2026 年至 2035 年按应用（人工智能、自动驾驶、量子计算等）分类的光子 AI 芯片市场规模、份额、增长和行业分析（电子芯片（FPGA 或 ASIC）、光子协同处理加速器芯片）预测

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光子AI芯片市场概览

预计2026年全球光子AI芯片市场价值约为31.4亿美元。预计到 2035 年，该市场将达到 200 亿美元，2026 年至 2035 年复合年增长率为 4.4%。由于领先的初创公司和芯片研究，北美占据主导地位，占据 35-40% 的份额；欧洲和亚太地区合计占据光子制造和试点工厂规模的 50-55% 左右。

由于对快速、节能计算技术的需求不断增长，半导体领域的光子人工智能芯片市场正在快速增长。人工智能中的光子芯片代替电池和电流，使用光（光子）处理信息，从而使它们能够更高效、更快地执行。它在人工智能、数据中心和高性能计算中最为重要，因为它具有高数据速度和低能耗。知名企业和研究团体正在光子集成方面投入大量资金，以解决电子芯片的局限性，满足人工智能和大数据分析日益增长的计算需求。

更多的硅光子发明、人们对云计算系统日益浓厚的兴趣以及网络边界对节省能源的人工智能处理器的需求，有利于市场发展。当人工智能模型变得复杂时，光子芯片使公司能够更快地进行训练和推理。北美、欧洲和亚太等重要地区的芯片制造商、人工智能公司和政府之间的大量投资和合作正在加速创新并将新产品推向市场。尽管面临构建复杂的光子学并将其连接到其他系统等困难，光子人工智能芯片市场已准备好快速增长，并可能在未来几年重塑人工智能硬件。

全球危机影响光子人工智能芯片市场

COVID-19 的影响

由于 COVID-19 大流行期间数字服务的兴起，光子 AI 芯片行业产生了积极影响

COVID-19 大流行对光子 AI 芯片市场产生了复杂的影响。疫情初期，全球供应链困难、工厂关闭和研发工作延迟减缓了光子器件的制造和开发。许多公司遇到了后勤问题，他们的实验性和高风险投资（例如光子人工智能芯片）被削减。因此，原型测试、部署时机以及跨这些行业建立合作伙伴关系都面临暂时的困难。

另一方面，远程工作、数字服务的兴起以及疫情期间更多的数据使用表明对强大计算基础设施的巨大需求。对人工智能、云计算和扩展数据中心的长期投资急剧增加，这是光子人工智能芯片表现最好的领域。因此，在大流行之后，企业和政府都意识到了光子学的价值，这有助于恢复对该领域的兴趣和资金。这场大流行促使企业使用更多的数字工具，这使得光子人工智能芯片对于先进计算变得更加重要。

最新趋势

转向共封装光学 (CPO) 以推动市场增长

光子 AI 芯片市场发生的一件值得注意的事情是，主要半导体公司现在正在使用共封装光学 (CPO) 来提高 AI 系统的效率。 2025 年 5 月，AMD 从硅谷收购了专门从事光子集成电路的 Enosemi，以扩大其 CPO 产品组合。 CPO使用光学部件和电子芯片的直接结合来进行数据传输，与传统的铜方法相比，速度更快且功耗更低。通过这样做，AMD 可以在与在人工智能系统中使用光子学的 Nvidia 的竞争中处于更有利的地位。

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光子AI芯片市场细分

按类型

根据类型，全球市场可分为电子芯片（FPGA或ASIC）和光子协处理加速器芯片

• 电子 IC，特别是 FPGA（现场可编程门阵列）或 ASIC（专用集成电路）:现场可编程门阵列或 FPGA 是可调节芯片，在制造后可以进行编程，有利于原型设计和执行特定的人工智能任务。在人工智能推理中，专用集成电路（ASIC）针对特定功能进行了优化并提供了强大的效率。两者都使用电信号来处理信息，并且在传统计算机硬件中很常见。
• 光子协同处理加速器 (PCA) 芯片:这些芯片依靠光（光子）进行数据传输和计算，因此活动效率更高，并且节省电力。它们为神经网络完成的人工智能工作负载增加了额外的速度，使矩阵乘法运算变得快速。在数据中心和训练人工智能模型等需要高速处理的地方，光子加速器非常有帮助。

按申请

根据应用，全球市场可分为人工智能、自动驾驶、量子计算等

• 人工智能:光子人工智能芯片上的高速矩阵处理使深度学习工作变得更容易、更快，而且功耗更低。它们使人工智能训练和推理更加高效，尤其是在涉及大量数据时。这就是为什么它们非常适合在云中运行的人工智能服务和实时分析。
• 自动驾驶:在这些汽车中，来自许多传感器（激光雷达、雷达、摄像头）的信息可以通过先进的光子芯片在车上快速处理。它们可以处理并行计算，支持与导航和安全相关的即时决策。由于电动汽车耗电量很少，因此光子学非常适合其内部的人工智能系统。
• 量子计算:光子技术既充当量子计算系统中的处理器又充当各部分之间的链接。它们允许量子位（qubit）以更快速、更安静的方式与人工智能组件进行通信。使用光子人工智能芯片可以减少量子计算中的错误，并改善混合量子经典计算。

市场动态

驱动因素

对高速、低延迟处理的需求将推动市场发展

光子人工智能芯片市场增长的一个因素是对高速、低延迟处理的需求。对以最快速度和极低延迟处理数据的要求很高。例如，高级人工智能使用即时视频分析、自然语言处理或大型深度学习，所有这些都需要大量处理和快速工作。借助光子人工智能芯片，使用光而不是电荷来使数据像光一样快速地移动和处理。与标准电子芯片相比，它降低了延迟时间并提高了计算机处理速度。

能源效率和热管理扩大市场

当人工智能模型变得更大时，数据中心和边缘设备控制功率和热量变得更加困难。光子产生的热量非常低，这有助于光子芯片比普通芯片更加节能。因此，这些对于可持续计算非常有价值，主要是在移动人工智能设备、自动驾驶系统和超大型数据中心等地方。

制约因素

高制造复杂性和成本可能会阻碍市场增长

制造光子人工智能芯片需要不同于半导体制造中常用方法的制造方法。在单个硅光子芯片上创建光子和电子器件非常困难，而且成本很高。代工厂的支持很少，而且大型项目也很少，导致初创公司和小公司的原型设计和生产成本很高。

人工智能领域对超快速和节能计算的需求不断增长，为市场上的产品创造机会

机会

由于人工智能、量子计算和数据中心需要超高速和节能的计算，光子人工智能芯片有很大的增长机会。由于摩尔定律正在放缓，光子学提供了一种仍然提高性能的方法。当光子芯片与 3D 封装和共封装光学器件相结合时，它们可能会变得更加普遍。正因为如此，边缘人工智能、智慧城市和新计算平台的开发才能快速进展。

 

实现无缝集成可能是消费者面临的潜在挑战

挑战

将光子芯片与电子设备的典型设计完全联系起来仍然很困难。将光信号转换为电信号的节能方法以及可靠的光子互连仍在研究中。高产量和高成本下的效率问题也是阻碍该行业发展的因素。其他企业需要生态系统标准化才能快速采用新技术。

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光子AI芯片市场区域洞察

• 北美（美国强制）

北美是该市场增长最快的地区。由于多种原因，美国光子AI芯片市场呈指数级增长。由于英特尔、AMD 和 IBM 的大量投资，北美，尤其是美国，在开发光子 AI 芯片方面处于领先地位。国家光子学计划等政府努力有助于科学和商业发展。知名大学（例如麻省理工学院和斯坦福大学）在塑造硅光子学和人工智能组合系统的发展方面发挥着作用。亚洲的关键技术是数据中心、自动驾驶汽车和国防用途。

• 欧洲

地平线欧洲和区域光子学中心等计划正在帮助欧洲建立光子学。集成光子学和量子计算的研究主要由德国、法国和荷兰进行。学术界、初创企业和工业界人士共同努力，不断加强创新。他们关注的领域包括电信领域的人工智能、汽车领域的人工智能和计算领域的环境保护。

• 亚洲

亚洲，特别是中国、日本和韩国地区，通过政府支持以及与大型科技企业的合作，其光子人工智能芯片实力不断增强。 "中国制造2025"和日本量子计划的发展正在鼓励更多的研究和开发。华为和 NTT 都在研究硅光子学，以帮助推动人工智能和 6G 技术的发展。光子硬件制造和创新正在成为该地区产品的重要组成部分。

主要行业参与者

主要行业参与者通过创新和市场扩张塑造市场

主要行业参与者正在通过战略创新和市场扩张塑造光子人工智能芯片市场。这些公司正在引进先进的技术和流程来提高其产品的质量和性能。他们还扩大产品线，包括专门的变体，以满足不同客户的喜好。此外，他们还利用数字平台扩大市场覆盖范围并提高分销效率。通过投资研发、优化供应链运营和探索新的区域市场，这些参与者正在推动光子人工智能芯片市场的增长并引领趋势。

顶级光子 AI 芯片公司名单

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

重点产业发展

2024 年 3 月:PhotonX AI 加速器芯片仅使用少量功耗即可大幅改进深度学习推理过程。硅光子与强大的人工智能芯片相结合，为数据中心和边缘人工智能设备提供高带宽和低延迟。 LightLogic Technologies 打算将该产品作为下一代人工智能任务的可扩展选择进行营销，主要用于云和自治领域。此次发布标志着 2022 年至 2025 年间人们对光子 AI 的兴趣和商业前景不断上升，这两个领域的进步推动了这一趋势。

报告范围

该研究提供了详细的 SWOT 分析，并为市场的未来发展提供了宝贵的见解。它探讨了推动市场增长的各种因素，研究了广泛的细分市场和可能影响未来几年发展轨迹的潜在应用。该分析考虑了当前趋势和历史里程碑，以全面了解市场动态，突出潜在的增长领域。

在消费者偏好不断变化、各种应用需求不断增长以及产品不断创新的推动下，光子人工智能芯片市场有望实现显着增长。尽管可能会出现原材料供应有限和成本上升等挑战，但对专业解决方案和质量改进的兴趣日益浓厚，支持了市场的扩张。主要行业参与者正在通过技术进步和战略扩张来进步，扩大供应和市场范围。随着市场动态的变化和对多样化选择的需求的增加，光子人工智能芯片市场预计将蓬勃发展，不断的创新和更广泛的采用将推动其未来的发展。