광자 AI 칩 시장 규모, 점유율, 성장, 유형별(전자 칩(FPGA 또는 ASIC), 광자 공동 처리 가속기 칩) 산업 분석(2026~2035년) 애플리케이션별(인공 지능, 자율 주행, 양자 컴퓨팅, 기타) 예측

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포토닉 AI 칩 시장 개요

전 세계 광자 AI 칩 시장은 2026년 약 31억 4천만 달러 규모로 추산됩니다. 시장은 2035년까지 200억 달러에 이를 것으로 예상되며, 2026년부터 2035년까지 연평균 성장률(CAGR) 4.4%로 확장될 것입니다. 북미는 선도적인 스타트업 및 칩 연구로 인해 35~40%의 점유율로 지배적입니다. 유럽과 아시아 태평양 지역은 포토닉스 제조 및 파일럿 팹 규모를 합하면 약 50~55%를 차지합니다.

Photonic AI Chip 시장은 매우 빠르고 에너지 효율적인 컴퓨팅 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 반도체 부문에서 빠르게 성장하고 있습니다. AI의 포토닉 칩은 배터리와 전류 대신 빛(광자)을 이용해 정보를 처리해 더 효율적이고 빠른 속도로 작동할 수 있게 해준다. 이는 데이터 속도가 빠르고 에너지 사용량이 적기 때문에 인공 지능, 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅에서 가장 중요합니다. 유명 기업과 연구 그룹에서는 전자 칩의 한계를 해결하고 AI 및 빅 데이터 분석의 증가하는 계산 요구를 충족하기 위해 광 통합에 많은 비용을 투자하고 있습니다.

Silicon Photonics의 더 많은 발명, 클라우드 컴퓨팅 시스템에 대한 관심 증가, 네트워크 경계에서 에너지를 절약하는 AI 프로세서에 대한 수요가 시장 개발에 유리합니다. AI 모델이 복잡해지면 기업은 포토닉 칩을 통해 훈련과 추론을 더 빠르게 수행할 수 있습니다. 북미, 유럽 및 아시아 태평양과 같은 중요한 지역에서는 칩 제조업체, AI 회사 및 정부 간의 상당한 투자와 파트너십이 혁신을 가속화하고 신제품을 시장에 출시하고 있습니다. 복잡한 포토닉스를 구축하고 이를 다른 시스템에 연결하는 것과 같은 어려움에도 불구하고 포토닉 AI 칩 시장은 빠르게 성장할 준비가 되어 있으며 앞으로 수년 동안 AI 하드웨어를 재창조할 수 있습니다.

포토닉 AI 칩 시장에 영향을 미치는 글로벌 위기

코로나19 영향

광자 AI칩 산업, 코로나19 팬데믹 속 디지털 서비스 증가로 긍정적 영향

Photonic AI Chip 시장에는 코로나19 팬데믹이 복합적인 영향을 미쳤습니다. 팬데믹 초기에는 글로벌 공급망의 어려움, 공장 폐쇄, R&D 작업 지연으로 인해 광소자 제조 및 개발이 지연되었습니다. 많은 기업이 물류 문제에 직면했고 광자 AI 칩과 같은 실험적이고 위험한 투자가 삭감되었습니다. 이로 인해 프로토타입 테스트, 배포 시기, 업계 전반의 파트너십 구축이 일시적인 어려움에 직면했습니다.

반면, 원격 근무, 디지털 서비스의 증가, 팬데믹 기간 동안의 데이터 사용량 증가로 인해 강력한 컴퓨팅 인프라의 필요성이 대두되었습니다. AI, 클라우드 컴퓨팅 및 포토닉 AI 칩이 가장 잘 작동하는 데이터 센터 확장에 대한 장기 투자가 급격히 증가했습니다. 따라서 팬데믹 이후 기업과 정부 모두 해당 지역에 대한 관심과 자금 조달을 되살리는 데 도움이 되는 포토닉스의 가치를 깨달았습니다. 전염병으로 인해 기업들은 더 많은 디지털 도구를 사용하게 되었고, 이로 인해 광자 AI 칩은 고급 컴퓨팅에 더욱 필수적이 되었습니다.

최신 트렌드

시장 성장을 촉진하기 위해 공동 패키지 광학(CPO)으로 전환

광자 AI 칩 시장에서 주목할만한 점 중 하나는 주요 반도체 기업들이 AI 시스템의 효율성을 높이기 위해 공동 패키지 광학(CPO)을 사용하고 있다는 점이다. 2025년 5월 AMD는 CPO 포트폴리오를 늘리기 위해 광자 집적 회로를 전문으로 하는 실리콘 밸리의 Enosemi를 인수했습니다. CPO는 데이터 전송을 위해 광학 부품과 전자 칩을 직접 결합하는 방식을 사용하는데, 이는 기존 구리 방식보다 속도가 빠르고 전력 소모도 적습니다. 이를 통해 AMD는 AI 시스템에 포토닉스를 사용하는 Nvidia와 맞서기에 더 나은 상황에 놓이게 됩니다.

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포토닉 AI 칩 시장 세분화

유형별

유형에 따라 글로벌 시장은 전자 칩(FPGA 또는 ASIC)과 광자 공동 처리 가속기 칩으로 분류될 수 있습니다.

• 전자 IC, 특히 FPGA(Field Programmable Gate Arrays) 또는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuits): Field-Programmable Gate Arrays 또는 FPGA는 프로토타입 제작 및 특정 AI 작업 수행에 적합한 제작 후 프로그래밍할 수 있는 조정 가능한 칩입니다. AI 추론에서는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)이 특정 기능에 최적화되어 강력한 효율성을 제공합니다. 둘 다 전기 신호를 사용하여 정보를 처리하며 기존 컴퓨터 하드웨어에서 일반적입니다.
• PCA(광자 공동 처리 가속기) 칩: 데이터 전송 및 컴퓨팅을 수행하기 위해 이 칩은 빛(광자)에 의존하므로 활동이 더 효율적이고 전력이 절약됩니다. 신경망이 수행하는 AI 워크로드에 추가 속도를 추가하여 행렬 곱셈 작업을 신속하게 수행할 수 있습니다. 데이터센터나 AI 모델 훈련 등 고속 처리가 필요한 곳에는 광가속기가 큰 도움이 된다.

애플리케이션별

응용 분야에 따라 글로벌 시장은 인공 지능, 자율 주행, 양자 컴퓨팅 및 기타로 분류될 수 있습니다.

• 인공 지능: 적은 전력을 사용하면서 광자 AI 칩의 고속 매트릭스 프로세스를 통해 딥 러닝 작업이 더 쉽고 빨라집니다. 주로 관련된 데이터가 많을 때 AI 훈련과 추론을 더욱 효율적으로 만듭니다. 이것이 바로 클라우드에서 실행되는 AI 서비스와 실시간 분석에 완벽한 이유입니다.
• 자율 주행: 이러한 자동차를 사용하면 많은 센서(LIDAR, 레이더, 카메라)의 정보가 고급 광자 칩을 통해 차량 내에서 신속하게 처리됩니다. 처리할 수 있는 병렬 계산은 탐색 및 안전과 관련된 즉각적인 결정을 지원합니다. 전기 자동차는 전력을 거의 사용하지 않기 때문에 포토닉스는 전기 자동차 내부의 AI 시스템에 적합합니다.
• 양자 컴퓨팅: 광자 기술은 양자 컴퓨팅 시스템의 프로세서와 부품 간의 링크 역할을 합니다. 이를 통해 양자 비트(큐비트)가 AI 구성 요소와 보다 빠르고 조용한 방식으로 통신할 수 있습니다. 광자 AI 칩을 사용하여 양자 컴퓨팅의 오류가 줄어들고 하이브리드 양자-고전 계산이 향상됩니다.

시장 역학

추진 요인

시장 활성화를 위한 고속, 저지연 처리 수요

광자 AI 칩 시장 성장의 요인은 고속, 저지연 처리에 대한 수요입니다. 지연이 거의 없이 최대 속도로 데이터를 처리하려는 요구가 높습니다. 예를 들어 고급 AI는 즉각적인 비디오 분석, 자연어 처리 또는 대규모 딥 러닝을 사용하며, 모두 많은 처리와 빠른 작업이 필요합니다. 광자 AI 칩을 사용하면 전하 대신 빛을 사용하여 데이터를 이동하고 빛만큼 빠르게 처리할 수 있습니다. 표준 전자 칩에 비해 지연 시간을 줄이고 컴퓨터 처리 속도를 높입니다.

시장 확대를 위한 에너지 효율 및 열 관리

AI 모델이 커지면 데이터센터와 엣지 디바이스가 전력과 열을 제어하기가 더 어려워집니다. 생성되는 열 광자는 매우 낮아 광자 칩이 일반 칩보다 훨씬 더 에너지 효율적입니다. 결과적으로 이는 주로 모바일 AI 장치, 자율 주행 시스템 및 대규모 데이터 센터와 같은 장소에서 지속 가능한 컴퓨팅에 유용합니다.

억제 요인

시장 성장을 잠재적으로 방해하는 높은 제조 복잡성과 비용

광자 AI 칩을 만들려면 반도체 제조에 사용되는 일반적인 방법과 구별되는 제조 방법이 필요합니다. 단일 실리콘 포토닉스 칩에 포토닉 및 전자 장치를 만드는 것은 매우 어렵고 비용도 많이 듭니다. 주조소의 지원이 거의 없고 대규모 프로젝트가 거의 없기 때문에 스타트업과 소규모 회사의 경우 프로토타입 제작 및 생산 비용이 높습니다.

시장에서 제품에 대한 기회를 창출하기 위해 AI에서 초고속 및 에너지 효율적인 컴퓨팅에 대한 수요 증가

기회

AI, 양자컴퓨팅, 데이터센터에는 초고속, 에너지 절약형 컴퓨팅이 필요하기 때문에 광자 AI 칩은 큰 성장 기회를 갖고 있다. 무어의 법칙이 느려지고 있기 때문에 포토닉스는 성능을 계속 향상시킬 수 있는 방법을 제공합니다. 포토닉 칩이 3D 패키징 및 공동 패키징 광학과 결합되면 더욱 일반화될 수 있습니다. 이로 인해 Edge AI, 스마트시티, 새로운 컴퓨팅 플랫폼 개발이 빠르게 진행될 수 있습니다.

 

원활한 통합 달성은 소비자에게 잠재적인 과제가 될 수 있습니다.

도전

광자 칩을 일반적인 전자 장치 설계에 완전히 연결하는 것은 여전히 ​​어렵습니다. 광 신호를 전기 신호로 변환하는 전력 효율적인 방법과 신뢰할 수 있는 광자 상호 연결이 여전히 연구되고 있습니다. 높은 생산량과 비용에 따른 효율성 문제도 업계의 발목을 잡는 요인이다. 다른 기업이 신기술을 신속하게 수용하려면 생태계 표준화가 필요합니다.

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포토닉 AI 칩 시장 지역별 통찰력

• 북미(미국 필수)

북미는 이 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역입니다. 미국의 광자 AI 칩 시장은 여러 가지 이유로 기하급수적으로 성장해 왔습니다. 인텔, AMD, IBM 등의 대대적인 투자로 인해 북미, 특히 미국은 광자 AI 칩 개발에서 선두를 달리고 있다. National Photonics Initiative와 같은 정부 노력은 과학 및 비즈니스 개발을 모두 지원합니다. 잘 알려진 대학(예: MIT 및 스탠포드)은 결합된 실리콘 포토닉스 및 AI 시스템의 개발을 형성하는 데 역할을 합니다. 아시아의 핵심 기술은 데이터센터, 자율주행차, 국방용이다.

• 유럽

Horizon Europe 및 지역 포토닉스 센터와 같은 프로그램은 유럽의 포토닉스 구축을 돕고 있습니다. 집적광학과 양자컴퓨팅에 대한 연구는 주로 독일, 프랑스, ​​네덜란드 등에서 이뤄지고 있다. 학계, 스타트업, 업계 관계자가 함께 협력하여 혁신을 강화하고 있습니다. 그들이 집중하는 분야의 예로는 통신 분야의 AI, 자동차 분야의 AI, 컴퓨팅 분야의 환경 보호 등이 있습니다.

• 아시아

아시아, 특히 중국, 일본, 한국 지역은 정부 지원과 거대 기술 기업과의 협력을 통해 광자 AI 칩 역량을 키워 왔습니다. "Made in China 2025"의 개발과 일본의 양자 프로그램은 더 많은 연구와 개발을 장려하고 있습니다. 화웨이와 NTT는 AI와 6G 기술을 향상시키기 위해 실리콘 포토닉스를 연구하고 있습니다. 광자 하드웨어 제조 및 혁신은 이 지역이 제공하는 것의 더 큰 부분이 되고 있습니다.

주요 산업 플레이어

혁신과 시장 확장을 통해 시장을 형성하는 주요 산업 플레이어

주요 업계 참가자들은 전략적 혁신과 시장 확장을 통해 광자 AI 칩 시장을 형성하고 있습니다. 이들 회사는 제품의 품질과 성능을 개선하기 위해 고급 기술과 프로세스를 도입하고 있습니다. 또한 다양한 고객 선호도에 맞춰 전문화된 변형을 포함하도록 제품 라인을 확장하고 있습니다. 또한 디지털 플랫폼을 활용하여 시장 도달 범위를 확대하고 유통 효율성을 향상시키고 있습니다. 연구 개발에 투자하고, 공급망 운영을 최적화하고, 새로운 지역 시장을 개척함으로써 이들 플레이어는 광자 AI 칩 시장 내에서 성장을 주도하고 추세를 설정하고 있습니다.

최고의 광자 AI 칩 회사 목록

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

주요 산업 발전

2024년 3월: PhotonX AI Accelerator 칩은 적은 양의 전력만 사용하여 딥 러닝 추론 프로세스를 크게 향상시킵니다. 실리콘 포토닉스는 강력한 AI 칩과 연결되어 데이터 센터 및 엣지 AI 장비에 높은 대역폭과 낮은 대기 시간을 모두 제공합니다. LightLogic Technologies는 이 제품을 주로 클라우드 및 자율 분야를 위한 차세대 AI 작업을 위한 확장 가능한 선택으로 마케팅할 계획입니다. 이번 출시는 두 분야 모두의 발전에 힘입어 2022년부터 2025년 사이에 광자 AI에 대한 관심과 상업적 전망이 높아졌다는 신호입니다.

보고서 범위

이 연구는 상세한 SWOT 분석을 제공하고 시장 내 향후 개발에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다. 시장 성장을 이끄는 다양한 요인을 탐구하고, 향후 몇 년 동안 그 궤적을 형성할 수 있는 광범위한 시장 부문과 잠재적 응용 프로그램을 조사합니다. 분석에서는 현재 추세와 역사적 이정표를 모두 고려하여 시장 역학에 대한 포괄적인 이해를 제공하고 잠재적인 성장 영역을 강조합니다.

광자 AI 칩 시장은 진화하는 소비자 선호도, 다양한 애플리케이션에 대한 수요 증가, 제품 제공의 지속적인 혁신에 힘입어 상당한 성장을 이룰 준비가 되어 있습니다. 제한된 원자재 가용성 및 높은 비용과 같은 문제가 발생할 수 있지만 시장 확장은 전문 솔루션 및 품질 개선에 대한 관심 증가로 뒷받침됩니다. 주요 업계 업체들은 기술 발전과 전략적 확장을 통해 발전하여 공급과 시장 도달 범위를 모두 향상시키고 있습니다. 시장 역학이 변화하고 다양한 옵션에 대한 수요가 증가함에 따라 광자 AI 칩 시장은 지속적인 혁신과 광범위한 채택을 통해 미래 궤도를 촉진하면서 번성할 것으로 예상됩니다.