8.14.4 Base Case Scenario 272
8.14.5 Bear Case Scenario 273
8.14.6 Optical transceiver market 274
8.14.7 Scenario Comparison and Key Variables 274
9 GLOBAL MARKET SIZE AND FORECASTS 2027–2037 276
9.1 Headline Market Model 2027–2037 276
9.2 Market Segmentation by Application 2027–2037 276
9.3 Market Segmentation by Interconnect Architecture 2027–2037 277
9.4 Modules and PIC Dies 2027–2037 277
9.4.1 Global Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits Market Overview 278
9.4.1.1 Market Size and Growth Trends 278
9.4.1.2 Market Segmentation by Application 278
9.4.1.3 Server Boards, CPUs and Accelerators 279
9.4.1.4 Modules & PICs (Dies) Market Forecast 2027–2037 279
9.4.1.5 SOI Wafers for Silicon Photonics 280
9.4.1.6 LPO & New Modulator Materials Market Forecast 2027–2037 280
9.4.2 Datacom Applications 281
9.4.2.1 Market Forecast 281
9.4.2.1.1 Datacom and Telecom Modules and PICs 281
9.4.2.1.2 PIC Transceivers for AI 282
9.4.2.1.3 PIC Transceiver Pricing 282
9.4.2.2 PIC Transceiver Cost per Gigabit 283
9.4.2.3 PIC Datacom Transceiver Market 283
9.4.2.4 Datacom Transceiver Revenue by Customer Type 284
9.5 Quantum PIC Market 284
9.5.1. Key Drivers and Restraints 285
9.5.2 Co-Packaged Optics 285
9.5.3 Telecom Applications 286
9.5.3.1 Market Forecast 286
9.5.3.1.1 PIC-based Transceivers for 5G and 6G 286
9.5.3.2 Key Drivers and Restraints 287
9.5.4 Sensing Applications 287
9.5.4.1 Market Forecast 287
9.5.4.2 Key Drivers and Restraints 288
9.5.5 Photonic Integrated Circuit Market, by Material 289
10 SUPPLY CHAIN, TECHNOLOGY TRENDS AND FUTURE CHALLENGES 290
10.1 SUPPLY CHAIN ANALYSIS 290
10.1.1 Foundries and Wafer Suppliers 291
10.1.1.1 CMOS Foundries 291
10.1.1.2 Specialty Photonics Foundries 292
10.1.1.3 Indium Phosphide Wafer Supply 293
10.1.2 Integrated Device Manufacturers (IDMs) 294
10.1.2.1 Fabless Companies 294
10.1.2.2 Fully Integrated Photonics Companies 295
10.1.3 Foundries and Wafer Suppliers 296
10.1.4 Packaging and Testing 297
10.1.4.1 Chip-Scale Packaging 297
10.1.4.2 Module-Level Packaging 297
10.1.4.3 Testing and Characterization 297
10.1.4.4 Optical Module Assembly: The Shift to Southeast Asia 298
10.1.4.5 The EML Laser Shortage 298
10.1.5 System Integrators and End-Users 299
10.1.5.1 CPO Partner Ecosystems: NVIDIA and Broadco 300
10.2 TECHNOLOGY TRENDS 301
10.2.1 Laser Integration Techniques 301
10.2.1.1 Direct Epitaxial Growth 301
10.2.1.2 Flip-Chip Bonding 302
10.2.1.3 Hybrid Integration 302
10.2.1.4 Advances and Challenges 303
10.2.2 Modulator Technologies 304
10.2.2.1 Silicon Modulators 304
10.2.2.2 Germanium Modulators 305
10.2.2.3 Lithium Niobate Modulators 305
10.2.2.4 Polymer Modulators 305
10.2.2.4.1 Tower Semiconductor and Lightwave Logic EO-Polymer 306
10.2.3 Photodetector Technologies 306
10.2.3.1 Silicon Photodetectors 306
10.2.3.2 Germanium Photodetectors 307
10.2.3.3 III-V Photodetectors 307
10.2.4 Waveguide and Coupling Innovations 307
10.2.4.1 Silicon Waveguides 307
10.2.4.2 Silicon Nitride Waveguides 308
10.2.4.3 Coupling Techniques 308
10.2.5 Packaging and Integration Advancements 308
10.2.5.1 Chip-Scale Packaging 308
10.2.6 Wafer-Scale Integration 309
10.2.6.1 3D Integration and Interposer Technologies 309
10.3 CHALLENGES AND FUTURE TRENDS 310
10.3.1 CMOS-Foundry-Compatible Devices and Integration 310
10.3.1.1 Scaling and Miniaturization 311
10.3.1.2 Process Complexity and Yield Improvement 311
10.3.1.3 Energy-Efficient Photonic Devices 313
10.3.1.4 Thermal Optimization Techniques 313
10.3.2 Packaging and Testing 314
10.3.2.1 Advanced Packaging Solutions 314
10.3.2.2 Automated Testing and Characterization 315
10.3.3 Scalability and Cost-Effectiveness 315
10.3.3.1 Wafer-Scale Integration 316
10.3.3.2 Outsourced Semiconductor Assembly and Test (OSAT) 317
10.3.4 Emerging Materials and Hybrid Integration 317
10.3.4.1 Novel Semiconductor Materials 318
10.3.4.2 Heterogeneous Integration Approaches 318
10.3.5 Technology Readiness Assessment 319
11 COMPANY PROFILES 322 (160 company profiles)
12 REFERENCES 491
ご注文は、お電話またはWEBから承ります。お見積もりの作成もお気軽にご相談ください。本レポートと同分野(電子部品/半導体)の最新刊レポート
Future Markets, inc.社の エレクトロニクス分野 での最新刊レポート
よくあるご質問Future Markets, inc.社はどのような調査会社ですか?Future Markets, inc.は先端技術に焦点をあてたスウェーデンの調査会社です。 2009年設立のFMi社は先端素材、バイオ由来の素材、ナノマテリアルの市場をトラッキングし、企業や学... もっと見る 調査レポートの納品までの日数はどの程度ですか?在庫のあるものは速納となりますが、平均的には 3-4日と見て下さい。
注文の手続きはどのようになっていますか?1)お客様からの御問い合わせをいただきます。
お支払方法の方法はどのようになっていますか?納品と同時にデータリソース社よりお客様へ請求書(必要に応じて納品書も)を発送いたします。
データリソース社はどのような会社ですか?当社は、世界各国の主要調査会社・レポート出版社と提携し、世界各国の市場調査レポートや技術動向レポートなどを日本国内の企業・公官庁及び教育研究機関に提供しております。
|
|