根据市场分析，光子集成电路市场呈现出显著的增长趋势，2024年光子集成电路市场规模为151.1亿美元，预计到2029年将达到383.5亿美元，在预测期内（2024-2029年）年复合增长率为20.47%。
根据ID TechEx报告显示，PIC（光子集成电路）市场年复合增长率将受到量子、5G、激光雷达、传感器（如生物传感器和气体传感器）和AI数据通信应用的推动将增长至8%。光子集成电路速度快，可适应更高的宽带，并且具有高能效，这些特性解决了传统IC的一些基本缺陷。受人工智能和数据通信收发器需求激增的推动，硅光子学和PIC市场正在经历强劲增长。英特尔、Coherent和Infinera等行业主要参与者纷纷入局，在其收发器中积极采用PIC技术，以满足市场对高速、高效数据传输的需求。
未来的PIC材料是什么？
未来的PIC材料种类繁多，目前市场上大多数使用硅和二氧化基PIC进行光传播。薄膜铌酸锂（TFLN）和钛酸钡（BTO）等新兴材料因其独特的性能，如低材料损耗等在量子系统及高性能收发器等应用中展现出巨大的潜力。单晶磷化铟（InP）因其具有探测和发射光的能力，在未来光子集成电路中仍然是主要的应用材料。
图：光子集成电路显著发展
人工智能对硅光子学和PIC的需求
人工智能和机器学习应用的复杂性不断增加，导致计算单元之间需要更高的数据传输速度和带宽。硅光子学技术因其能够实现低功耗下的高速数据传输而成为满足这一需求的关键技术。PIC作为一种集成电路，虽然其传统应用更侧重于控制和外围设备的接口，但在人工智能系统的整体架构中，其作为数据传输的接口部分，也需要满足更高的数据传输要求。根据ID TechEx的研究，英伟达最新的Blackwell每个CPU大约需要两个800G收发器，高效、高带宽通信的需求对AI来说变得越来越重要，这使得硅光子学和 PIC 成为 AI 驱动未来的重要组成部分。PIC 收发器发展的最大驱动力是 AI，因为更高性能的 AI 加速器将需要更高性能的收发器，预计到 2026 年将出现 3.2Tbps 收发器。
未来的应用有哪些？
随着人工智能技术的不断发展和普及，越来越多的新型应用场景涌现出来，如自动驾驶、智能医疗等。这些应用对硅光子学和PIC提出了新的挑战和需求。
例如，自动驾驶系统需要实时处理大量的图像和视频数据，对数据传输速度和带宽有着极高的要求；智能医疗系统则需要保证数据传输的准确性和可靠性，以保障患者的安全。
受人工智能和数据通信收发器需求激增的推动，硅光子学和 PIC 市场正在经历强劲增长。英特尔/捷普、Coherent 和 Infinera 等行业主要参与者正在积极在其收发器中使用 PIC。中国收发器公司旭创科技在 2023 年底的最新收发器中达到了 1.6Tbps 的传输速度，预计将于 2024 年开始为数据中心应用出货。拥有自己的 InP 晶圆厂设施的 Coherent 也在为 1.6T+ 应用开发更高性能的收发器。根据 IDTechEx 的分析，英特尔硅光子学可能会被制造公司捷普收购，该公司在 2023 年销售了约 170 万台 PIC，并将继续开发数据通信和电信收发器。IDTechEx 预测，PIC 技术将继续主导高性能收发器市场，进一步巩固其作为现代技术领域关键组成部分的地位。
