Taille, part, croissance et analyse de l’industrie des puces photoniques d’IA par type (puce électronique (FPGA ou ASIC), puce d’accélérateur de co-traitement photonique) par application (intelligence artificielle, conduite autonome, informatique quantique, autres) prévue de 2026 à 2035

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APERÇU DU MARCHÉ DES PUCES D'IA PHOTONIQUES

Le marché mondial des puces photoniques d'IA est estimé à environ 3,14 milliards de dollars en 2026. Le marché devrait atteindre 20 milliards de dollars d'ici 2035, avec une croissance de 4,4 % entre 2026 et 2035. L'Amérique du Nord domine avec une part de 35 à 40 % grâce aux startups et à la recherche sur les puces de premier plan ; L'Europe et l'Asie-Pacifique en détiennent environ 50 à 55 % à mesure que la fabrication de produits photoniques et les usines pilotes se développent.

Le marché des puces photoniques IA connaît une croissance rapide dans le secteur des semi-conducteurs en raison de la demande croissante de technologies informatiques très rapides et économes en énergie. Au lieu des piles et du courant électrique, les puces photoniques de l'IA traitent les informations à l'aide de la lumière (photons), ce qui leur permet de fonctionner plus efficacement et à des vitesses plus élevées. Il est particulièrement important dans l'intelligence artificielle, les centres de données et le calcul haute performance, car il offre à la fois des vitesses de données élevées et une faible consommation d'énergie. Des entreprises et des groupes de recherche renommés dépensent beaucoup d'argent en intégration photonique pour résoudre les limites des puces électroniques et satisfaire les besoins informatiques croissants de l'IA et de l'analyse du Big Data.

L'augmentation du nombre d'inventions en photonique sur silicium, l'intérêt croissant pour les systèmes de cloud computing et la demande de processeurs d'IA à la frontière du réseau qui permettent d'économiser de l'énergie favorisent le développement du marché. Lorsque les modèles d'IA deviennent complexes, les puces photoniques permettent aux entreprises d'effectuer des formations et des inférences plus rapidement. Des régions importantes telles que l'Amérique du Nord, l'Europe et l'Asie-Pacifique connaissent des investissements et des partenariats importants entre les fabricants de puces, les entreprises d'IA et les gouvernements, accélérant à la fois l'innovation et la mise sur le marché de nouveaux produits. Même avec des difficultés telles que la construction de composants photoniques complexes et leur connexion à d'autres systèmes, le marché des puces photoniques d'IA est prêt à connaître une croissance rapide et pourrait réinventer le matériel d'IA dans les années à venir.

CRISE MONDIALE IMPACTANT LE MARCHÉ DES PUCES PHOTONIQUES D'IA

IMPACTS DE LA COVID-19

L'industrie des puces photoniques d'IA a eu un effet positif en raison de l'essor des services numériques pendant la pandémie de COVID-19

La pandémie de COVID-19 a eu un effet mitigé sur le marché des puces photoniques IA. Au début de la pandémie, les difficultés de la chaîne d'approvisionnement mondiale, la fermeture d'usines et les retards dans les travaux de R&D ont ralenti la fabrication et le développement de dispositifs photoniques. De nombreuses entreprises ont rencontré des problèmes logistiques et leurs investissements expérimentaux et risqués, comme les puces photoniques d'IA, ont été réduits. Pour cette raison, les tests de prototypes, le calendrier de déploiement et l'établissement de partenariats entre ces secteurs ont été confrontés à des difficultés temporaires.

D'un autre côté, le travail à distance, la montée en puissance des services numériques et l'utilisation accrue des données pendant la pandémie ont souligné le besoin majeur d'une infrastructure informatique solide. Il y a eu une forte augmentation des investissements à long terme dans l'IA, le cloud computing et l'expansion des centres de données, là où les puces photoniques d'IA fonctionnent le mieux. Par conséquent, après la pandémie, les entreprises et les gouvernements ont pris conscience de la valeur de la photonique, ce qui a contribué à raviver l'intérêt et le financement pour ce domaine. La pandémie a poussé les entreprises à utiliser davantage d'outils numériques, ce qui a rendu les puces photoniques d'IA plus essentielles à l'informatique avancée.

DERNIÈRES TENDANCES

Passage aux optiques co-packagées (CPO) pour stimuler la croissance du marché

Une chose notable qui se passe sur le marché des puces photoniques d'IA est que les principales sociétés de semi-conducteurs utilisent désormais des optiques co-packagées (CPO) pour augmenter l'efficacité des systèmes d'IA. En mai 2025, AMD a racheté Enosemi de la Silicon Valley, spécialisée dans les circuits intégrés photoniques, pour accroître son portefeuille de CPO. CPO utilise l'union directe de composants optiques et de puces électroniques pour un transfert de données qui est à la fois plus rapide et consomme moins d'énergie que la méthode traditionnelle sur cuivre. En faisant cela, AMD se place dans une meilleure situation pour lutter contre Nvidia qui utilise la photonique dans les systèmes d'IA.

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SEGMENTATION DU MARCHÉ DES PUCES D'IA PHOTONIQUES

Par type

En fonction du type, le marché mondial peut être classé en puces électroniques (FPGA ou ASIC) et puces d'accélérateur de co-traitement photonique.

• Les circuits intégrés électroniques, en particulier les FPGA (Field Programmable Gate Arrays) ou les ASIC (Application-Specific Integrated Circuits) : les Field-Programmable Gate Arrays ou FPGA, sont des puces réglables qui peuvent être programmées après avoir été fabriquées, ce qui est idéal pour le prototypage et l'exécution de tâches d'IA spécifiques. Dans l'inférence IA, les circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC) sont optimisés pour des fonctions spécifiques et offrent une forte efficacité. Les deux utilisent des signaux électriques pour traiter les informations et sont courants dans le matériel informatique traditionnel.
• Puce d'accélérateur de cotraitement photonique (PCA) : pour effectuer le transfert de données et le calcul, ces puces s'appuient sur la lumière (photons), de sorte que les activités sont plus efficaces et que l'énergie est économisée. Ils ajoutent une vitesse supplémentaire aux charges de travail d'IA effectuées par les réseaux de neurones, permettant ainsi aux opérations de multiplication matricielle d'être rapides. Dans les endroits nécessitant un traitement à grande vitesse, tels que les centres de données et la formation de modèles d'IA, les accélérateurs photoniques sont très utiles.

Par candidature

En fonction des applications, le marché mondial peut être classé en intelligence artificielle, conduite autonome, informatique quantique et autres.

• Intelligence artificielle : le travail d'apprentissage en profondeur est rendu plus facile et plus rapide grâce aux processus matriciels à grande vitesse sur les puces photoniques d'IA qui consomment moins d'énergie. Ils rendent la formation et l'inférence de l'IA plus efficaces, principalement lorsque de nombreuses données sont impliquées. C'est pourquoi ils sont parfaits pour les services d'IA exécutés dans le cloud et pour l'analyse en temps réel.
• Conduite autonome : avec ces voitures, les informations provenant de nombreux capteurs (LIDAR, radar, caméras) sont rapidement traitées à bord par des puces photoniques avancées. Les calculs parallèles qu'ils peuvent gérer soutiennent les décisions immédiates liées à la navigation et à la sécurité. Étant donné que les véhicules électriques consomment peu d'énergie, la photonique convient parfaitement aux systèmes d'IA qu'ils contiennent.
• Informatique quantique : les technologies photoniques agissent à la fois comme processeurs et comme liens entre les éléments des systèmes informatiques quantiques. Ils permettent aux bits quantiques (qubits) de communiquer avec les composants de l'IA de manière plus rapide et plus silencieuse. Les erreurs dans l'informatique quantique sont réduites et les calculs hybrides quantiques-classiques s'améliorent grâce aux puces photoniques d'IA.

DYNAMIQUE DU MARCHÉ

Facteurs déterminants

Demande de traitement à haute vitesse et à faible latence pour stimuler le marché

La demande de traitement à haute vitesse et à faible latence est un facteur de croissance du marché des puces photoniques d'IA. Il existe une forte demande pour le traitement des données à une vitesse maximale et avec très peu de retard. L'IA avancée utilise, par exemple, l'analyse vidéo instantanée, le traitement du langage naturel ou le Big Deep Learning, qui nécessitent tous beaucoup de traitement et un travail rapide. Avec les puces photoniques d'IA, la lumière plutôt que les charges électriques sont utilisées pour faire circuler et traiter les données aussi rapidement que la lumière elle-même. Il réduit le temps de retard et augmente la vitesse de traitement informatique par rapport aux puces électroniques standard.

Efficacité énergétique et gestion thermique pour élargir le marché

Lorsque les modèles d'IA deviennent plus grands, il devient plus difficile pour les centres de données et les appareils de périphérie de contrôler l'alimentation et la chaleur. La chaleur produite par les photons est très faible, ce qui permet aux puces photoniques d'être beaucoup plus économes en énergie que les puces ordinaires. En conséquence, ceux-ci sont précieux pour l'informatique durable, principalement dans des domaines tels que les appareils mobiles d'IA, les systèmes de conduite autonome et les très grands centres de données.

Facteur de retenue

Complexité et coût de fabrication élevés susceptibles d'entraver la croissance du marché

La fabrication de puces photoniques d'IA nécessite des méthodes de fabrication qui se distinguent des méthodes habituelles utilisées dans la fabrication de semi-conducteurs. Créer des dispositifs photoniques et électroniques sur une seule puce photonique en silicium est très difficile et entraîne des coûts élevés. Le faible soutien des fonderies et le peu de projets à grande échelle entraînent des coûts de prototypage et de production élevés pour les startups et les petites entreprises.

La demande croissante d'informatique ultra-rapide et économe en énergie dans l'IA pour créer des opportunités pour le produit sur le marché

Opportunité

Parce que l'informatique ultra-rapide et économe en énergie est nécessaire dans l'IA, l'informatique quantique et les centres de données, les puces photoniques d'IA ont une grande opportunité de croissance. Parce que la loi de Moore ralentit, la photonique offre un moyen d'améliorer encore les performances. Lorsque les puces photoniques seront combinées avec un packaging 3D et des optiques co-packagées, elles pourraient devenir plus courantes. Pour cette raison, l'Edge AI, les villes intelligentes et le développement de nouvelles plates-formes informatiques peuvent progresser rapidement.

 

Réaliser une intégration transparente pourrait constituer un défi potentiel pour les consommateurs

Défi

Il est encore difficile de relier pleinement les puces photoniques aux conceptions typiques des appareils électroniques. Des moyens économes en énergie pour transformer des signaux optiques en signaux électriques et des interconnexions photoniques fiables sont toujours à l'étude. Les problèmes d'efficacité avec une production et des coûts élevés constituent également des freins à l'industrie. La normalisation des écosystèmes est nécessaire pour que d'autres entreprises puissent adopter rapidement les nouvelles technologies.

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APERÇU RÉGIONAL DU MARCHÉ DES PUCES D'IA PHOTONIQUES

• Amérique du Nord (États-Unis OBLIGATOIRE)

L'Amérique du Nord est la région qui connaît la croissance la plus rapide sur ce marché. Le marché américain des puces photoniques d'IA a connu une croissance exponentielle pour plusieurs raisons. Grâce aux investissements majeurs d'Intel, d'AMD et d'IBM, l'Amérique du Nord, en particulier les États-Unis, est en tête du développement de puces photoniques pour l'IA. Les efforts gouvernementaux tels que la National Photonics Initiative contribuent à la fois au développement scientifique et commercial. Des universités renommées (par exemple le MIT et Stanford) jouent un rôle dans le développement de systèmes combinant photonique sur silicium et IA. Les technologies clés pour l'Asie sont les centres de données, les voitures autonomes et la défense.

• Europe

Des programmes tels qu'Horizon Europe et les centres photoniques régionaux aident l'Europe à développer la photonique. Les recherches sur la photonique intégrée et l'informatique quantique sont principalement menées en Allemagne, en France et aux Pays-Bas. En travaillant ensemble, les universités, les startups et les acteurs industriels multiplient l'innovation. Des exemples de domaines sur lesquels ils se concentrent sont l'IA dans les télécommunications, l'IA pour l'automobile et la protection de l'environnement dans l'informatique.

• Asie

L'Asie, en particulier la Chine, le Japon et la Corée du Sud, a accru la puissance de ses puces photoniques d'IA grâce au soutien du gouvernement et à la coopération avec les grandes entreprises technologiques. Le développement du « Made in China 2025 » et les programmes quantiques du Japon encouragent davantage de recherche et de développement. Huawei et NTT étudient tous deux la photonique sur silicium pour contribuer à renforcer l'IA et la technologie 6G. La fabrication et l'innovation de matériel photonique deviennent une partie importante de ce qu'offre la région.

ACTEURS CLÉS DE L'INDUSTRIE

Les principaux acteurs de l'industrie façonnent le marché grâce à l'innovation et à l'expansion du marché

Les principaux acteurs de l'industrie façonnent le marché des puces photoniques d'IA grâce à l'innovation stratégique et à l'expansion du marché. Ces entreprises introduisent des techniques et des processus avancés pour améliorer la qualité et les performances de leurs offres. Ils élargissent également leurs gammes de produits pour inclure des variantes spécialisées, répondant aux diverses préférences des clients. De plus, ils exploitent les plateformes numériques pour accroître leur portée sur le marché et améliorer l'efficacité de la distribution. En investissant dans la recherche et le développement, en optimisant les opérations de la chaîne d'approvisionnement et en explorant de nouveaux marchés régionaux, ces acteurs stimulent la croissance et définissent les tendances sur le marché des puces photoniques d'IA.

Liste des principales entreprises de puces photoniques d'IA

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

DÉVELOPPEMENT D'UNE INDUSTRIE CLÉ

Mars 2024 : la puce PhotonX AI Accelerator améliore considérablement les processus d'inférence d'apprentissage en profondeur, en utilisant seulement une petite quantité d'énergie. La photonique sur silicium est associée à de puissantes puces d'IA pour fournir à la fois une bande passante élevée et une faible latence dans les centres de données et les équipements d'IA de pointe. LightLogic Technologies a l'intention de commercialiser ce produit comme un choix évolutif pour les tâches d'IA de nouvelle génération, principalement pour les domaines cloud et autonomes. Le lancement signale l'augmentation des perspectives intéressées et commerciales pour l'IA photonique entre 2022 et 2025, qui est stimulée par les progrès dans les deux domaines.

COUVERTURE DU RAPPORT

L'étude propose une analyse SWOT détaillée et fournit des informations précieuses sur les développements futurs du marché. Il explore divers facteurs qui stimulent la croissance du marché, en examinant un large éventail de segments de marché et d'applications potentielles qui pourraient façonner sa trajectoire dans les années à venir. L'analyse prend en compte à la fois les tendances actuelles et les jalons historiques pour fournir une compréhension complète de la dynamique du marché, mettant en évidence les domaines de croissance potentiels.

Le marché des puces photoniques d'IA est sur le point de connaître une croissance significative, tirée par l'évolution des préférences des consommateurs, la demande croissante pour diverses applications et l'innovation continue dans les offres de produits. Même si des défis tels qu'une disponibilité limitée des matières premières et des coûts plus élevés peuvent survenir, l'expansion du marché est soutenue par un intérêt croissant pour les solutions spécialisées et l'amélioration de la qualité. Les principaux acteurs de l'industrie progressent grâce aux progrès technologiques et aux expansions stratégiques, améliorant à la fois l'offre et la portée du marché. À mesure que la dynamique du marché évolue et que la demande pour diverses options augmente, le marché des puces photoniques d'IA devrait prospérer, avec une innovation continue et une adoption plus large alimentant sa trajectoire future.