Tamanho do mercado de chips AI fotônicos, participação, crescimento e análise da indústria por tipo (chip eletrônico (FPGA ou ASIC), chip acelerador de coprocessamento fotônico) por aplicação (inteligência artificial, autocondução, computação quântica, outros) previsão de 2026 a 2035

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VISÃO GERAL DO MERCADO DE CHIP AI FOTÔNICO

O mercado global de chips de IA fotônicos está estimado em aproximadamente US$ 3,14 bilhões em 2026. O mercado está projetado para atingir US$ 20 bilhões até 2035, expandindo-se a um CAGR de 4,4% de 2026 a 2035. A América do Norte domina com 35-40% de participação devido às principais startups e pesquisas de chips; A Europa e a Ásia-Pacífico detêm cerca de 50-55% combinadas à medida que a produção fotônica e as fábricas piloto escalam.

O mercado de chips Photonic AI está crescendo rapidamente no setor de semicondutores devido à crescente demanda por tecnologias de computação muito rápidas e eficientes em termos energéticos. Em vez de baterias e corrente elétrica, os chips fotônicos, na IA, processam informações usando luz (fótons), permitindo que tenham um desempenho mais eficiente e em velocidades maiores. É mais importante em inteligência artificial, data centers e computação de alto desempenho porque tem altas velocidades de dados e baixo consumo de energia. Empresas e grupos de investigação de renome estão a gastar muito na integração fotónica para resolver as limitações dos chips eletrónicos e satisfazer as crescentes necessidades computacionais da IA ​​e da análise de big data.

Mais invenções da Silicon Photonics, o interesse crescente em sistemas de computação em nuvem e a demanda por processadores de IA nas fronteiras da rede que economizam energia favorecem o desenvolvimento do mercado. Quando os modelos de IA se tornam complexos, os chips fotônicos permitem que as empresas realizem treinamento e inferência mais rapidamente. Regiões importantes como a América do Norte, a Europa e a Ásia-Pacífico estão a assistir a investimentos e parcerias significativos entre fabricantes de chips, empresas de IA e governos estão a acelerar a inovação e a trazer novos produtos para o mercado. Mesmo com dificuldades como construir sistemas fotônicos complicados e conectá-los a outros sistemas, o mercado de chips de IA fotônicos está pronto para um rápido crescimento e poderá reinventar o hardware de IA nos próximos anos.

CRISES GLOBAIS IMPACTANDO O MERCADO DE CHIP DE IA FOTÔNICA

IMPACTO DA COVID-19

A indústria de chips fotônicos de IA teve um efeito positivo devido ao aumento dos serviços digitais durante a pandemia de COVID-19

Houve um efeito misto da pandemia COVID-19 no mercado de chips Photonic AI. No início da pandemia, as dificuldades na cadeia de abastecimento global, o encerramento de fábricas e os atrasos nos trabalhos de I&D atrasaram a produção e o desenvolvimento de dispositivos fotónicos. Muitas empresas enfrentaram problemas logísticos e os seus investimentos experimentais e arriscados, como chips fotónicos de IA, foram reduzidos. Por este motivo, os testes de protótipos, o calendário de implantação e o estabelecimento de parcerias entre estas indústrias enfrentaram dificuldades temporárias.

Por outro lado, o trabalho remoto, o aumento dos serviços digitais e a maior utilização de dados durante a pandemia apontaram a grande necessidade de uma infra-estrutura informática forte. Houve um aumento acentuado no investimento de longo prazo em IA, computação em nuvem e expansão de data centers, que é onde os chips de IA fotônica apresentam melhor desempenho. Portanto, após a pandemia, tanto as empresas como os governos perceberam o valor da fotónica, o que ajudou a reavivar o interesse e o financiamento para a área. A pandemia levou as empresas a utilizar mais ferramentas digitais, o que tornou os chips de IA fotónica mais essenciais para a computação avançada.

ÚLTIMAS TENDÊNCIAS

Mudança para óptica co-embalada (CPO) para impulsionar o crescimento do mercado

Uma coisa notável que acontece no mercado de chips fotônicos de IA é que as principais empresas de semicondutores estão agora usando óptica co-packaged (CPO) para aumentar a eficiência dos sistemas de IA. Em maio de 2025, a AMD adquiriu a Enosemi do Vale do Silício, especializada em circuitos integrados fotônicos, para aumentar seu portfólio de CPO. O CPO utiliza a união direta de peças ópticas e chips eletrônicos para transferência de dados que é mais rápida e consome menos energia que o método tradicional de cobre. Ao fazer isso, a AMD se coloca em uma situação melhor para combater a Nvidia, que usa fotônica em sistemas de IA.

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SEGMENTAÇÃO DE MERCADO DE CHIP DE IA FOTÔNICA

Por tipo

Com base no tipo, o mercado global pode ser categorizado em Chip Eletrônico (FPGA ou ASIC) e Chip Acelerador de Coprocessamento Fotônico

• ICs eletrônicos, especificamente FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) ou ASICs (Application-Specific Integrated Circuits): Field-Programmable Gate Arrays ou FPGAs, são chips ajustáveis ​​que podem ser programados após serem fabricados, o que é bom para prototipagem e execução de tarefas específicas de IA. Na inferência de IA, os circuitos integrados de aplicação específica (ASICs) são otimizados para funções específicas e fornecem grande eficiência. Ambos usam sinais elétricos para processar informações e são comuns em hardware de computador tradicional.
• Chip acelerador de coprocessamento fotônico (PCA): para fazer transferência de dados e computação, esses chips dependem de luz (fótons), então as atividades são mais eficientes e a energia é economizada. Eles adicionam velocidade extra às cargas de trabalho de IA realizadas por redes neurais, permitindo que as operações de multiplicação de matrizes sejam rápidas. Em locais que exigem processamento de alta velocidade, como data centers e modelos de IA de treinamento, os aceleradores fotônicos são muito úteis.

Por aplicativo

Com base na aplicação, o mercado global pode ser categorizado em Inteligência Artificial, Autocondução, Computação Quântica e Outros

• Inteligência Artificial: O trabalho de aprendizagem profunda é facilitado e rápido pelos processos matriciais de alta velocidade em chips de IA fotônicos com menos consumo de energia. Eles tornam o treinamento e a inferência de IA mais eficientes, principalmente quando há muitos dados envolvidos. É por isso que são perfeitos para serviços de IA executados na nuvem e para análises em tempo real.
• Dirigir sozinho: nesses carros, as informações de vários sensores (LIDAR, radar, câmeras) são rapidamente processadas a bordo por chips fotônicos avançados. Cálculos paralelos que eles podem manipular apoiam decisões imediatas relacionadas à navegação e segurança. Como os veículos elétricos consomem pouca energia, a fotônica é uma boa opção para sistemas de IA dentro deles.
• Computação Quântica: As tecnologias fotônicas atuam tanto como processadores quanto como links entre as partes em sistemas de computação quântica. Eles permitem que bits quânticos (qubits) se comuniquem com componentes de IA de maneira mais rápida e silenciosa. Os erros na computação quântica são reduzidos e os cálculos híbridos quânticos clássicos melhoram com o uso de chips de IA fotônica.

DINÂMICA DE MERCADO

Fatores determinantes

Demanda por processamento de alta velocidade e baixa latência para impulsionar o mercado

Um fator no crescimento do mercado de chips de IA fotônicos é a demanda por processamento de alta velocidade e baixa latência. Existe uma grande demanda por processamento de dados em velocidade máxima e com muito pouco atraso. A IA avançada utiliza, por exemplo, análise instantânea de vídeo, processamento de linguagem natural ou grande aprendizagem profunda, que exigem muito processamento e trabalho rápido. Com chips de IA fotônicos, a luz, em vez de cargas elétricas, é usada para fazer com que os dados se movam e sejam processados ​​tão rapidamente quanto a própria luz. Ele diminui o tempo de atraso e aumenta a velocidade de processamento do computador quando comparado aos chips eletrônicos padrão.

Eficiência Energética e Gestão Térmica para Expandir o Mercado

Quando os modelos de IA se tornam maiores, fica mais difícil para os data centers e dispositivos de borda controlar a energia e o aquecimento. O calor produzido pelos fótons é muito baixo, o que ajuda os chips fotônicos a serem muito mais eficientes em termos de energia do que os chips normais. Como resultado, estes são valiosos para a computação sustentável, principalmente em locais como dispositivos móveis de IA, sistemas autónomos e grandes centros de dados.

Fator de restrição

Alta complexidade e custo de fabricação para impedir potencialmente o crescimento do mercado

A fabricação de chips de IA fotônicos requer métodos de fabricação distintos dos métodos usuais usados ​​na fabricação de semicondutores. Criar dispositivos fotônicos e eletrônicos em um único chip fotônico de silício é muito difícil e acarreta custos elevados. O pouco apoio das fundições e poucos projetos de grande escala fazem com que os custos de prototipagem e produção sejam altos para startups e pequenas empresas.

A crescente demanda por computação ultrarrápida e com baixo consumo de energia em IA para criar oportunidades para o produto no mercado

Oportunidade

Como a computação ultrarrápida e com economia de energia é necessária na IA, na computação quântica e nos data centers, os chips fotônicos de IA têm uma grande oportunidade de crescimento. Como a Lei de Moore está desacelerando, a fotônica oferece uma maneira de melhorar ainda mais o desempenho. Quando os chips fotônicos se combinam com embalagens 3D e ópticas co-embaladas, eles podem se tornar mais comuns. Por causa disso, Edge AI, cidades inteligentes e o desenvolvimento de novas plataformas de computação podem progredir rapidamente.

 

Alcançar uma integração perfeita pode ser um desafio potencial para os consumidores

Desafio

Ainda é difícil vincular totalmente os chips fotônicos aos designs típicos de dispositivos eletrônicos. Maneiras energeticamente eficientes de transformar sinais ópticos em elétricos e interconexões fotônicas confiáveis ​​ainda estão sendo estudadas. Problemas com eficiência em alto rendimento e custo também são fatores que prejudicam a indústria. A padronização do ecossistema é necessária para que outras empresas adotem rapidamente novas tecnologias.

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INSIGHTS REGIONAIS DO MERCADO DE CHIP DE IA FOTÔNICA

• América do Norte (EUA OBRIGATÓRIO)

A América do Norte é a região que mais cresce neste mercado. O mercado de chips fotônicos de IA dos Estados Unidos tem crescido exponencialmente devido a vários motivos. Devido aos grandes investimentos da Intel, AMD e IBM, a América do Norte, especialmente os EUA, está no topo do desenvolvimento de chips de IA fotónica. Os esforços governamentais, como a Iniciativa Nacional de Fotônica, auxiliam no desenvolvimento científico e empresarial. Universidades bem conhecidas (por exemplo, MIT e Stanford) desempenham um papel na definição do desenvolvimento de sistemas combinados de fotônica de silício e IA. As principais tecnologias para a Ásia são centros de dados, carros autónomos e fins de defesa.

• Europa

Programas como o Horizonte Europa e os centros regionais de fotónica estão a ajudar a Europa a desenvolver a fotónica. A investigação sobre fotónica integrada e computação quântica é realizada principalmente pela Alemanha, França e Países Baixos. Trabalhando em conjunto, o meio académico, as startups e os intervenientes industriais estão a aumentar a inovação. Exemplos das áreas em que se concentram são IA em telecomunicações, IA para proteção automotiva e ambiental em computação.

• Ásia

A Ásia, particularmente as áreas da China, Japão e Coreia do Sul, tem vindo a aumentar os seus poderes de chips de IA fotónica através do apoio governamental e da cooperação com grandes empresas tecnológicas. O desenvolvimento do "Made in China 2025" e os programas quânticos do Japão estão a encorajar mais investigação e desenvolvimento. A Huawei e a NTT estão pesquisando a fotônica de silício para ajudar a impulsionar a IA e a tecnologia 6G. A fabricação e a inovação de hardware fotônico estão se tornando partes maiores do que a região oferece.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

Principais players da indústria moldando o mercado por meio da inovação e expansão do mercado

Os principais participantes da indústria estão moldando o mercado de chips de IA fotônicos por meio de inovação estratégica e expansão do mercado. Essas empresas estão introduzindo técnicas e processos avançados para melhorar a qualidade e o desempenho de suas ofertas. Eles também estão expandindo suas linhas de produtos para incluir variações especializadas, atendendo às diversas preferências dos clientes. Além disso, estão a aproveitar plataformas digitais para aumentar o alcance do mercado e melhorar a eficiência da distribuição. Ao investir em pesquisa e desenvolvimento, otimizar as operações da cadeia de suprimentos e explorar novos mercados regionais, esses players estão impulsionando o crescimento e definindo tendências no mercado de chips de IA fotônicos.

Lista das principais empresas de chips de IA fotônica

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

DESENVOLVIMENTO DA INDÚSTRIA CHAVE

Março de 2024: O chip PhotonX AI Accelerator melhora muito os processos de inferência de aprendizado profundo, usando apenas uma pequena quantidade de energia. A fotônica de silício está vinculada a poderosos chips de IA para fornecer alta largura de banda e baixa latência em data centers e equipamentos de IA de ponta. A LightLogic Technologies pretende comercializar este produto como uma escolha escalonável para tarefas de IA de próxima geração, principalmente para campos autônomos e de nuvem. O lançamento sinaliza o aumento do interesse e das perspectivas comerciais da IA ​​fotônica entre 2022 e 2025, que está sendo impulsionado pelo progresso em ambos os campos.

COBERTURA DO RELATÓRIO

O estudo oferece uma análise SWOT detalhada e fornece insights valiosos sobre desenvolvimentos futuros no mercado. Explora vários fatores que impulsionam o crescimento do mercado, examinando uma ampla gama de segmentos de mercado e aplicações potenciais que podem moldar a sua trajetória nos próximos anos. A análise considera tanto as tendências atuais como os marcos históricos para fornecer uma compreensão abrangente da dinâmica do mercado, destacando áreas potenciais de crescimento.

O mercado de chips de IA fotônicos está preparado para um crescimento significativo, impulsionado pela evolução das preferências dos consumidores, pelo aumento da demanda em diversas aplicações e pela inovação contínua nas ofertas de produtos. Embora possam surgir desafios como a disponibilidade limitada de matérias-primas e custos mais elevados, a expansão do mercado é apoiada pelo interesse crescente em soluções especializadas e melhorias de qualidade. Os principais intervenientes da indústria estão a avançar através de avanços tecnológicos e expansões estratégicas, melhorando tanto a oferta como o alcance do mercado. À medida que a dinâmica do mercado muda e a procura por diversas opções aumenta, espera-se que o mercado de chips de IA fotónica prospere, com a inovação contínua e a adoção mais ampla alimentando a sua trajetória futura.