 世界のフォトニクスパッケージング市場 2027年～2037年The Global Photonics Packaging Market 2027-2037 フォトニクスパッケージングは、静かではあるが決定的な変革を遂げ、光トランシーバー製造のバックエンドに限定されていた工学の一分野から、世界の技術インフラにおいて戦略的に最も重要な分野の一つへ... もっと見る
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サマリー
フォトニクスパッケージングは、静かではあるが決定的な変革を遂げ、光トランシーバー製造のバックエンドに限定されていた工学の一分野から、世界の技術インフラにおいて戦略的に最も重要な分野の一つへと発展しました。 AI規模のコンピューティングによる飽くなき帯域幅需要、大量生産向けファウンドリ・プラットフォームとしてのシリコンフォトニクスの成熟、そして拡張現実（AR）から量子コンピューティングに至る新たなエンド市場の拡大という、3つの強力な要因が相まって、フォトニクスパッケージングは、デジタル経済を支えるハードウェア・スタックにおいて中心的な役割を担うようになった。 現在の市場は、30年にわたるデータ通信規格の標準化を通じて洗練されてきた光トランシーバーモジュールのパッケージングが主流を占めています。 今日の 800G コヒーレントおよびダイレクト検出モジュールは、従来のプラグイン型トランシーバー・パッケージングの頂点と言えます。これらはコストが最適化され、歩留まりが高く、Fabrinet、Jabil、Luxshare などの受託製造業者によって、モジュール組立レベルでますますコモディティ化が進んでいます。 しかし、この成熟したセグメントは、根本的に異なるパッケージング手法を必要とする「コパッケージド・オプティクス」によって、今まさに変革の渦中にあります。 シリコンインターポーザー上で5nm CMOS EICとシリコンフォトニクスPICをフリップチップ接合すること、CPO-FCインターフェース規格に準拠した着脱可能なファイバーコネクタ、そして数百ワットを消費するスイッチASICとの熱共同管理などである。 CPOへの移行は、避けられない物理的制約によって推進されています。現在、AIのトレーニングおよび推論クラスターでは、スイッチ1台あたり毎秒51.2テラビットを超える総スイッチ帯域幅が求められていますが、この目標は、従来のPCBレベルのSerDes電気インターフェースでは、許容可能な消費電力の範囲内で達成することができません。 NVIDIAのNVLink光インターコネクトおよびBroadcomのTomahawk 6および7 CPOスイッチ・ファミリーは、2030年代にかけてフォトニクスパッケージングのサプライチェーン全体を再構築する技術として、初めて商用化されたものです。 TSMCのCoWoSプラットフォームとASE GroupのVIPackコパッケージングサービスにより、ファウンドリや先進的なOSATは、以前はモジュール組立業者を中心に回っていたサプライチェーンにおいて、新たな重心の位置を占めるようになった。 さらに先を見据えると、拡張現実（AR）ディスプレイエンジンが、2つ目の主要な成長分野となります。5ミクロン未満のピクセルピッチでのMicroLEDダイ転写、1時間あたり1億個を超えるダイの大量転写スループット、およびCMOSバックプレーンの統合は、CPOに匹敵する複雑さを伴うパッケージング上の課題であり、その単位当たりのコストは消費者向けの価格水準に達する必要があります。 量子技術を用いたフォトニクスパッケージング――極低温ファイバーカプラー、単一光子検出器の集積、および超低損失窒化ケイ素導波路アセンブリなどを包含する――は、サイクルは長いものの、構造的に重要な成長ベクトルをさらに加えることになる。 『2027年～2037年の世界のフォトニクスパッケージング市場』は、2037年までの11年間にわたり、6つの主要なアプリケーション分野における売上高、出荷台数、および技術導入状況について、綿密なボトムアップ方式による予測を提示しています。本レポートの中心的な主張は、フォトニクスパッケージングが転換点を越えたというものです。 AIインフラの拡充により、光インターコネクトパッケージングがコンピューティングクラスターの性能を制限する要因となっており、半導体業界の有力なファウンドリ、OSATプロバイダー、システムOEM各社は、光コンポーネントの設計、組立、サプライチェーンを第一原理から再考することを余儀なくされています。 特にCPOについては、タイプI、タイプII、タイプIIIのパッケージング構造や光学エンジンアーキテクチャに関する詳細な分析に加え、スケールアウト型イーサネットスイッチ用途とスケールアップ型GPU光I/Oを区別した完全なモデルに基づく予測が盛り込まれており、2037年までの出荷台数および売上高の推移が個別に示されている。 AIデータセンターに加え、本レポートでは拡張現実（AR）用ディスプレイパッケージングについても同様に綿密な分析を行っており、LCoSからMicroLEDへの技術移行、物質移動収率の経済性、技術種別ごとのディスプレイエンジンパッケージングの売上高などを網羅している。 さらに、自動車向けFMCW LiDAR、4つのハードウェアプラットフォームにわたる量子フォトニクスパッケージング、および医療、防衛、産業用センシングを網羅する広範な「その他用途」セグメントについても扱っています。 「エコシステムとサプライチェーン」の章では、SOIウェハーの供給からシステム統合に至るまでのバリューチェーン全体を網羅し、台湾、北米、欧州、アジア太平洋地域のエコシステムについて、地域別の詳細な分析を行っています。「競合環境」の章では、垂直統合の動向やM&Aの動向を評価しており、79社の企業プロファイルを通じて、バリューチェーンのあらゆる階層にまたがる主要企業に関する詳細な情報を提供しています。 レポートの内容：
目次
1. 概要
1.1 レポートの概要と主な調査結果 16
1.2 市場定義と範囲 17
1.2.1 フォトニクスパッケージングの定義 17
1.2.2 フォトニクスパッケージングと広義の半導体パッケージングとの境界 18
1.2.3 調査範囲：本レポートで取り上げる用途 18
1.3 主要な市場推進要因および制約要因 18
1.4 市場規模と成長 19
1.5 フォトニクスパッケージング：バックエンド工程から戦略的推進要因へ 21
1.6 AI時代におけるフォトニクスパッケージング 22
1.7 先進パッケージングへの移行：モジュールレベルからウェハーレベル統合へ 22
1.8 競合状況とエコシステムの概要 23
1.9 主な結論と戦略的示唆 24
2. 市場の状況と背景
2.1 フォトニクスパッケージング：歴史的変遷 26
2.1.1 データ通信および通信用光トランシーバーに端を発する 26
2.1.2 異種集積化への移行 26
2.1.3 構造的な成長の触媒としてのAI主導の帯域幅需要 26
2.2 AI時代のフォトニクス 28
2.2.1 生成AIとLLMの爆発的な成長 28
2.2.2 演算需要の拡大とネットワークのボトルネック 29
2.2.3 AIインフラにおける光インターコネクトの役割 30
2.3.1 従来のパッケージング手法 30
2.3.2 先進的なパッケージング手法 30
2.3.3 1次元から3次元への集積化：パッケージングの進化の連続体 30
2.3 半導体パッケージング技術の概要 30
2.5.1 PDK および ADK 主導の設計環境 32
2.5.2 標準化団体および業界コンソーシアムの役割 32
2.5.3 フォトニクスパッケージングの大量導入における障壁 32
2.4 フォトニクス・パッケージングが従来の半導体パッケージングと異なる理由 31
2.5 標準化の必要性 32
3. 技術の現状
3.1 光源統合技術 35
3.1.1 集積アプローチの概要 35
3.1.2 ハイブリッド統合 38
3.1.3 異種集積 38
3.1.4 シリコンフォトニクス上での による異種統合光源（プラグイン型向け） 38
3.1.5 シリコン上のMicroLEDハイブリッド化 39
3.2 フォトニクス向け先進パッケージング技術 39
3.2.1 ウェーハレベルパッケージング（WLP） 39
3.2.1.1 ウェーハレベル・チップスケール・パッケージング（WLCSP） 40
3.2.1.2 ファンアウト・ウェーハレベル・パッケージング（FO-WLP） 40
3.2.1.3 WLP 製造プロセス 40
3.2.2 2.5D および 3D パッケージング 41
3.2.2.1 シリコンインターポーザー 2.5D（スルーシリコンビア） 41
3.2.2.2 有機系 2.5D パッケージング 41
3.2.2.3 ガラスベースの2.5Dパッケージング 41
3.2.2.4 3D積層パッケージ 41
3.2.3.1 フュージョンボンディングおよびダイレクト分子ボンディング 42
3.2.3.2 Cu-Cu バンプレス・ハイブリッドボンディング 43
3.2.3.3 ハイブリッドボンディングを採用したデバイス 43
3.2.3 ハイブリッドボンディング 42
3.2.4 フォトニクス対応先進パッケージング・プラットフォームの比較 43
3.3.1 ワイヤボンディング 44
3.3.2 フリップチップ・バンピング 44
3.3.3 マイクロバンプ 44
3.3.4 シリコン貫通ビア (TSV) 44
3.3.5 再配線層（RDL） 45
3.3.6 フォトニック・ワイヤボンディング 45
3.4.1 ファイバー・トゥ・チップ結合方式の概要 46
3.4.2 V グルーブ技術：260μm ピッチから 130μm ピッチへ 46
3.4.3 着脱可能なファイバー・トゥ・チップ・カプラー 48
3.4.4 の保守性および着脱性に関する設計上の考慮事項 48
3.4.5 ファイバーアレイユニット（FAU）およびコネクタ化 48
3.5.1 フォトニック集積回路（PIC）— 主要概念 49
3.5.1.1 PICとは何か？ 材料プラットフォームと集積レベル 49
3.5.1.2 PICs 対 シリコンフォトニクス ? 相違点と共通点 49
3.5.2 電子・フォトニクス統合の要件 50
3.5.3 2D EIC/PIC 統合 50
3.5.4 2.5D EIC/PIC 統合 50
3.5.5 3D EIC/PIC 統合 50
3.5.6 3D 光学エンジンの構成例 51
3.5.6.1 構成 1：マイクロバンプを用いた EIC-on-PIC 51
3.5.6.2 構成 2：スルーシリコンビアを用いた PIC-on-EIC 51
3.5.6.3 構成 3：ハイブリッドボンディングを用いた 3D SoIC 51
3.5.7 異種EIC/PIC統合におけるTSMCの役割 52
3.6.1 光トランシーバー・モジュールのアーキテクチャ 52
3.6.2 代表的なプロセス工程と主要な装置サプライヤー 53
3.6.3 用途に応じたパッケージング手法の選定 54
3.6.4 量子パッケージングのためのソリューション 55
3.7.1 2026年～2037年の長期技術進化ロードマップ 56
3.7.2 共封装光素子の長期的な進化 58
3.3 フォトニクスパッケージングにおける相互接続技術 44
3.4 ファイバー・トゥ・チップ結合 45
3.5 EIC/PICの集積 49
3.6 モジュールレベルパッケージング 52
3.7 技術ロードマップ 56
4. 共封装光学素子（CPO）
4.1 コパッケージド・オプティクスの概要 60
4.1.1 定義と中核概念 60
4.1.1.1 概念 1：近接統合 60
4.1.1.2 概念 2：機能的区分 60
4.1.1.3 概念 3：一貫性のあるエコシステムの開発 60
4.1.2 光エンジン（OE）とは何か？ 60
4.1.2.1 光エンジンの構成とコンポーネント 60
4.1.2.2 光エンジンとプラグイン式トランシーバーの比較 61
4.1.2.3 重要な性能パラメータ 61
4.1.3.1 シリコンフォトニクスPIC 61
4.1.3.2 電子IC（EIC） 61
4.1.3.3 外部レーザー光源および光電源 62
4.1.3 CPO の主要技術構成要素 61
4.2 CPO 対 プラグイン型光学部品 62
4.2.1 プラグイン型光モジュール？現状、ボトルネック、および制限事項 62
4.2.1.1 フォームファクタの制約 62
4.2.1.2 電気的インターフェースおよびSerDesの制限 62
4.2.1.3 熱管理上の課題 63
4.2.1.4 過渡的なステップとしてのオンボード光学部品（OBO） 63
4.2.2 電力効率の比較：CPO 対 プラグイン式 対 銅配線 64
4.2.3 設計上の決定事項：CPO とプラグイン式のどちらを選ぶか 64
4.3.1 最新のハイパフォーマンスAIデータセンターアーキテクチャ 64
4.3.1.1 物理インフラストラクチャの階層構造 64
4.3.1.2 ネットワークアーキテクチャ：スケールアウトとスケールアップ 64
4.3.1.3 電力および冷却に関する考慮事項 65
4.3.2 スイッチ：AI データセンターの主要コンポーネント 65
4.3.2.1 スイッチアーキテクチャの進化 65
4.3.2.2 スイッチ ASIC テクノロジーと帯域幅のスケーリング 65
4.3.3 スケールアウト型ネットワークスイッチングの応用 65
4.3.4 によるスケールアップ型コンピューティングにおける光I/Oアプリケーション 66
4.3.5.1 NVIDIAのCPO戦略：垂直統合 66
4.3.5.2 ブロードコムの CPO 戦略：オープンエコシステム 66
4.3.5.3 競争の動向 66
4.3.5 NVIDIA 対 ブロードコム：AI インフラストラクチャおよび CPO における戦略的比較 66
4.3.6 L2フロントサイド・ネットワーク・アーキテクチャ：CPO対非CPO 67
4.3.7 AIシステムにおける銅線相互接続から光相互接続への移行 68
4.4.1 CPO + XPU/スイッチ ASIC パッケージング構造の種類 71
4.4.1.1 タイプ I：パッケージ周辺部に配置された光エンジン 71
4.4.1.2 タイプ II：インターポーザー上の ASIC と共配置された光エンジン 71
4.4.1.3 タイプIII：3D積層型光学エンジン 71
4.4.2 パッケージング技術によるネットワークスイッチのシステム統合 72
4.4.3 パッケージング技術による光I/Oのシステム統合 73
4.5.1 サーバーボード、CPU、および GPU/アクセラレータの出荷予測 74
4.5.2 AI 相互接続向け光 I/O の CPO 予測（出荷台数） 75
4.5.3 AI 相互接続用光 I/O の CPO 予測（売上高） 75
4.5.4 AIアクセラレータ向けCPOネットワークスイッチ（出荷台数） 76
4.5.5 AIアクセラレータ向けCPOネットワークスイッチ（市場規模） 77
4.5.6 CPO 市場全体の概要 78
4.5.7 EIC/PIC統合技術別CPO（出荷台数） 78
4.5.8 CPOロードマップ：スケールアウト型ネットワーク 81
4.6.1 技術的課題 84
4.6.2 商用化および標準化における課題 84
4.6.3 将来の可能性と展望 84
4.3 データセンターアーキテクチャとCPOの応用 64
4.4 CPOのパッケージ構造 71
4.5 CPO市場予測（2026年～2037年） 74
4.6 CPOの課題と将来の可能性 84
5. 用途別セグメント
5.1 テレコムおよびデータ通信 86
5.1.1 光トランシーバー市場の概要 86
5.1.2 光トランシーバー向けフォトニクスパッケージング 86
5.1.3 市場予測：光トランシーバー 2026～2037年 88
5.1.4 プラグイン型からコパッケージ型への移行：ハイブリッド期 2026?2030 88
5.1.5 サプライチェーンの集中化と垂直統合の動向 91
5.2 AIデータセンター 91
5.2.1 AIデータセンターにおけるフォトニクスパッケージングの需要 91
5.2.2 ハイパースケーラーの設備投資（Capex）とフォトニクス集約度 91
5.2.3 現在のAIシステムアーキテクチャ：NVIDIA DGX/HGXプラットフォーム 92
5.2.4 将来のAIアーキテクチャ（短期～中期：2026～2030年） 92
5.2.5 将来のAIアーキテクチャ（長期：2031～2037年） 92
5.3.1 コンシューマー向けAR市場の概要と転換点（2026～2028年） 93
5.3.2 AR向けディスプレイエンジン技術 93
5.3.2.1 LCoSベースの光学エンジン 93
5.3.2.2 MicroLEDベースの光学エンジン 93
5.3.2.3 レーザーベースのアーキテクチャと新たな結合に関する課題 93
5.3.2.4 LCoSからMicroLEDへの移行：2026年～2037年？ 94
5.3.3 ARフォトニクスパッケージング：差別化の鍵となるフォームファクタ 96
5.3.4 市場予測：ARディスプレイの出荷台数 2026～2037年 96
5.3.5 市場予測：2026年～2037年のARパッケージング売上高 100
5.3.6 マイクロディスプレイのサプライチェーン：MicroLEDに焦点を当てて 100
5.4.1 FMCW LiDAR 技術とフォトニクスパッケージングの要件 105
5.4.2 FMCW LiDARのフォトニクス統合における課題 105
5.4.3 市場予測：FMCW LiDARの出荷台数およびパッケージング収益（2026年～2037年） 106
5.5.1 スケーラブルな量子技術における隠れたボトルネックとしてのフォトニクス 106
5.5.2 量子コンピュータアーキテクチャにおけるフォトニクス 107
5.5.2.1 フォトニック量子コンピュータ 107
5.5.2.2 トラップイオン量子システム 107
5.5.2.3 中性原子量子システム 107
5.5.3 量子システムにおけるフォトニクスパッケージングの要件 117
5.5.3.1 超低損失ファイバのアライメント 117
5.5.3.2 量子ビットのスケーリングに向けた高密度レーザー集積 117
5.5.3.3 超高精度組立 117
5.5.4 量子フォトニクス・パッケージング・ソリューションと展望 118
5.3 拡張現実（AR）ディスプレイ 93
5.4 自動車：FMCW LiDAR 105
5.5 量子技術 106
5.6 その他のアプリケーション分野 118
6. エコシステムとサプライチェーン
6.1 フォトニクスパッケージングのバリューチェーン概要 119
6.1.1 一般的なバリューチェーン：ダイからシステムまで 119
6.1.2 チェーンセグメント別の の価値創出 126
6.2 セグメント別のサプライチェーン分析 127
6.2.1 PIC 設計セグメント 127
6.2.2 のASICおよびxPU設計セグメント 127
6.2.3 レーザー光源セグメント 127
6.2.4 SOIウェハーおよびエピウェハー分野 127
6.2.5 EIC、リタイマー、SerDes、およびPHYセグメント 127
6.2.6 コネクタおよびファイバー部門 128
6.2.7 ファウンドリ分野 128
6.2.8 パッケージング、組立、および試験セグメント 128
6.2.9 システムおよび機器セグメント 128
6.2.10 エンドカスタマー（ハイパースケーラー）セグメント 128
6.2.11 エコシステムの相互依存関係と戦略的意味合い 128
6.3.1 台湾のエコシステム 147
6.3.2 NVIDIA のエコシステム 151
6.3.3 ヨーロッパのエコシステム 152
6.3.4 北米のエコシステム 152
6.3.5 アジア太平洋地域（台湾を除く）のエコシステム 152
6.3 地域別エコシステム分析 147
7. 2026年～2037年の世界市場予測
7.1 市場全体の予測 153
7.1.1 世界のフォトニクスパッケージング市場総額：売上高（百万ドル） 2026～2037年 153
7.1.2 用途別市場売上高 153
7.1.3 市場の売上高（パッケージング技術別） 154
7.2 セグメント別予測 155
7.2.1 光トランシーバー（データ通信および通信） 155
7.2.2 コパッケージド・オプティクス（CPO） 155
7.2.3 拡張現実（AR） 156
7.2.4 自動車用 LiDAR (FMCW) 157
7.2.5 量子技術 158
7.2.6 その他の用途（医療、防衛、産業） 159
7.3.1 地域別分析 160
7.3 地域別予測 160
8. 競争環境
8.1 競争環境の概要 161
8.2 市場シェア分析 161
8.3 ポジショニングとM&A動向 161
8.4 垂直統合の動向 162
8.5 将来展望：2026年～2037年の競争動向 162
9. 企業概要 164（79社の企業概要）
10. 付録
10.1 定義および用語 321
10.2 調査方法論 327
11. 参考文献 330
図表リストList of Tables
List of Figures
Summary
Photonics packaging has undergone a quiet but decisive transformation, emerging from an engineering sub-discipline confined to the back end of optical transceiver manufacturing into one of the most strategically consequential sectors in global technology infrastructure. The convergence of three powerful forces — the insatiable bandwidth demands of AI-scale computing, the maturation of silicon photonics as a high-volume foundry platform, and the proliferation of new end markets from augmented reality to quantum computing — has elevated photonics packaging to a central role in the hardware stack that underpins the digital economy. The current market is dominated by optical transceiver module packaging, which has been refined across three decades of datacom standardisation. Today's 800G coherent and direct-detection modules represent the peak of conventional pluggable transceiver packaging — cost-optimised, high-yield, and increasingly commoditised at the module assembly level by contract manufacturers such as Fabrinet, Jabil, and Luxshare. Yet this mature segment is being disrupted in real time by co-packaged optics, which requires fundamentally different packaging approaches: flip-chip bonding of silicon photonics PICs with 5nm CMOS EICs on silicon interposers, detachable fibre connectors qualified to CPO-FC interface standards, and thermal co-management with switch ASICs consuming hundreds of watts. The CPO transition is being driven by an inescapable physics constraint. AI training and inference clusters now demand aggregate switch bandwidths exceeding 51.2 terabits per second per switch, a target that conventional PCB-level SerDes electrical interfaces cannot meet within acceptable power budgets. NVIDIA's NVLink Optical interconnect and Broadcom's Tomahawk 6 and 7 CPO switch families are the first commercial deployments of a technology that will reshape the entire photonics packaging supply chain through the 2030s. TSMC's CoWoS platform and ASE Group's VIPack co-packaging service have repositioned foundries and advanced OSATs as the new centre of gravity in a supply chain that previously revolved around module assemblers. Looking further ahead, augmented reality display engines represent the second major growth frontier. MicroLED die transfer at sub-5 micron pixel pitch, mass transfer throughput exceeding 100 million dies per hour, and CMOS backplane integration are packaging challenges of comparable complexity to CPO, with unit economics that must reach consumer price points. Quantum technology photonics packaging — encompassing cryogenic fibre couplers, single-photon detector integration, and ultra-low-loss silicon nitride waveguide assembly — adds a further long-cycle but structurally significant growth vector. The Global Photonics Packaging Market 2027–2037 provides a rigorous bottom-up forecast of revenues, unit shipments, and technology adoption across six major application segments over an eleven-year horizon to 2037. The report's central thesis is that photonics packaging has crossed an inflection point. The AI infrastructure build-out has made optical interconnect packaging a limiting constraint on compute cluster performance, forcing the semiconductor industry's most powerful foundries, OSAT providers, and system OEMs to rethink the design, assembly, and supply chain of photonic components from first principles. CPO is treated with particular depth, with detailed analysis of Type I, Type II, and Type III packaging structures, optical engine architectures, and a fully modelled forecast distinguishing scale-out Ethernet switch applications from scale-up GPU optical I/O, with separate unit and revenue trajectories through 2037. Beyond AI data centres, the report provides equal rigour in its treatment of augmented reality display packaging — covering the LCoS-to-MicroLED technology transition, mass transfer yield economics, and display engine packaging revenue by technology type — as well as FMCW LiDAR for automotive, quantum photonics packaging across four hardware platforms, and a broad other-applications segment covering medical, defence, and industrial sensing. The ecosystem and supply chain chapter maps the full value chain from SOI wafer supply through system integration, with dedicated regional analyses of the Taiwanese, North American, European, and Asia-Pacific ecosystems. A competitive landscape chapter assesses vertical integration trends and M&A dynamics, and 79 company profiles provide detailed intelligence on participants spanning every tier of the value chain. Report Contents:
Table of Contents
1. EXECUTIVE SUMMARY
1.1 Report Overview and Key Findings 16
1.2 Market Definition and Scope 17
1.2.1 Definition of Photonics Packaging 17
1.2.2 Boundary Between Photonics Packaging and Broader Semiconductor Packaging 18
1.2.3 Scope: Applications Addressed in This Report 18
1.3 Key Market Drivers and Restraints 18
1.4 Market Size and Growth 19
1.5 Photonics Packaging: From Backend Activity to Strategic Enabler 21
1.6 Photonics Packaging in the AI Era 22
1.7 The Shift to Advanced Packaging: From Module-Level to Wafer-Level Integration 22
1.8 Competitive and Ecosystem Snapshot 23
1.9 Key Conclusions and Strategic Implications 24
2. MARKET CONTEXT AND BACKGROUND
2.1 Photonics Packaging: Historical Evolution 26
2.1.1 Origins in Optical Transceivers for Datacom and Telecom 26
2.1.2 The Shift Toward Heterogeneous Integration 26
2.1.3 AI-Driven Bandwidth Demand as a Structural Growth Catalyst 26
2.2 Photonics in the AI Era 28
2.2.1 The Explosive Growth of Generative AI and LLMs 28
2.2.2 Compute Demand Scaling and Network Bottlenecks 29
2.2.3 The Role of Optical Interconnects in AI Infrastructure 30
2.3.1 Conventional Packaging Approaches 30
2.3.2 Advanced Packaging Approaches 30
2.3.3 From 1D to 3D Integration: The Packaging Evolution Continuum 30
2.3 Semiconductor Packaging Technology Overview 30
2.5.1 PDK and ADK-Driven Design Environments 32
2.5.2 Role of Standards Bodies and Industry Consortia 32
2.5.3 Barriers to High-Volume Photonics Packaging Deployment 32
2.4 Why Photonics Packaging Differs from Conventional Semiconductor Packaging 31
2.5 The Standardization Imperative 32
3. TECHNOLOGY LANDSCAPE
3.1 Light Source Integration Technologies 35
3.1.1 Integration Approach Overview 35
3.1.2 Hybrid Integration 38
3.1.3 Heterogeneous Integration 38
3.1.4 Heterogeneously Integrated Light Sources on Silicon Photonics (for Pluggables) 38
3.1.5 MicroLED-on-Si Hybridization 39
3.2 Advanced Packaging Technologies for Photonics 39
3.2.1 Wafer-Level Packaging (WLP) 39
3.2.1.1 Wafer-Level Chip Scale Packaging (WLCSP) 40
3.2.1.2 Fan-Out Wafer-Level Packaging (FO-WLP) 40
3.2.1.3 WLP Manufacturing Processes 40
3.2.2 2.5D and 3D Packaging 41
3.2.2.1 Silicon Interposer 2.5D (Through-Silicon Via) 41
3.2.2.2 Organic-Based 2.5D Packaging 41
3.2.2.3 Glass-Based 2.5D Packaging 41
3.2.2.4 3D Stacked Packages 41
3.2.3.1 Fusion Bond and Direct Molecular Bonding 42
3.2.3.2 Cu-Cu Bumpless Hybrid Bonding 43
3.2.3.3 Devices Using Hybrid Bonding 43
3.2.3 Hybrid Bonding 42
3.2.4 Photonics-Compatible Advanced Packaging Platform Comparison 43
3.3.1 Wire Bonding 44
3.3.2 Flip-Chip Bumping 44
3.3.3 Micro-Bumping 44
3.3.4 Through-Silicon Via (TSV) 44
3.3.5 Redistribution Layer (RDL) 45
3.3.6 Photonic Wire Bonding 45
3.4.1 Fiber-to-Chip Coupling Modalities Overview 46
3.4.2 V-Groove Technology: From 260μm to 130μm Pitch 46
3.4.3 Detachable Fiber-to-Chip Couplers 48
3.4.4 Serviceability and Detachability Design Considerations 48
3.4.5 Fiber Array Units (FAUs) and Connectorization 48
3.5.1 Photonic Integrated Circuits (PICs) — Key Concepts 49
3.5.1.1 What are PICs? Material Platforms and Integration Levels 49
3.5.1.2 PICs vs Silicon Photonics — Differences and Overlap 49
3.5.2 Electronic-Photonic Integration Requirements 50
3.5.3 2D EIC/PIC Integration 50
3.5.4 2.5D EIC/PIC Integration 50
3.5.5 3D EIC/PIC Integration 50
3.5.6 3D Optical Engine Configuration Examples 51
3.5.6.1 Configuration 1: EIC-on-PIC with Micro-Bumps 51
3.5.6.2 Configuration 2: PIC-on-EIC with Through-Silicon Vias 51
3.5.6.3 Configuration 3: 3D SoIC with Hybrid Bonding 51
3.5.7 TSMC's Role in Heterogeneous EIC/PIC Integration 52
3.6.1 Optical Transceiver Module Architecture 52
3.6.2 Typical Process Steps and Major Equipment Suppliers 53
3.6.3 Which Packaging Approach for Which Application? 54
3.6.4 Solutions for Quantum Packaging 55
3.7.1 Long-Term Technology Evolution Roadmap 2026–2037 56
3.7.2 Long-Term Evolution of Co-Packaged Optics 58
3.3 Interconnection Techniques in Photonics Packaging 44
3.4 Fiber-to-Chip Coupling 45
3.5 EIC/PIC Integration 49
3.6 Module-Level Packaging 52
3.7 Technology Roadmap 56
4. CO-PACKAGED OPTICS (CPO)
4.1 Introduction to Co-Packaged Optics 60
4.1.1 Definition and Core Concepts 60
4.1.1.1 Concept 1: Proximity Integration 60
4.1.1.2 Concept 2: Functional Partitioning 60
4.1.1.3 Concept 3: Coherent Ecosystem Development 60
4.1.2 What is an Optical Engine (OE)? 60
4.1.2.1 Optical Engine Composition and Components 60
4.1.2.2 Optical Engine vs Pluggable Transceiver 61
4.1.2.3 Critical Performance Parameters 61
4.1.3.1 Silicon Photonics PIC 61
4.1.3.2 Electronic IC (EIC) 61
4.1.3.3 External Laser Sources and Optical Power Supply 62
4.1.3 Key Technology Building Blocks for CPO 61
4.2 CPO vs Pluggable Optics 62
4.2.1 Pluggable Optics — Current Status, Bottlenecks and Limitations 62
4.2.1.1 Form Factor Constraints 62
4.2.1.2 Electrical Interface and SerDes Limitations 62
4.2.1.3 Thermal Management Challenges 63
4.2.1.4 On-Board Optics (OBO) as a Transitional Step 63
4.2.2 Power Efficiency Comparison: CPO vs Pluggable vs Copper 64
4.2.3 Design Decisions: Choosing Between CPO and Pluggables 64
4.3.1 Modern High-Performance AI Data Centre Architecture 64
4.3.1.1 Physical Infrastructure Hierarchy 64
4.3.1.2 Network Architecture: Scale-Out and Scale-Up 64
4.3.1.3 Power and Cooling Considerations 65
4.3.2 Switches: Key Components in AI Data Centres 65
4.3.2.1 Switch Architecture Evolution 65
4.3.2.2 Switch ASIC Technology and Bandwidth Scaling 65
4.3.3 Scale-Out Network Switching Applications 65
4.3.4 Scale-Up Computing Optical I/O Applications 66
4.3.5.1 NVIDIA's CPO Strategy: Vertical Integration 66
4.3.5.2 Broadcom's CPO Strategy: Open Ecosystem 66
4.3.5.3 Competitive Dynamics 66
4.3.5 NVIDIA vs Broadcom: Strategic Comparison in AI Infrastructure and CPO 66
4.3.6 L2 Frontside Network Architecture: CPO vs Non-CPO 67
4.3.7 Migration from Copper to Optical Interconnects in AI Systems 68
4.4.1 Types of CPO + XPU/Switch ASIC Packaging Structures 71
4.4.1.1 Type I: Optical Engines on Package Periphery 71
4.4.1.2 Type II: Optical Engines Co-Located with ASIC on Interposer 71
4.4.1.3 Type III: 3D Stacked Optical Engines 71
4.4.2 System Integration of Network Switches by Packaging Technologies 72
4.4.3 System Integration of Optical I/O by Packaging Technologies 73
4.5.1 Server Boards, CPUs and GPUs/Accelerators Shipment Forecast 74
4.5.2 Optical I/O for AI Interconnect CPO Forecast (Units Shipped) 75
4.5.3 Optical I/O for AI Interconnect CPO Forecast (Revenue) 75
4.5.4 CPO Network Switches for AI Accelerators (Units Shipped) 76
4.5.5 CPO Network Switches for AI Accelerators (Market Size) 77
4.5.6 Total CPO Market Overview 78
4.5.7 CPO by EIC/PIC Integration Technology (Unit Shipments) 78
4.5.8 CPO Roadmap: Scale-Out Networks 81
4.6.1 Technical Challenges 84
4.6.2 Commercial and Standardization Challenges 84
4.6.3 Future Potential and Outlook 84
4.3 Data Centre Architecture and CPO Applications 64
4.4 CPO Packaging Structures 71
4.5 CPO Market Forecasts 2026–2037 74
4.6 CPO Challenges and Future Potential 84
5. APPLICATION SEGMENTS
5.1 Telecom and Datacom 86
5.1.1 Optical Transceiver Market Overview 86
5.1.2 Photonics Packaging for Optical Transceivers 86
5.1.3 Market Forecast: Optical Transceivers 2026–2037 88
5.1.4 Transition from Pluggable to Co-Packaged: Hybrid Period 2026–2030 88
5.1.5 Supply Chain Concentration and Verticality Trends 91
5.2 AI Data Centres 91
5.2.1 AI Data Centre Photonics Packaging Demand 91
5.2.2 Hyperscaler Capex and Photonics Intensity 91
5.2.3 Current AI System Architecture: NVIDIA DGX/HGX Platforms 92
5.2.4 Future AI Architecture (Short to Mid-Term: 2026–2030) 92
5.2.5 Future AI Architecture (Long-Term: 2031–2037) 92
5.3.1 Consumer AR Market Overview and Inflection Point (2026–2028) 93
5.3.2 Display Engine Technologies for AR 93
5.3.2.1 LCoS-Based Optical Engines 93
5.3.2.2 MicroLED-Based Optical Engines 93
5.3.2.3 Laser-Based Architectures and New Coupling Challenges 93
5.3.2.4 LCoS to MicroLED 2026–2037 94
5.3.3 AR Photonics Packaging: Form Factor as Key Differentiator 96
5.3.4 Market Forecast: AR Display Volumes 2026–2037 96
5.3.5 Market Forecast: AR Packaging Revenue 2026–2037 100
5.3.6 Microdisplay Supply Chain: MicroLED Focus 100
5.4.1 FMCW LiDAR Technology and Photonics Packaging Requirements 105
5.4.2 FMCW LiDAR Photonics Integration Challenges 105
5.4.3 Market Forecast: FMCW LiDAR Volume and Packaging Revenue 2026–2037 106
5.5.1 Photonics as the Hidden Bottleneck in Scalable Quantum Technologies 106
5.5.2 Photonics in Quantum Computer Architectures 107
5.5.2.1 Photonic Quantum Computers 107
5.5.2.2 Trapped-Ion Quantum Systems 107
5.5.2.3 Neutral Atom Quantum Systems 107
5.5.3 Photonics Packaging Requirements for Quantum 117
5.5.3.1 Ultra-Low-Loss Fiber Alignment 117
5.5.3.2 High-Density Laser Integration for Qubit Scaling 117
5.5.3.3 Extreme Precision Assembly 117
5.5.4 Quantum Photonics Packaging Solutions and Outlook 118
5.3 Augmented Reality Displays 93
5.4 Automotive: FMCW LiDAR 105
5.5 Quantum Technologies 106
5.6 Other Application Segments 118
6. ECOSYSTEM AND SUPPLY CHAIN
6.1 Photonics Packaging Value Chain Overview 119
6.1.1 Generic Value Chain: From Die to System 119
6.1.2 Value Capture by Chain Segment 126
6.2 Supply Chain Analysis by Segment 127
6.2.1 PIC Design Segment 127
6.2.2 ASIC and xPU Design Segment 127
6.2.3 Laser Sources Segment 127
6.2.4 SOI Wafer and Epi-Wafer Segment 127
6.2.5 EIC, Retimers, SerDes and PHY Segment 127
6.2.6 Connectors and Fibers Segment 128
6.2.7 Foundries Segment 128
6.2.8 Packaging, Assembling and Testing Segment 128
6.2.9 System and Equipment Segment 128
6.2.10 End Customers (Hyperscalers) Segment 128
6.2.11 Ecosystem Interdependencies and Strategic Implications 128
6.3.1 The Taiwanese Ecosystem 147
6.3.2 NVIDIA's Ecosystem 151
6.3.3 The European Ecosystem 152
6.3.4 North American Ecosystem 152
6.3.5 Asia-Pacific (Excluding Taiwan) Ecosystem 152
6.3 Regional Ecosystem Analysis 147
7. GLOBAL MARKET FORECASTS 2026–2037
7.1 Overall Market Forecast 153
7.1.1 Total Global Photonics Packaging Market: Revenue ($M) 2026–2037 153
7.1.2 Market Revenue by Application Segment 153
7.1.3 Market Revenue by Packaging Technology 154
7.2 Segment Forecasts 155
7.2.1 Optical Transceivers (Datacom & Telecom) 155
7.2.2 Co-Packaged Optics (CPO) 155
7.2.3 Augmented Reality 156
7.2.4 Automotive LiDAR (FMCW) 157
7.2.5 Quantum Technologies 158
7.2.6 Other Applications (Medical, Defense, Industrial) 159
7.3.1 Regional Analysis 160
7.3 Regional Forecasts 160
8. COMPETITIVE LANDSCAPE
8.1 Competitive Environment Overview 161
8.2 Market Share Analysis 161
8.3 Positioning and M&A Activity 161
8.4 Vertical Integration Trends 162
8.5 Future Outlook: Competitive Dynamics 2026–2037 162
9. COMPANY PROFILES 164 (79 company profiles)
10. APPENDIX
10.1 Definitions & Terminology 321
10.2 Research Methodology 327
11. REFERENCES 330
List of Tables/GraphsList of Tables
List of Figures
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