Tamaño del mercado de chips de IA fotónica, participación, crecimiento y análisis de la industria por tipo (chip electrónico (FPGA o ASIC), chip acelerador de coprocesamiento fotónico) por aplicación (inteligencia artificial, conducción autónoma, computación cuántica, otros) Pronóstico de 2026 a 2035

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MERCADO DE CHIP FOTÓNICO DE AI

Se estima que el mercado mundial de chips fotónicos de IA tendrá un valor de aproximadamente 3,14 mil millones de dólares en 2026. Se prevé que el mercado alcance los 20 mil millones de dólares en 2035, expandiéndose a una tasa compuesta anual del 4,4 % entre 2026 y 2035. América del Norte domina con una participación del 35 al 40 % debido a las principales empresas emergentes y la investigación de chips; Europa y Asia-Pacífico poseen entre el 50% y el 55% combinados a medida que escalan la fabricación de fotónica y las fábricas piloto.

El mercado de chips fotónicos de IA está creciendo rápidamente en el sector de los semiconductores debido a la creciente demanda de tecnologías informáticas muy rápidas y energéticamente eficientes. En lugar de baterías y corriente eléctrica, los chips fotónicos de la IA procesan información utilizando luz (fotones), lo que les permite funcionar de manera más eficiente y a mayores velocidades. Es más importante en inteligencia artificial, centros de datos y computación de alto rendimiento porque tiene altas velocidades de datos y un bajo consumo de energía. Empresas y grupos de investigación de renombre están gastando mucho en integración fotónica para resolver las limitaciones de los chips electrónicos y satisfacer las crecientes necesidades computacionales de la IA y el análisis de big data.

Más invenciones de Silicon Photonics, el creciente interés en los sistemas de computación en la nube y la demanda de procesadores de IA en la frontera de la red que ahorren energía, favorecen el desarrollo del mercado. Cuando los modelos de IA se vuelven complejos, los chips fotónicos permiten a las empresas realizar capacitación e inferencias más rápidamente. Regiones importantes como América del Norte, Europa y Asia-Pacífico están viendo importantes inversiones y asociaciones entre fabricantes de chips, empresas de inteligencia artificial y gobiernos que están acelerando tanto la innovación como el lanzamiento de nuevos productos al mercado. Incluso con dificultades como construir fotónica complicada y conectarla a otros sistemas, el mercado de chips fotónicos de IA está listo para un rápido crecimiento y podría reinventar el hardware de IA en los próximos años.

LAS CRISIS GLOBALES IMPACTAN EL MERCADO DE CHIPS FOTÓNICOS DE AI

IMPACTO DEL COVID-19

La industria de chips fotónicos de IA tuvo un efecto positivo debido al aumento de los servicios digitales durante la pandemia de COVID-19

Hubo un efecto mixto de la pandemia de COVID-19 en el mercado de chips fotónicos de IA. Al comienzo de la pandemia, las dificultades en la cadena de suministro global, el cierre de fábricas y los retrasos en los trabajos de I+D ralentizaron la fabricación y el desarrollo de dispositivos fotónicos. Muchas empresas tuvieron problemas logísticos y se redujeron sus inversiones experimentales y arriesgadas, como los chips fotónicos de IA. Debido a esto, las pruebas de prototipos, el momento de su implementación y el establecimiento de asociaciones entre estas industrias enfrentaron dificultades temporales.

Por otro lado, el trabajo remoto, el aumento de los servicios digitales y el mayor uso de datos durante la pandemia señalaron la gran necesidad de una infraestructura informática sólida. Hubo un fuerte aumento en la inversión a largo plazo en inteligencia artificial, computación en la nube y centros de datos en expansión, que es donde los chips fotónicos de inteligencia artificial funcionan mejor. Por lo tanto, después de la pandemia, tanto las empresas como los gobiernos se dieron cuenta del valor de la fotónica, lo que ayudó a reactivar el interés y la financiación para el área. La pandemia empujó a las empresas a utilizar más herramientas digitales, lo que hizo que los chips fotónicos de IA fueran más esenciales para la informática avanzada.

ÚLTIMAS TENDENCIAS

Cambio a óptica empaquetada (CPO) para impulsar el crecimiento del mercado

Algo notable que está sucediendo en el mercado de chips fotónicos de IA es que las principales empresas de semiconductores ahora están utilizando ópticas empaquetadas (CPO) para aumentar la eficiencia de los sistemas de IA. En mayo de 2025, AMD adquirió Enosemi de Silicon Valley, que se especializa en circuitos integrados fotónicos, para aumentar su cartera de CPO. CPO utiliza la unión directa de piezas ópticas y chips electrónicos para la transferencia de datos, que es más rápida y utiliza menos energía que el método tradicional de cobre. Al hacer esto, AMD se coloca en una mejor situación para luchar contra Nvidia, que utiliza fotónica en sistemas de inteligencia artificial.

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SEGMENTACIÓN DEL MERCADO DE CHIP AI FOTÓNICO

Por tipo

Según el tipo, el mercado global se puede clasificar en chip electrónico (FPGA o ASIC) y chip acelerador de coprocesamiento fotónico.

• Los circuitos integrados electrónicos, específicamente los FPGA (Field Programmable Gate Arrays) o ASIC (Circuitos integrados de aplicaciones específicas): Field-Programmable Gate Arrays o FPGA, son chips ajustables que se pueden programar una vez fabricados, lo que es bueno para crear prototipos y realizar tareas específicas de IA. En la inferencia de IA, los circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC) están optimizados para funciones específicas y proporcionan una gran eficiencia. Ambos utilizan señales eléctricas para procesar información y son comunes en el hardware informático tradicional.
• Chip del acelerador de coprocesamiento fotónico (PCA): para realizar transferencias de datos y computación, estos chips dependen de la luz (fotones), por lo que las actividades son más eficientes y se ahorra energía. Añaden velocidad adicional a las cargas de trabajo de IA realizadas por redes neuronales, lo que permite que las operaciones de multiplicación de matrices sean rápidas. En lugares que requieren procesamiento de alta velocidad, como centros de datos y entrenamiento de modelos de IA, los aceleradores fotónicos son muy útiles.

Por aplicación

Según la aplicación, el mercado global se puede clasificar en inteligencia artificial, conducción autónoma, computación cuántica y otros.

• Inteligencia artificial: el trabajo de aprendizaje profundo se hace más fácil y rápido gracias a los procesos matriciales de alta velocidad en chips fotónicos de IA con menos consumo de energía. Hacen que el entrenamiento y la inferencia de la IA sean más eficientes, principalmente cuando hay muchos datos involucrados. Por eso son perfectos para servicios de IA que se ejecutan en la nube y para análisis en tiempo real.
• Conducción autónoma: en estos coches, la información procedente de muchos sensores (LIDAR, radar, cámaras) se procesa rápidamente a bordo mediante chips fotónicos avanzados. Los cálculos paralelos que pueden manejar respaldan decisiones inmediatas relacionadas con la navegación y la seguridad. Debido a que los vehículos eléctricos consumen poca energía, la fotónica es una buena opción para los sistemas de IA en su interior.
• Computación cuántica: las tecnologías fotónicas actúan como procesadores y enlaces entre partes en los sistemas de computación cuántica. Permiten que los bits cuánticos (qubits) se comuniquen con los componentes de la IA de una manera más rápida y silenciosa. Los errores en la computación cuántica se reducen y los cálculos híbridos cuánticos-clásicos mejoran utilizando chips fotónicos de IA.

DINÁMICA DEL MERCADO

Factores impulsores

Demanda de procesamiento de alta velocidad y baja latencia para impulsar el mercado

Un factor en el crecimiento del mercado de chips fotónicos de IA es la demanda de procesamiento de alta velocidad y baja latencia. Existe una gran demanda de procesamiento de datos a la máxima velocidad y con muy poco retraso. La IA avanzada utiliza, por ejemplo, análisis de vídeo instantáneo, procesamiento de lenguaje natural o gran aprendizaje profundo, todos los cuales requieren mucho procesamiento y trabajo rápido. Con los chips fotónicos de IA, se utiliza luz en lugar de cargas eléctricas para hacer que los datos se muevan y procesen tan rápido como la propia luz. Reduce el tiempo de retardo y aumenta la velocidad de procesamiento de la computadora en comparación con los chips electrónicos estándar.

Eficiencia energética y gestión térmica para ampliar el mercado

Cuando los modelos de IA se hacen más grandes, a los centros de datos y a los dispositivos periféricos les resulta más difícil controlar la energía y el calor. El calor que producen los fotones es muy bajo, lo que ayuda a que los chips fotónicos sean mucho más eficientes energéticamente que los chips normales. Como resultado, estos son valiosos para la informática sostenible, principalmente en lugares como dispositivos móviles de inteligencia artificial, sistemas de conducción autónoma y centros de datos de gran tamaño.

Factor de restricción

Alta complejidad y costo de fabricación que podrían impedir el crecimiento del mercado

La fabricación de chips fotónicos de IA requiere métodos de fabricación que se distingan de los métodos habituales utilizados en la fabricación de semiconductores. Crear dispositivos fotónicos y electrónicos en un único chip fotónico de silicio es muy difícil y conlleva costes elevados. El escaso apoyo de las fundiciones y los pocos proyectos a gran escala hacen que los costes de creación de prototipos y producción sean elevados para las nuevas empresas y las pequeñas empresas.

La creciente demanda de computación ultrarrápida y energéticamente eficiente en IA para crear oportunidades para el producto en el mercado

Oportunidad

Dado que la IA, la computación cuántica y los centros de datos necesitan computación ultrarrápida y que ahorre energía, los chips fotónicos de IA tienen una gran oportunidad de crecimiento. Debido a que la Ley de Moore se está desacelerando, la fotónica proporciona una manera de mejorar aún más el rendimiento. Cuando los chips fotónicos se combinan con envases 3D y ópticas empaquetadas conjuntamente, podrían volverse más comunes. Debido a esto, la IA perimetral, las ciudades inteligentes y el desarrollo de nuevas plataformas informáticas pueden progresar rápidamente.

 

Lograr una integración perfecta podría ser un desafío potencial para los consumidores

Desafío

Todavía es difícil vincular completamente los chips fotónicos con los diseños típicos de los dispositivos electrónicos. Aún se están estudiando formas energéticamente eficientes de convertir señales ópticas en eléctricas e interconexiones fotónicas confiables. Los problemas de eficiencia a altos niveles de producción y costo también son factores que frenan a la industria. La estandarización del ecosistema es necesaria para que otras empresas adopten rápidamente nuevas tecnologías.

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PERSPECTIVAS REGIONALES DEL MERCADO DE CHIP FOTÓNICO AI

• América del Norte (EE.UU. OBLIGATORIO)

América del Norte es la región de más rápido crecimiento en este mercado. El mercado de chips fotónicos de IA de Estados Unidos ha crecido exponencialmente por múltiples razones. Debido a las importantes inversiones de Intel, AMD e IBM, América del Norte, particularmente Estados Unidos, está a la cabeza en el desarrollo de chips fotónicos de IA. Los esfuerzos gubernamentales, como la Iniciativa Nacional de Fotónica, ayudan tanto al desarrollo científico como empresarial. Universidades reconocidas (por ejemplo, MIT y Stanford) desempeñan un papel en la configuración del desarrollo de sistemas combinados de fotónica de silicio e inteligencia artificial. Las tecnologías clave para Asia son los centros de datos, los vehículos autónomos y los fines de defensa.

• Europa

Programas como Horizonte Europa y centros regionales de fotónica están ayudando a Europa a desarrollar la fotónica. La investigación sobre fotónica integrada y computación cuántica se lleva a cabo principalmente en Alemania, Francia y los Países Bajos. Trabajando juntos, el mundo académico, las empresas emergentes y los actores industriales están aumentando la innovación. Ejemplos de áreas en las que se centran son la IA en las telecomunicaciones, la IA para la automoción y la protección medioambiental en la informática.

• Asia

Asia, particularmente las áreas de China, Japón y Corea del Sur, ha estado aumentando sus poderes de chips fotónicos de IA a través del apoyo gubernamental y la cooperación con grandes empresas tecnológicas. El desarrollo de "Made in China 2025" y los programas cuánticos de Japón están fomentando una mayor investigación y desarrollo. Huawei y NTT están investigando la fotónica de silicio para ayudar a impulsar la IA y la tecnología 6G. La fabricación y la innovación de hardware fotónico se están convirtiendo en partes cada vez más importantes de lo que ofrece la región.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Actores clave de la industria que dan forma al mercado a través de la innovación y la expansión del mercado

Los actores clave de la industria están dando forma al mercado de chips fotónicos de IA a través de la innovación estratégica y la expansión del mercado. Estas empresas están introduciendo técnicas y procesos avanzados para mejorar la calidad y el rendimiento de sus ofertas. También están ampliando sus líneas de productos para incluir variaciones especializadas, atendiendo a las diversas preferencias de los clientes. Además, están aprovechando las plataformas digitales para aumentar el alcance del mercado y mejorar la eficiencia de la distribución. Al invertir en investigación y desarrollo, optimizar las operaciones de la cadena de suministro y explorar nuevos mercados regionales, estos actores están impulsando el crecimiento y marcando tendencias dentro del mercado de chips fotónicos de IA.

Lista de las principales empresas de chips de IA fotónica

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

DESARROLLO CLAVE DE LA INDUSTRIA

Marzo de 2024: el chip PhotonX AI Accelerator mejora enormemente los procesos de inferencia de aprendizaje profundo, utilizando solo una pequeña cantidad de energía. La fotónica de silicio está vinculada con potentes chips de IA para proporcionar un gran ancho de banda y baja latencia en centros de datos y equipos de IA de vanguardia. LightLogic Technologies tiene la intención de comercializar este producto como una opción escalable para tareas de IA de próxima generación, principalmente para campos autónomos y de nube. El lanzamiento señala el aumento del interés y las perspectivas comerciales de la IA fotónica entre 2022 y 2025, impulsado por el progreso en ambos campos.

COBERTURA DEL INFORME

El estudio ofrece un análisis FODA detallado y proporciona información valiosa sobre la evolución futura del mercado. Explora varios factores que impulsan el crecimiento del mercado, examinando una amplia gama de segmentos de mercado y aplicaciones potenciales que pueden dar forma a su trayectoria en los próximos años. El análisis considera tanto las tendencias actuales como los hitos históricos para proporcionar una comprensión integral de la dinámica del mercado, destacando áreas de crecimiento potencial.

El mercado de chips fotónicos de IA está preparado para un crecimiento significativo, impulsado por la evolución de las preferencias de los consumidores, la creciente demanda en diversas aplicaciones y la innovación continua en la oferta de productos. Aunque pueden surgir desafíos como la disponibilidad limitada de materia prima y costos más altos, la expansión del mercado está respaldada por un creciente interés en soluciones especializadas y mejoras de calidad. Los actores clave de la industria están avanzando a través de avances tecnológicos y expansiones estratégicas, mejorando tanto la oferta como el alcance del mercado. A medida que la dinámica del mercado cambia y aumenta la demanda de diversas opciones, se espera que el mercado de chips fotónicos de IA prospere, con una innovación continua y una adopción más amplia que impulsen su trayectoria futura.