タイプ別（電子チップ（FPGAまたはASIC）、フォトニック共処理アクセラレータチップ）アプリケーション別（人工知能、自動運転、量子コンピューティング、その他）2026年から2035年までのフォトニックAIチップ市場規模、シェア、成長、業界分析予測

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フォトニックAIチップ市場の概要

世界のフォトニック AI チップ市場は、2026 年に約 31 億 4,000 万米ドルと推定されています。市場は2035年までに200億米ドルに達すると予測されており、2026年から2035年までCAGR 4.4%で拡大します。北米は大手新興企業とチップ研究により35～40%のシェアを占めています。ヨーロッパとアジア太平洋地域は、フォトニクス製造とパイロットファブの規模を合わせて約 50 ～ 55% を占めています。

フォトニック AI チップ市場は、非常に高速でエネルギー効率の高いコンピューティング技術に対する需要の高まりにより、半導体分野で急速に成長しています。 AI におけるフォトニック チップは、電池や電流の代わりに光 (光子) を使用して情報を処理し、より効率的かつ高速に実行できるようにします。データ速度が速く、エネルギー使用量が少ないため、人工知能、データセンター、ハイパフォーマンスコンピューティングにおいて最も重要です。有名な企業や研究グループは、電子チップの限界を解決し、AI やビッグデータ分析の増大する計算ニーズを満たすために、フォトニック統合に多額の費用を費やしています。

シリコン フォトニクスのさらなる発明、クラウド コンピューティング システムへの関心の高まり、エネルギーを節約するネットワーク境界での AI プロセッサの需要が市場の発展を促進します。 AI モデルが複雑になると、フォトニック チップを使用することで、企業はトレーニングと推論をより迅速に実行できるようになります。北米、ヨーロッパ、アジア太平洋などの重要な地域では、多額の投資が行われ、チップメーカー、AI企業、政府間のパートナーシップが加速し、イノベーションと新製品の市場投入が加速しています。複雑なフォトニクスの構築や他のシステムへの接続などの困難はあるものの、フォトニクス AI チップ市場は急速な成長を遂げる準備ができており、今後何年にもわたって AI ハードウェアを再発明する可能性があります。

フォトニックAIチップ市場に影響を与える世界的危機

新型コロナウイルス感染症の影響

新型コロナウイルス感染症パンデミック中のデジタルサービスの台頭により、フォトニックAIチップ業界にプラスの効果があった

フォトニック AI チップ市場には、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) のパンデミックによるさまざまな影響がありました。パンデミックの初期には、世界的なサプライチェーンの困難、工場の閉鎖、研究開発作業の遅れにより、光デバイスの製造と開発が遅れました。多くの企業が物流上の問題に陥り、フォトニック AI チップなどの実験的でリスクの高い投資が削減されました。このため、プロトタイプのテスト、展開のタイミング、およびこれらの業界全体でのパートナーシップの確立が一時的に困難に直面しました。

一方で、リモートワーク、デジタルサービスの台頭、パンデミック中のデータ利用の増加により、強力なコンピューティングインフラストラクチャの大きな必要性が指摘されました。 AI、クラウド コンピューティング、フォトニック AI チップが最もパフォーマンスを発揮するデータ センターの拡張への長期投資が急増しました。したがって、パンデミック後、企業と政府の両方がフォトニクスの価値を認識し、この分野への関心と資金の復活に貢献しました。パンデミックにより、企業はより多くのデジタル ツールを使用するようになり、フォトニック AI チップが高度なコンピューティングに不可欠なものになりました。

最新のトレンド

市場の成長を促進するための共同パッケージ光学系 (CPO) への移行

フォトニック AI チップ市場で起こっている注目すべきことの 1 つは、主要な半導体企業が AI システムの効率を高めるために共同パッケージ化された光学素子 (CPO) を使用していることです。 2025年5月、AMDはCPOポートフォリオを増やすために、フォトニック集積回路を専門とするシリコンバレーのEnosemiを買収した。 CPO は、データ転送に光学部品と電子チップを直接結合することを使用します。これにより、従来の銅方式よりも高速で消費電力が少なくなります。これにより、AMD は AI システムにフォトニクスを使用している Nvidia と戦う上で有利な立場に立つことができます。

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フォトニックAIチップ市場セグメンテーション

タイプ別

タイプに基づいて、世界市場は電子チップ (FPGA または ASIC) とフォトニックコプロセッシングアクセラレータチップに分類できます

• 電子 IC、特に FPGA (フィールド プログラマブル ゲート アレイ) または ASIC (特定用途向け集積回路): フィールド プログラマブル ゲート アレイまたは FPGA は、作成後にプログラムできる調整可能なチップであり、プロトタイピングや特定の AI タスクの実行に適しています。 AI 推論では、特定用途向け集積回路 (ASIC) が特定の機能に最適化され、強力な効率を実現します。どちらも電気信号を使用して情報を処理するもので、従来のコンピューター ハードウェアでは一般的です。
• フォトニック コプロセッシング アクセラレータ (PCA) チップ: データ転送とコンピューティングを行うために、これらのチップは光 (フォトン) に依存するため、アクティビティがより効率的になり、電力が節約されます。これらはニューラル ネットワークによって実行される AI ワークロードの速度をさらに高め、行列乗算演算を迅速に実行できるようにします。データセンターやAIモデルの学習など、高速処理が必要な場所では、フォトニックアクセラレータが非常に役立ちます。

アプリケーション別

アプリケーションに基づいて、世界市場は人工知能、自動運転、量子コンピューティングなどに分類できます。

• 人工知能: ディープラーニングの作業は、消費電力を抑えたフォトニック AI チップ上の高速マトリックス プロセスにより、より簡単かつ高速になります。これらにより、主に大量のデータが関係する場合に、AI のトレーニングと推論がより効率的になります。そのため、クラウドで実行される AI サービスやリアルタイム分析に最適です。
• 自動運転: これらの車では、多くのセンサー (LIDAR、レーダー、カメラ) からの情報が高度なフォトニック チップによって車上で迅速に処理されます。並列計算を処理できるため、ナビゲーションと安全性に関連する即時の決定がサポートされます。電気自動車は消費電力が少ないため、フォトニクスは自動車内の AI システムに適しています。
• 量子コンピューティング: フォトニック技術は、量子コンピューティング システムのプロセッサーとパーツ間のリンクの両方として機能します。これにより、量子ビット (量子ビット) がより迅速かつ静かな方法で AI コンポーネントと通信できるようになります。フォトニック AI チップを使用することで、量子コンピューティングのエラーが減少し、量子と古典のハイブリッド計算が向上します。

市場力学

推進要因

市場拡大に向けた高速・低遅延処理の需要

フォトニック AI チップ市場の成長の要因は、高速、低遅延の処理に対する需要です。最大限の速度で遅延をほとんど抑えてデータを処理することが求められています。高度な AI では、インスタント ビデオ分析、自然言語処理、大規模な深層学習などを使用しますが、これらはすべて大量の処理と高速な動作を必要とします。フォトニック AI チップでは、電荷ではなく光を使用してデータを移動させ、光そのものと同じくらい速く処理します。標準的な電子チップと比較して、遅延時間が短縮され、コンピューターの処理速度が向上します。

市場を拡大するためのエネルギー効率と熱管理

AI モデルが大きくなると、データセンターやエッジデバイスが電力と熱を制御することが難しくなります。フォトンが生成する熱は非常に低いため、フォトニック チップは通常のチップよりもはるかにエネルギー効率が高くなります。結果として、これらは主にモバイル AI デバイス、自動運転システム、大規模データセンターなどの場所での持続可能なコンピューティングにとって価値があります。

抑制要因

製造の複雑さとコストが市場の成長を妨げる可能性がある

フォトニック AI チップの製造には、半導体製造で使用される通常の方法とは異なる製造方法が必要です。単一のシリコン フォトニクス チップ上にフォトニクスおよび電子デバイスを作成することは非常に難しく、高いコストがかかります。ファウンドリからのサポートがほとんどなく、大規模プロジェクトもほとんどないため、新興企業や小規模企業にとってプロトタイピングと生産のコストが高くなっています。

AI における超高速でエネルギー効率の高いコンピューティングに対する需要の高まりにより、製品を市場に投入する機会を創出

機会

AI、量子コンピューティング、データセンターでは超高速かつ省エネルギーのコンピューティングが必要とされているため、フォトニック AI チップには大きな成長のチャンスがあります。ムーアの法則は減速しているため、フォトニクスはパフォーマンスをさらに向上させる方法を提供します。フォトニックチップが 3D パッケージングおよび共同パッケージ化された光学系と組み合わされると、より一般的になる可能性があります。このため、エッジ AI、スマート シティ、新しいコンピューティング プラットフォームの開発は急速に進歩する可能性があります。

 

シームレスな統合の実現は消費者にとって潜在的な課題となる可能性がある

チャレンジ

フォトニックチップを電子デバイスの典型的な設計に完全にリンクさせることは依然として困難です。光信号を電気信号に変換する電力効率の高い方法や、信頼性の高いフォトニック相互接続については、現在も研究が続けられています。高生産性と高コストでの効率の問題も、業界の足かせとなっています。他の企業が新しいテクノロジーをすぐに受け入れるためには、エコシステムの標準化が必要です。

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フォトニックAIチップ市場の地域的洞察

• 北米(米国必須)

北米はこの市場で最も急速に成長している地域です。米国のフォトニック AI チップ市場は、複数の理由により急激に成長しています。 Intel、AMD、IBM からの大規模な投資により、北米、特に米国はフォトニック AI チップの開発においてトップの地位を占めています。 National Photonics Initiative などの政府の取り組みは、科学とビジネスの両方の発展を支援します。有名な大学 (MIT やスタンフォードなど) は、シリコン フォトニクスと AI システムを組み合わせた開発の形成に役割を果たしています。アジアの主要テクノロジーはデータセンター、自動運転車、防衛目的です。

• ヨーロッパ

Horizo​​n Europe や地域のフォトニクス センターなどのプログラムは、ヨーロッパのフォトニクスの構築を支援しています。統合フォトニクスと量子コンピューティングの研究は、主にドイツ、フランス、オランダで行われています。学界、新興企業、産業界の関係者が連携してイノベーションを推進しています。彼らが注力している分野の例としては、通信における AI、自動車用 AI、コンピューティングにおける環境保護などがあります。

• アジア

アジア、特に中国、日本、韓国の地域は、政府の支援や大手テクノロジー企業との協力を通じてフォトニックAIチップの力を高めてきました。 「中国製造2025」の発展と日本の量子プログラムは、さらなる研究開発を奨励しています。ファーウェイとNTTは両社とも、AIと6Gテクノロジーの推進に役立つシリコンフォトニクスを検討している。フォトニックハードウェアの製造とイノベーションは、この地域が提供するものの大きな部分を占めるようになっています。

主要な業界関係者

イノベーションと市場拡大を通じて市場を形成する主要な業界プレーヤー

主要な業界プレーヤーは、戦略的イノベーションと市場拡大を通じてフォトニック AI チップ市場を形成しています。これらの企業は、製品の品質とパフォーマンスを向上させるために、高度な技術とプロセスを導入しています。また、顧客の多様な嗜好に応えるため、専用バリエーションも含めて商品ラインを拡充しています。さらに、デジタルプラットフォームを活用して市場リーチを拡大し、流通効率を高めています。これらの企業は、研究開発への投資、サプライチェーン運営の最適化、新たな地域市場の開拓により、フォトニック AI チップ市場の成長を推進し、トレンドを形成しています。

フォトニック AI チップのトップ企業のリスト

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

主要産業の発展

2024 年 3 月: PhotonX AI Accelerator チップは、わずかな電力を使用するだけで、ディープ ラーニング推論プロセスを大幅に改善します。シリコン フォトニクスは強力な AI チップとリンクされており、データ センターやエッジ AI 機器に高帯域幅と低遅延の両方を提供します。 LightLogic Technologies は、主にクラウドおよび自律分野向けの次世代 AI タスクのスケーラブルな選択肢としてこの製品を販売する予定です。この発表は、2022 年から 2025 年にかけてフォトニック AI への関心と商業的見通しが高まり、両分野の進歩によって促進されていることを示しています。

レポートの範囲

この調査は詳細な SWOT 分析を提供し、市場内の将来の発展についての貴重な洞察を提供します。市場の成長を促進するさまざまな要因を調査し、今後数年間でその軌道を形作る可能性のある幅広い市場セグメントと潜在的なアプリケーションを調査します。この分析では、現在のトレンドと過去のマイルストーンの両方を考慮して、市場のダイナミクスを包括的に理解し、潜在的な成長分野を明らかにします。

フォトニック AI チップ市場は、消費者の嗜好の進化、さまざまなアプリケーションにわたる需要の高まり、製品提供における継続的なイノベーションによって、大幅な成長が見込まれています。入手可能な原材料の制限やコストの上昇などの課題が生じる可能性がありますが、市場の拡大は特殊なソリューションと品質の向上に対する関心の高まりによって支えられています。業界の主要企業は技術の進歩と戦略的拡大を通じて進歩し、供給と市場リーチの両方を強化しています。市場力学が変化し、多様なオプションに対する需要が高まるにつれ、フォトニック AI チップ市場は、継続的なイノベーションと幅広い採用により将来の軌道に力を入れて成長すると予想されています。