Marktgröße, Marktanteil, Wachstum und Branchenanalyse für photonische KI-Chips nach Typ (elektronischer Chip (FPGA oder ASIC), photonischer Co-Processing-Beschleunigerchip) nach Anwendung (künstliche Intelligenz, selbstfahrendes Fahren, Quantencomputing, andere), Prognose von 2026 bis 2035

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PHOTONISCHER KI-CHIP-MARKTÜBERBLICK

Der globale Markt für photonische KI-Chips wird im Jahr 2026 schätzungsweise einen Wert von etwa 3,14 Milliarden US-Dollar haben. Der Markt soll bis 2035 ein Volumen von 20 Milliarden US-Dollar erreichen und von 2026 bis 2035 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 4,4 % wachsen. Nordamerika dominiert mit einem Anteil von 35–40 % aufgrund führender Startups und Chipforschung; Europa und der asiatisch-pazifische Raum halten zusammen etwa 50–55 %, da Photonik-Produktions- und Pilotfabriken zunehmen.

Der Markt für photonische KI-Chips wächst im Halbleitersektor aufgrund der steigenden Nachfrage nach sehr schnellen und energieeffizienten Computertechnologien rasant. Anstelle von Batterien und elektrischem Strom verarbeiten photonische Chips in der KI Informationen mithilfe von Licht (Photonen), wodurch sie effizienter und schneller arbeiten können. In der künstlichen Intelligenz, in Rechenzentren und im Hochleistungsrechnen ist es von größter Bedeutung, da es sowohl hohe Datengeschwindigkeiten als auch einen geringen Energieverbrauch bietet. Renommierte Unternehmen und Forschungsgruppen investieren viel in die photonische Integration, um die Einschränkungen elektronischer Chips zu überwinden und den steigenden Rechenbedarf von KI und Big-Data-Analyse zu befriedigen.

Weitere Erfindungen von Silicon Photonics, steigendes Interesse an Cloud-Computing-Systemen und die Nachfrage nach KI-Prozessoren an der Netzwerkgrenze, die Energie sparen, begünstigen die Marktentwicklung. Wenn KI-Modelle komplexer werden, können Unternehmen mithilfe photonischer Chips Schulungen und Schlussfolgerungen schneller durchführen. Wichtige Regionen wie Nordamerika, Europa und der asiatisch-pazifische Raum verzeichnen erhebliche Investitionen und Partnerschaften zwischen Chipherstellern, KI-Firmen und Regierungen, die sowohl Innovationen beschleunigen als auch neue Produkte auf den Markt bringen. Trotz Schwierigkeiten wie dem Aufbau komplizierter Photonik und deren Verbindung mit anderen Systemen ist der Markt für photonische KI-Chips bereit für schnelles Wachstum und könnte KI-Hardware in den kommenden Jahren neu erfinden.

GLOBALE KRISEN, DIE SICH AUF DEN PHOTONISCHEN KI-CHIP-MARKT AUSWIRKEN

AUSWIRKUNGEN VON COVID-19

Die Branche der photonischen KI-Chips hatte aufgrund der Zunahme digitaler Dienste während der COVID-19-Pandemie einen positiven Effekt

Die COVID-19-Pandemie hatte gemischte Auswirkungen auf den Markt für photonische KI-Chips. Zu Beginn der Pandemie verlangsamten Schwierigkeiten in der globalen Lieferkette, Fabrikschließungen und Verzögerungen bei Forschungs- und Entwicklungsarbeiten die Herstellung und Entwicklung photonischer Geräte. Viele Unternehmen gerieten in logistische Schwierigkeiten und ihre experimentellen und riskanten Investitionen, wie etwa photonische KI-Chips, wurden gekürzt. Aus diesem Grund standen das Testen von Prototypen, der Zeitplan für den Einsatz und der Aufbau von Partnerschaften zwischen diesen Branchen vorübergehend vor Schwierigkeiten.

Andererseits haben Fernarbeit, der Aufstieg digitaler Dienste und die zunehmende Datennutzung während der Pandemie den großen Bedarf an einer starken Computerinfrastruktur verdeutlicht. Es gab einen starken Anstieg der langfristigen Investitionen in KI, Cloud Computing und den Ausbau von Rechenzentren, wo photonische KI-Chips am besten abschneiden. Daher erkannten sowohl Unternehmen als auch Regierungen nach der Pandemie den Wert der Photonik, was dazu beitrug, das Interesse und die Finanzierung für den Bereich wiederzubeleben. Die Pandemie zwang Unternehmen dazu, mehr digitale Tools zu nutzen, wodurch photonische KI-Chips für fortschrittliche Computer immer wichtiger wurden.

NEUESTE TRENDS

Wechseln Sie zu Co-Packaged Optics (CPO), um das Marktwachstum voranzutreiben

Eine bemerkenswerte Entwicklung auf dem Markt für photonische KI-Chips ist, dass große Halbleiterunternehmen jetzt Co-Packaged Optics (CPO) verwenden, um die Effizienz von KI-Systemen zu steigern. Im Mai 2025 übernahm AMD Enosemi aus dem Silicon Valley, das auf photonische integrierte Schaltkreise spezialisiert ist, um sein CPO-Portfolio zu erweitern. CPO nutzt die direkte Verbindung von optischen Teilen und elektronischen Chips für die Datenübertragung, was sowohl schneller ist als auch weniger Strom verbraucht als die herkömmliche Kupfermethode. Dadurch schafft sich AMD eine bessere Ausgangslage im Kampf gegen Nvidia, das Photonik in KI-Systemen einsetzt.

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SEGMENTIERUNG DES PHOTONISCHEN KI-CHIP-MARKTS

Nach Typ

Basierend auf dem Typ kann der globale Markt in elektronische Chips (FPGA oder ASIC) und photonische Co-Processing-Beschleuniger-Chips kategorisiert werden

• Elektronische ICs, insbesondere FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) oder ASICs (Application-Specific Integrated Circuits): Field-Programmable Gate Arrays oder FPGAs, sind anpassbare Chips, die nach der Herstellung programmiert werden können, was sich gut für die Prototypenerstellung und die Ausführung spezifischer KI-Aufgaben eignet. Bei der KI-Inferenz werden anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs) für bestimmte Funktionen optimiert und bieten eine hohe Effizienz. Beide nutzen elektrische Signale zur Informationsverarbeitung und sind in herkömmlicher Computerhardware weit verbreitet.
• Photonic Co-Processing Accelerator (PCA)-Chip: Für die Datenübertragung und Datenverarbeitung sind diese Chips auf Licht (Photonen) angewiesen, sodass Aktivitäten effizienter sind und Strom gespart wird. Sie erhöhen die Geschwindigkeit der von neuronalen Netzen ausgeführten KI-Arbeitslasten und ermöglichen eine schnelle Durchführung von Matrixmultiplikationsvorgängen. An Orten, die eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung erfordern, wie etwa Rechenzentren und das Training von KI-Modellen, sind photonische Beschleuniger sehr hilfreich.

Per Bewerbung

Basierend auf der Anwendung kann der globale Markt in künstliche Intelligenz, autonomes Fahren, Quantencomputing und andere eingeteilt werden

• Künstliche Intelligenz: Deep-Learning-Arbeiten werden durch die Hochgeschwindigkeits-Matrixprozesse auf photonischen KI-Chips bei geringerem Stromverbrauch einfacher und schneller. Sie machen das KI-Training und die Inferenz effizienter, vor allem wenn es um viele Daten geht. Deshalb eignen sie sich perfekt für KI-Dienste, die in der Cloud laufen, und für Echtzeitanalysen.
• Selbstfahrend: Bei diesen Autos werden Informationen von vielen Sensoren (LIDAR, Radar, Kameras) schnell an Bord von fortschrittlichen photonischen Chips verarbeitet. Parallele Berechnungen, die sie durchführen können, unterstützen unmittelbare Entscheidungen in Bezug auf Navigation und Sicherheit. Da Elektrofahrzeuge wenig Strom verbrauchen, eignet sich die Photonik gut für KI-Systeme in ihnen.
• Quantencomputer: Photonische Technologien fungieren sowohl als Prozessoren als auch als Verbindungen zwischen Teilen in Quantencomputersystemen. Sie ermöglichen eine schnellere und leisere Kommunikation von Quantenbits (Qubits) mit KI-Komponenten. Mit photonischen KI-Chips werden Fehler im Quantencomputing reduziert und hybride quantenklassische Berechnungen verbessert.

MARKTDYNAMIK

Treibende Faktoren

Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsverarbeitung mit geringer Latenz zur Ankurbelung des Marktes

Ein Faktor für das Wachstum des Marktes für photonische KI-Chips ist die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsverarbeitung mit geringer Latenz. Es besteht ein hoher Bedarf an der Verarbeitung von Daten mit maximaler Geschwindigkeit und sehr geringer Verzögerung. Fortgeschrittene KI nutzt beispielsweise sofortige Videoanalysen, die Verarbeitung natürlicher Sprache oder Big Deep Learning, die alle einen hohen Verarbeitungsaufwand und schnelles Arbeiten erfordern. Bei photonischen KI-Chips wird Licht anstelle elektrischer Ladungen verwendet, um Daten so schnell wie Licht selbst zu bewegen und zu verarbeiten. Es verkürzt die Verzögerungszeit und erhöht die Geschwindigkeit der Computerverarbeitung im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Chips.

Energieeffizienz und Wärmemanagement zur Erweiterung des Marktes

Wenn KI-Modelle größer werden, wird es für Rechenzentren und Edge-Geräte schwieriger, Strom und Wärme zu steuern. Die von Photonen erzeugte Wärme ist sehr gering, was dazu beiträgt, dass photonische Chips viel energieeffizienter sind als normale Chips. Daher sind diese wertvoll für nachhaltiges Computing, vor allem an Orten wie mobilen KI-Geräten, selbstfahrenden Systemen und sehr großen Rechenzentren.

Zurückhaltender Faktor

Hohe Komplexität und Kosten der Herstellung behindern möglicherweise das Marktwachstum

Die Herstellung photonischer KI-Chips erfordert Herstellungsmethoden, die sich von den üblichen Methoden in der Halbleiterfertigung unterscheiden. Die Herstellung photonischer und elektronischer Geräte auf einem einzigen Silizium-Photonik-Chip ist sehr schwierig und mit hohen Kosten verbunden. Die geringe Unterstützung durch Gießereien und wenige Großprojekte führen dazu, dass die Kosten für Prototyping und Produktion für Start-ups und kleine Unternehmen hoch sind.

Die steigende Nachfrage nach ultraschnellem und energieeffizientem Computing im Bereich KI schafft Chancen für das Produkt auf dem Markt

Gelegenheit

Da in der KI, im Quantencomputing und in Rechenzentren ultraschnelles und energiesparendes Rechnen benötigt wird, haben photonische KI-Chips eine große Wachstumschance. Da das Mooresche Gesetz die Geschwindigkeit verlangsamt, bietet die Photonik eine Möglichkeit, die Leistung noch zu verbessern. Wenn photonische Chips mit 3D-Verpackung und gemeinsam verpackter Optik kombiniert werden, könnten sie häufiger vorkommen. Aus diesem Grund können Edge AI, Smart Cities und die Entwicklung neuer Computerplattformen schnell voranschreiten.

 

Das Erreichen einer nahtlosen Integration könnte eine potenzielle Herausforderung für Verbraucher darstellen

Herausforderung

Es ist immer noch schwierig, photonische Chips vollständig mit den typischen Designs elektronischer Geräte zu verknüpfen. Energieeffiziente Möglichkeiten zur Umwandlung optischer Signale in elektrische und zuverlässige photonische Verbindungen werden noch untersucht. Auch Effizienzprobleme bei hohem Ausstoß und hohen Kosten bremsen die Branche. Damit andere Unternehmen neue Technologien schnell nutzen können, ist eine Standardisierung des Ökosystems erforderlich.

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REGIONALE EINBLICKE IN DEN PHOTONISCHEN KI-CHIP-MARKT

• Nordamerika (USA OBLIGATORISCH)

Nordamerika ist die am schnellsten wachsende Region in diesem Markt. Der US-amerikanische Markt für photonische KI-Chips ist aus mehreren Gründen exponentiell gewachsen. Aufgrund der großen Investitionen von Intel, AMD und IBM steht Nordamerika, insbesondere die USA, an der Spitze bei der Entwicklung photonischer KI-Chips. Regierungsinitiativen wie die National Photonics Initiative unterstützen sowohl die Wissenschaft als auch die Geschäftsentwicklung. Namhafte Universitäten (z. B. MIT und Stanford) spielen eine Rolle bei der Gestaltung der Entwicklung kombinierter Silizium-Photonik- und KI-Systeme. Die Schlüsseltechnologien für Asien sind Rechenzentren, selbstfahrende Autos und Verteidigungszwecke.

• Europa

Programme wie Horizon Europe und regionale Photonikzentren unterstützen Europa beim Aufbau der Photonik. Die Forschung zu integrierter Photonik und Quantencomputing wird hauptsächlich von Deutschland, Frankreich und den Niederlanden betrieben. Durch die Zusammenarbeit steigern Wissenschaft, Start-ups und Industrieakteure die Innovation. Beispiele für die Schwerpunkte sind KI in der Telekommunikation, KI für die Automobilindustrie und Umweltschutz in der Informatik.

• Asien

Asien, insbesondere die Gebiete China, Japan und Südkorea, hat seine photonischen KI-Chip-Leistungen durch staatliche Unterstützung und Zusammenarbeit mit großen Technologieunternehmen ausgebaut. Die Entwicklung von „Made in China 2025" und Japans Quantenprogramme regen zu mehr Forschung und Entwicklung an. Huawei und NTT beschäftigen sich beide mit der Siliziumphotonik, um die KI- und 6G-Technologie voranzutreiben. Die Herstellung und Innovation photonischer Hardware wird zu einem immer größeren Teil des Angebots der Region.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Wichtige Akteure der Branche gestalten den Markt durch Innovation und Marktexpansion

Wichtige Akteure der Branche prägen den Markt für photonische KI-Chips durch strategische Innovation und Marktexpansion. Diese Unternehmen führen fortschrittliche Techniken und Prozesse ein, um die Qualität und Leistung ihrer Angebote zu verbessern. Darüber hinaus erweitern sie ihre Produktlinien um spezielle Varianten, um den unterschiedlichen Kundenwünschen gerecht zu werden. Darüber hinaus nutzen sie digitale Plattformen, um die Marktreichweite zu erhöhen und die Vertriebseffizienz zu steigern. Durch Investitionen in Forschung und Entwicklung, die Optimierung von Lieferkettenabläufen und die Erschließung neuer regionaler Märkte treiben diese Akteure das Wachstum voran und setzen Trends auf dem Markt für photonische KI-Chips.

Liste der führenden Unternehmen für photonische KI-Chips

• Intel [U.S.]
• Luminous Computing [U.S.]
• Lightmatter [U.S.]
• Lightelligence [U.S.]
• Photoncounts [U.S.]

ENTWICKLUNG DER SCHLÜSSELINDUSTRIE

März 2024: Der PhotonX AI Accelerator-Chip verbessert Deep-Learning-Inferenzprozesse erheblich und verbraucht nur wenig Strom. Silizium-Photonik ist mit leistungsstarken KI-Chips verbunden, um sowohl eine hohe Bandbreite als auch eine geringe Latenz in Rechenzentren und Edge-KI-Geräten bereitzustellen. LightLogic Technologies beabsichtigt, dieses Produkt als skalierbare Wahl für KI-Aufgaben der nächsten Generation zu vermarkten, hauptsächlich für Cloud- und autonome Bereiche. Der Start signalisiert den Anstieg des Interesses und der kommerziellen Aussichten für photonische KI zwischen 2022 und 2025, der durch Fortschritte in beiden Bereichen vorangetrieben wird.

BERICHTSBEREICH

Die Studie bietet eine detaillierte SWOT-Analyse und liefert wertvolle Einblicke in zukünftige Entwicklungen im Markt. Es untersucht verschiedene Faktoren, die das Marktwachstum vorantreiben, und untersucht ein breites Spektrum an Marktsegmenten und potenziellen Anwendungen, die die Entwicklung des Unternehmens in den kommenden Jahren prägen könnten. Die Analyse berücksichtigt sowohl aktuelle Trends als auch historische Meilensteine, um ein umfassendes Verständnis der Marktdynamik zu ermöglichen und potenzielle Wachstumsbereiche hervorzuheben.

Der Markt für photonische KI-Chips steht vor einem erheblichen Wachstum, das durch sich verändernde Verbraucherpräferenzen, eine steigende Nachfrage in verschiedenen Anwendungen und fortlaufende Innovationen bei den Produktangeboten angetrieben wird. Obwohl Herausforderungen wie eine begrenzte Verfügbarkeit von Rohstoffen und höhere Kosten auftreten können, wird die Expansion des Marktes durch ein zunehmendes Interesse an Speziallösungen und Qualitätsverbesserungen unterstützt. Wichtige Akteure der Branche kommen durch technologische Fortschritte und strategische Erweiterungen voran und verbessern so sowohl das Angebot als auch die Marktreichweite. Da sich die Marktdynamik verändert und die Nachfrage nach vielfältigen Optionen steigt, wird erwartet, dass der Markt für photonische KI-Chips floriert, wobei kontinuierliche Innovation und eine breitere Akzeptanz seine zukünftige Entwicklung vorantreiben werden.