글로벌 실리콘 광자공학 시장 규모, 점유율 및 추세 분석 보고서 – 산업 개요 및 2032년까지의 전망

실리콘 광자공학 시장 규모

• 글로벌 실리콘 광자공학 시장 규모는 2024년에 19억 4천만 달러 로 평가되었으며 예측 기간 동안 22.57%의 CAGR 로 2032년까지 98억 8천만 달러에 도달할 것으로 예상됩니다 .
• 이러한 성장은 고속 데이터 전송에 대한 수요 증가, 실리콘 광자 기술의 발전, 데이터 집약적 애플리케이션의 확산과 같은 요인에 의해 촉진됩니다.

실리콘 광자공학 시장 분석

• 실리콘 포토닉스는 실리콘 기반 부품을 활용하여 칩에서 광 신호를 조작하고 전송하는 기술입니다. 광자공학과 실리콘 제조 기술을 결합하여 광학 기능을 기존 전자 회로에 통합할 수 있습니다.
• 이 접근 방식은 고속 데이터 전송, 낮은 전력 소모, 소형 장치 크기를 약속하므로 통신, 데이터 센터 및 감지 시스템 응용 분야에 이상적입니다.
• 북미는 연구개발에 대한 상당한 투자와 주요 기술 기업의 존재로 인해 실리콘 광자공학 시장을 48.3%로 지배할 것으로 예상됩니다.
• 아시아 태평양 지역은 이 지역의 강력한 전자 제조 생태계로 인해 실리콘 광자공학 부품의 확장성과 경제성에 기여하기 때문에 예측 기간 동안 실리콘 광자공학 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역이 될 것으로 예상됩니다.
• 파장 분할 다중화(WDM) 부문은 단일 실리콘 칩에 여러 파장 채널을 통합할 수 있게 되면서 시장 점유율 32.7%로 시장을 지배할 것으로 예상됩니다.

보고서 범위 및 실리콘 광자공학 시장 세분화   

실리콘 포토닉스 시장 동향

“ AI 및 데이터 센터에 실리콘 포토닉스 통합 ”

• 인공지능(AI) 애플리케이션의 급증과 데이터 센터 확장으로 고속 데이터 전송 솔루션에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 저지연성으로 고속 데이터를 전송할 수 있는 실리콘 포토닉스 기술은 이러한 수요를 충족하는 데 필수적인 요소가 되고 있습니다.
• 마벨 테크놀로지(Marvell Technology)와 같은 기업들은 AI 가속기를 개발하고 실리콘 포토닉스를 확장하여 데이터 처리 능력을 향상시킴으로써 업계를 선도하고 있습니다. 마벨은 실리콘 포토닉스에 전략적으로 집중함으로써 광학 분야의 발전과 집적도 향상을 통해 30억 달러 규모의 실리콘 포토닉스 시장 성장에 기여할 수 있는 입지를 확보하고 있습니다. 
• 클라우드 컴퓨팅에 대한 의존도 증가와 데이터 센터 인프라 확장은 실리콘 포토닉스 수요 증가에 크게 기여하고 있습니다. 이 기술은 대규모 데이터 센터에 필요한 고속, 대용량 통신을 지원합니다.
• 5G 네트워크의 출시와 6G에 대한 기대는 실리콘 포토닉스 도입을 가속화하고 있습니다. 이 기술은 차세대 무선 네트워크의 고속 및 저지연성 요건을 충족하는 데 필수적입니다. 
• 실리콘 포토닉스는 전통적인 데이터 통신을 넘어 의료 진단, 영상, 양자 컴퓨팅 등의 분야에 응용되고 있습니다. 이 기술의 다재다능함은 연구를 촉진하고 새로운 시장 기회를 창출하고 있습니다.

실리콘 광자공학 시장 동향

운전사

“ 고속 데이터 전송에 대한 수요 ”

• 사물 인터넷(IoT) 기기, 클라우드 컴퓨팅, 고화질 비디오 스트리밍의 확산으로 데이터 생성량이 기하급수적으로 증가했습니다. 이러한 급증은 증가하는 대역폭 요구를 처리할 수 있는 더 빠른 데이터 전송 솔루션을 필요로 합니다.
• 실리콘 포토닉스는 빛을 이용한 고속 데이터 전송을 가능하게 하여 기존의 전자 방식보다 훨씬 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 이러한 성능은 빠른 데이터 처리와 낮은 지연 시간이 요구되는 애플리케이션에 필수적입니다.
• 통신 산업은 커넥티드 기기 수의 증가와 더 빠른 인터넷 속도에 대한 수요 증가로 인해 더 높은 대역폭 요구 사항으로 전환되고 있습니다. 실리콘 포토닉스 기술은 효율적이고 확장 가능한 솔루션을 제공함으로써 이러한 요구를 충족하는 데 활용되고 있습니다.
• 클라우드 서비스의 중추를 이루는 데이터 센터는 처리되는 방대한 양의 데이터를 관리하기 위해 고속 상호연결을 필요로 합니다. 실리콘 포토닉스는 이러한 센터 내에서 원활한 데이터 전송을 지원하는 데 필요한 속도와 효율성을 제공합니다.
• 특히 신흥 시장을 중심으로 글로벌 연결성이 확대됨에 따라 고속 데이터 전송의 필요성이 더욱 중요해지고 있습니다. 실리콘 포토닉스는 비용 효율적이면서도 고성능 솔루션을 제공하여 연결성 격차를 해소할 수 있습니다.

기회

“ 새로운 애플리케이션 확장 ”

• 실리콘 포토닉스는 자율주행차와 첨단 로봇 공학에 필수적인 라이다(LiDAR) 시스템에 통합되고 있습니다. 실리콘 포토닉스는 소형 크기와 높은 효율성으로 이러한 애플리케이션에 이상적인 선택입니다.
• 의료 분야에서 실리콘 포토닉스는 첨단 영상 시스템과 바이오센서 개발을 가능하게 합니다. 이러한 기술은 진단 능력을 향상시키고 개인 맞춤형 의료 접근 방식에 중추적인 역할을 합니다.
• 실리콘 포토닉스는 양자 비트(큐비트)의 조작과 전송을 용이하게 함으로써 양자 컴퓨팅 발전에 중요한 역할을 합니다. 이러한 발전은 컴퓨팅 성능과 데이터 처리 능력에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
• 스마트폰이나 증강 현실 기기와 같은 가전제품에 실리콘 포토닉스를 통합하는 사례가 증가하고 있습니다. 이러한 통합을 통해 소형 기기에서 더 빠른 데이터 처리와 향상된 성능을 구현할 수 있습니다.
• 산업 현장에서 실리콘 포토닉스는 제조 공정을 모니터링하고 제어하는 ​​센서 기술에 활용되고 있습니다. 이러한 센서는 실시간 데이터를 제공하여 효율성을 높이고 가동 중단 시간을 줄입니다.

제지/도전

“ 높은 초기 비용 및 통합 복잡성 ”

• 실리콘 광자소자의 개발 및 생산에는 첨단 제조 시설과 특수 장비가 필요하므로 초기 비용이 높습니다.
• 광자 부품을 기존 전자 시스템에 통합하는 데는 호환성 문제 및 전문 지식의 필요성 등 기술적 어려움이 따릅니다. 이러한 복잡성으로 인해 다양한 산업 분야에서 실리콘 광자공학의 도입이 지연될 수 있습니다.
• 실리콘 포토닉스 소자는 작동 중 상당한 열을 발생시킬 수 있으므로 효과적인 열 관리 솔루션이 필요합니다. 적절한 방열이 이루어지지 않으면 소자 성능이 저하되어 고성능 환경에서의 적용이 제한될 수 있습니다. 
• 실리콘의 고유한 물질적 특성은 특정 광자 응용 분야에 어려움을 야기합니다. 예를 들어, 실리콘은 전기광학 계수가 낮아 능동 변조 및 레이저 집적과 같은 기능에 효율이 떨어집니다.
• 실리콘 포토닉스 산업은 특수 소재 및 부품에 의존하며, 이로 인해 공급망 차질이 발생할 수 있습니다. 원자재 부족이나 글로벌 공급망 차질은 포토닉스 소자의 생산 및 가격에 영향을 미칠 수 있습니다.

실리콘 포토닉스 시장 범위

시장은 제품, 도파관, 재료, 구성 요소 및 응용 분야를 기준으로 세분화됩니다.

2025년에는 파장 분할 다중화(WDM)가 부품 부문에서 가장 큰 점유율을 차지하며 시장을 지배할 것으로 예상됩니다.

파장 분할 다중화(WDM) 부문은 단일 실리콘 칩에 여러 파장 채널을 통합함으로써 2025년 실리콘 포토닉스 시장에서 32.7%의 최대 점유율을 기록하며 시장을 장악할 것으로 예상됩니다. 실리콘 포토닉스는 실리콘과 전자 및 광자 부품의 호환성을 활용하여 WDM 필터를 다른 광자 및 전자 기능과 함께 통합할 수 있도록 합니다.

광자 IC는 예측 기간 동안 재료 시장에서 가장 큰 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다.  

2025년에는 광자 IC 부문이 단일 광섬유를 통해 여러 파장을 전송할 수 있어 27.8%의 최대 시장 점유율을 기록하며 시장을 장악할 것으로 예상됩니다. 이 제품 유형의 추세는 더 높은 채널 수, 소형 설계, 낮은 삽입 손실, 그리고 다양한 파장 대역과의 호환성을 포함합니다.

실리콘 광자공학 시장 지역 분석

“북미는 실리콘 광자공학 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있습니다.”

• 북미는 연구 개발에 대한 상당한 투자와 주요 기술 회사의 존재로 인해 글로벌 실리콘 광자공학 시장에서 상당한 점유율을 차지하고 있습니다.
• 이 지역은 첨단 통신 및 IT 인프라를 자랑하며 실리콘 광자공학과 같은 최첨단 기술의 도입을 용이하게 합니다.
• Intel Corporation, Cisco Systems, Acacia Communications와 같은 회사는 북미에서 실리콘 광자공학 기술을 발전시키는 데 중요한 역할을 합니다.
• 첨단 기술 이니셔티브에 대한 지원 정부 정책과 자금 지원은 실리콘 광자공학 분야에서 이 지역의 리더십을 강화합니다.
• 이 기술은 이 지역 전역의 데이터 센터, 통신 및 고성능 컴퓨팅 시스템에 광범위하게 활용됩니다.

“아시아 태평양 지역은 실리콘 광자공학 시장에서 가장 높은 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다.”

• 아시아 태평양 지역은 실리콘 광자공학 시장에서 상당한 성장을 경험하고 있습니다.
• 중국, 일본, 한국 등 국가들은 5G 인프라와 데이터 센터 개발에 막대한 투자를 하고 있으며, 이로 인해 실리콘 광자공학에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
• 이 지역의 강력한 전자 제조 생태계는 실리콘 광자 부품의 확장성과 경제성에 기여합니다.
• 정부 주도 이니셔티브와 연구 협업은 실리콘 광자 기술의 혁신과 도입을 촉진합니다.
• 실리콘 광자공학은 통신, 가전, 자동차 산업 등 이 지역의 다양한 분야에 통합되고 있습니다.

실리콘 광자공학 시장 점유율

시장 경쟁 구도는 경쟁사별 세부 정보를 제공합니다. 여기에는 회사 개요, 회사 재무 상태, 매출 창출, 시장 잠재력, 연구 개발 투자, 신규 시장 진출, 글로벌 입지, 생산 시설 및 설비, 생산 능력, 회사의 강점과 약점, 제품 출시, 제품 종류 및 범위, 응용 분야별 우위 등이 포함됩니다. 위에 제공된 데이터는 해당 회사의 시장 집중도와 관련된 데이터입니다.

시장에서 운영되는 주요 시장 리더는 다음과 같습니다.

• 인텔 코퍼레이션 (미국)
• 시스코 시스템즈(Cisco Systems, Inc. ) (미국)
• Skorpios Technologies Inc (미국)
• 시에나 코퍼레이션 (미국)
• 루멘텀 오퍼레이션스 LLC (미국)
• 엔비디아 코퍼레이션(미국)
• 글로벌파운드리 US Inc.(미국)
• 하마마츠 포토닉스 주식회사(일본)
• IBM Corp. (미국)
• 주니퍼 네트웍스(미국)
• Rockley Photonics(영국)
• STMicroelectronics(스위스)
• 브로드컴(미국)
• 스미스 인터커넥트 그룹 리미티드(영국)
• RANVOUS Inc. (캐나다)
• SICOYA GMBH(독일)
• 몰렉스(미국)

글로벌 실리콘 광자공학 시장의 최신 동향

• 2024년 12월, IBM(미국)은 광 도파관과 실리콘 포토닉스를 통합하여 데이터 센터 연결성을 향상시키는 새로운 CPO(클라우드 포지셔닝) 공정을 공개했습니다. 이 기술은 기존의 전기적 상호 연결을 대체하도록 설계되어 생성형 AI 모델의 데이터 센터 학습 속도를 최대 5배까지 높일 수 있습니다. 폴리머 광 도파관(PWG)을 사용하면 칩 엣지에서 최대 6배 더 높은 광섬유 밀도를 확보할 수 있어 대역폭을 크게 향상시키고 케이블 길이를 1미터에서 수백 미터까지 확장할 수 있습니다.
• 2024년 10월, 루멘텀(미국)은 유럽 광통신 학회(ECOC) 2024에 참가하여 향상된 800G ZR+ 코히어런트 플러그형 트랜시버를 선보였습니다. 이 트랜시버는 확장된 도달 범위와 더 높은 광 출력 애플리케이션에 최적화되어 있어 알루미늄 인프라와 장거리 데이터 센터 상호 연결에 대한 증가하는 수요를 충족합니다. 이 트랜시버는 탁월한 성능을 위해 루멘텀의 독점적인 인듐 인화물 기술을 활용합니다.
• 2024년 11월, 셀레스티얼 AI(미국)는 록리 포토닉스(미국)의 실리콘 포토닉스 지식재산권(IP) 포트폴리오를 2천만 달러에 인수했습니다. 이번 인수에는 광전자 시스템 인 패키지(OPP), 전기흡수 변조기(EAM), 광 스위치 기술 관련 전 세계 특허가 포함됩니다. 록리의 IP 통합을 통해 Al 데이터 센터 인프라 애플리케이션을 겨냥한 셀레스티얼 AI의 포토닉 패브릭 기술 플랫폼이 더욱 강화됩니다.
• 2024년 10월, 시스코 인베스트먼트(미국)는 Xscape Photonics의 시리즈 A 투자 라운드에 참여하여 ChromX 플랫폼 개발을 위해 4,400만 달러를 조달했습니다. 이 플랫폼은 다색 프로그래밍 가능 포토닉스 기술을 활용하여 AI 데이터 센터의 확장성과 성능을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
• MACOM(US)은 2024년 3월 1.6TB 선형 플러그형 광("LPO") 모듈 개발을 가능하게 하는 MACOM PURE DRIVE 200Gbps/레인 라이너 드라이브를 출시했습니다.

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