IDTechEx表示，光子集成电路从人工智能数据中心需求中受益匪浅，但其他应用正在兴起

波士顿，2024年5月17日/PRNewswire/-在人工智能和数据通信收发器需求激增的推动下，硅光子和PICs市场正在经历强劲增长。该行业的主要参与者，如Intel、Coherent和Infinera，正在其收发器中积极使用PIC。

硅光子和光子集成电路的优势和挑战是什么？

光子集成电路（PIC）是由二氧化硅（玻璃）、硅或磷化铟等材料制成的微小光学系统。PICs实现了从允许在糖果棒大小的包装中发送和接收数十亿比特信息的复杂光学设计到可以检测周围空气中不同化合物和分子的人工鼻子的一切功能。

通过利用对CMOS芯片的数十亿美元投资，PIC可以释放出超越摩尔定律的新的处理扩展潜力。然而，PIC市场仍面临重大挑战，如材料限制、集成复杂性和成本管理。需要大量的需求来抵消设计和制造PICs的初始成本，生产交付周期可能需要数月时间。IDTechEx关于“硅光子和光子集成电路2024-2034:市场、技术和预测”主题的全新报告深入调查了PIC市场，并将人工智能光子收发器确定为一个新兴领域，很快将成为PIC的最大需求来源。

未来的PIC材料是什么？

未来的PIC材料种类繁多。当前市场的大部分使用硅和二氧化硅基PICs进行光传播；然而，作为一种间接半导体，硅并不是一种有效的光源或光电探测器。因此，硅通常与III-V族材料结合用于光源和光电检测。硅的市场主导地位将继续下去；然而，具有中等Pockels效应和低材料损耗的薄膜铌酸锂（TFLN）正成为需要高性能调制的应用的有力竞争者，如量子系统或未来潜在的高性能收发器。单片磷化铟（InP）由于其检测和发光的能力而继续成为主要参与者。此外，钛酸钡（BTO）和稀土金属等创新材料正在探索其在量子计算和其他尖端应用中的潜力。

人工智能如何改变对硅光子和PICs的需求

人工智能（AI）的兴起激发了对高性能收发器的前所未有的需求，该收发器能够支持人工智能加速器和数据中心所需的海量数据速率。硅光子和PICs处于这场革命的前沿，它们能够以1.6Tbps及以上的速度传输数据。正如英伟达最新的Blackwell CPU所示，根据IDTechEx的研究，每个GPU大约需要两个800G的收发器，高效、高带宽通信的需求对人工智能来说变得越来越重要，将硅光子和PICs定位为人工智能驱动的未来的重要组件。PIC收发器开发的最大驱动力是人工智能，因为更高性能的人工智能加速器将需要更高的性能收发器，预计到2026年将有3.2Tbps的收发器到货。

未来的应用是什么？

硅光子和PICs的其他应用各不相同，从高带宽芯片到芯片互连，再到高级封装和共封装光学器件。这些技术正在为下一代计算铺平道路。

光子引擎和加速器：使用某些光子组件，如Mach-Zehnder干涉仪，并通过电光互连控制这些组件，可以设计和制造高性能处理器和可编程PIC设备，从而实现比单独使用电子加速器更高的性能。

基于PIC的传感器：某些PIC材料，如氮化硅，可用于一系列不同的传感器，从气体传感器到“人造鼻子”。医疗传感器行业可能能够利用PIC设备中光学组件的小型化，这可能会在护理点诊断或可穿戴设备中得到应用。

基于PIC的FMCW激光雷达有潜力通过应用于无人机和自动驾驶汽车来改变汽车和农业行业。

量子系统：投资于陷阱离子和基于光子的量子计算的公司正在寻找更稳定和可扩展的量子系统的PIC。PICs用于光子量子系统，以实现量子计算所需的光子的精确控制。

在人工智能和数据通信收发器需求激增的推动下，硅光子和PICs市场正在经历强劲增长。该行业的主要参与者，如Intel/Jabil、Coherent和Infinera，正在其收发器中积极使用PIC。总部位于中国的收发器公司Innolight在2023年末的最新收发器中达到了1.6Tbps的传输速度，这些收发器将于2024年开始为数据中心应用程序发货。Coherent拥有自己的InP晶圆厂设施，也在为1.6T+应用开发更高性能的收发器。根据IDTechEx的分析，可能被制造公司捷普收购的英特尔硅光子公司在2023年售出了约170万个PIC，并正在继续开发数据通信和电信收发器。IDTechEx预测，PIC技术将继续主导高性能收发器市场，进一步巩固其作为现代技术格局中关键组件的地位。

IDTechEx报告“硅光子和光子集成电路2024-2034：市场、技术和预测”的关键方面包括：

基于高性能PIC的收发器市场的关键参与者分析共封装光学器件及其关键概念量子系统光子集成电路的分析光子材料的基准和比较，以及按材料划分的行业细分。它还包括对新兴材料的深入了解，如薄膜铌酸锂（TFLN）和钛酸钡（BTO）。光子集成电路基础和关键概念，包括重要组件和基本原理。分析人工智能如何改变对基于PIC的收发器的需求，以及英伟达推荐的服务器架构如何需要大量收发器。PIC制造技术概述。展望PICs的未来应用，如互连、激光雷达、生物传感器和气体传感器。

欲了解更多关于本报告的信息，包括可下载的样本页，请访问www.IDTechEx.com/SemiPIC。

即将免费参加网络研讨会光子集成电路：材料、预测以及人工智能加速器需求如何影响PIC市场

IDTechEx的技术分析师、本文作者James Falkiner将于2024年5月30日星期四举办一场免费参加的网络研讨会，主题是“光子集成电路：材料、预测和人工智能加速器需求如何影响PIC市场”。

本次网络研讨会将包括：

什么是光子集成电路？PICs的当前和未来应用是什么？深入了解IDTechEx的PIC总市场预测人工智能加速器需求如何影响PIC收发器市场数据通信收发器PIC材料基准和预测的未来路线图

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