بازار مدارهای مجتمع فوتونیکی به دلیل افزایش تقاضا برای انتقال داده با سرعت بالا و پیشرفتهای فناوریهای مخابراتی، در حال رشد چشمگیری است.
براساس گزارش منتشر شده توسط S&S Insider، ارزش بازار مدارهای مجتمع فوتونیک در سال ۲۰۲۳ به ۱۰.۰۸ میلیارد دلار رسیده و انتظار میرود تا سال ۲۰۳۲ به ۴۵.۰۵ میلیارد دلار برسد و با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) ۱۸.۱۴ درصد رشد کند.این رشد چشمگیر به دلیل افزایش تقاضا برای انتقال داده با سرعت بالا و پیشرفت در فناوریهای ارتباطات مخابراتی رخ داده است. مدارهای مجتمع فوتونیک، که از نور برای انتقال و پردازش دادهها استفاده میکنند، نسبت به مدارهای الکترونیکی سنتی مزایای زیادی از جمله کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد ارائه میدهند. این ویژگیها به تقویت بازار و پذیرش بیشتر این فناوری در صنایع مختلف کمک میکنند.
بررسی مواد بستر: سیلیکون در مقابل آرسنید گالیم
سیلیکون به عنوان ماده بستر غالب در بازار مدارهای مجتمع فوتونیکی ظاهر شده است و در سال 2023 سهم بازار قابل توجهی معادل 56.45 درصد را به خود اختصاص داده است. مدارهای مجتمع فوتونیکی سیلیکونی از نقاط قوت الکترونیک مبتنی بر سیلیکون بهره میبرند و در عین حال قابلیتهای فوتونیکی را یکپارچه میکنند و امکان انتقال و پردازش داده با سرعت بالا را فراهم میکنند. این مدارها به طور گسترده در مخابرات، مراکز داده و ارتباطات نوری استفاده میشوند و امکان مدیریت کارآمد حجم بالای داده با سرعت بالا را فراهم میکنند.
از سوی دیگر، آرسنید گالیم (GaAs) با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) 18.61 درصد در دوره پیشبینی 2024-2032، رشد سریعی را تجربه میکند. PICهای GaAs زمان پاسخ سریعتری نسبت به سیلیکون ارائه میدهند و آنها را برای کاربردهایی که به انتقال داده با سرعت بالا نیاز دارند، ایدهآل میسازد. با توجه به اینکه صنایع به دنبال راهکارهای سریعتر و کارآمدتر هستند، فناوری GaAs قرار است سهم بیشتری از بازار را به خود اختصاص دهد.
تحلیل نوع ادغام: ترکیبی(Hybrid Integration) در مقابل یکپارچه(Monolithic Integration)
در مدارهای مجتمع فوتونیک (PIC)، تفاوت اصلی بین دو نوع ادغام ترکیبی و ادغام یکپارچه در نحوه ترکیب اجزا و فناوریهای ساخت آنهاست:
- ادغام ترکیبی (Hybrid Integration):
- در این نوع، اجزا و مواد مختلف از جمله لیزرها، آشکارسازها، و تقویتکنندهها، که هرکدام بهینه شده برای کارکرد خاص خود هستند، بهصورت جداگانه ساخته و سپس بر روی یک بستر مشترک (معمولاً سیلیکون) مونتاژ میشوند.
- این روش امکان ترکیب بهترین ویژگیهای هر ماده را فراهم میکند؛ برای مثال، استفاده از لیزرهای ساختهشده از ایندیم فسفید (InP) برای کارایی بهتر در کنار فوتونیک سیلیکونی.
- ادغام ترکیبی انعطافپذیری بیشتری دارد و امکان ساخت دستگاههای پیچیدهتر با کارایی بالا را فراهم میکند، اما ساخت و مونتاژ آنها معمولاً پرهزینهتر و پیچیدهتر است.
- ادغام یکپارچه (Monolithic Integration):
- در این نوع، تمام اجزا بهطور کامل روی یک بستر و از یک ماده واحد ساخته میشوند، به طوری که فرآیند ساخت به شکل یکپارچه و بدون نیاز به مونتاژ خارجی انجام میشود.
- این روش هزینههای تولید را کاهش داده و پایداری و استحکام بیشتری به مدار میبخشد، زیرا همه اجزا روی یک تراشه واحد قرار دارند.
- محدودیت این نوع ادغام این است که به دلیل استفاده از یک ماده مشترک، انعطاف کمتری در انتخاب مواد مختلف وجود دارد، و ممکن است برخی اجزا بهینهترین عملکرد را نداشته باشند.
به طور کلی، ادغام ترکیبی مناسب برای دستگاههایی است که نیاز به کارایی بالا دارند و استفاده از مواد مختلف ضروری است، در حالی که ادغام یکپارچه برای مواردی که هزینه و استحکام اهمیت بیشتری دارد، گزینهای بهینهتر است.
در خبر منتشر شده نیز ذکر شده است که PIC ترکیبی در سال 2023 با سهم بازار 53.55 درصد، بازار را رهبری کرده است. این نوع ادغام اجزای الکترونیکی و فوتونیکی را روی یک تراشه واحد ترکیب میکند و ارتباط یکپارچه بین لیزرها، آشکارسازها، مدولاتورها و موجبرها را تسهیل میکند. بهبود اتصال، به افزایش کارایی و پردازش داده با سرعت بالا کمک میکند و بر تسلط آن در بازار تأثیر میگذارد.
در مقابل، پیشبینی میشود که PICهای یکپارچه با نرخ رشد سالانه مرکب (CAGR) 18.46 درصد در طول دوره 2024-2032، با سرعت بیشتری رشد کنند. این مدارها برای تولید، تشخیص، دستکاری یا پردازش نور طراحی شدهاند و در واقع مشابه عملکرد میکروچیپهای الکترونیکی در الکترونیک هستند. با توجه به اینکه صنایع به دنبال سادهسازی فرآیندهای خود و بهبود قابلیتها هستند، تقاضا برای فناوری ادغام یکپارچه به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت.
رشد در مناطق جغرافیایی: آمریکای شمالی و آسیا-اقیانوسیه
آمریکای شمالی: منطقه غالب
در سال 2023، آمریکای شمالی به عنوان منطقه پیشرو در بازار مدارهای مجتمع فوتونیکی ظاهر شد که عمدتاً به دلیل حضور شرکتهای بزرگ فناوری مانند فیسبوک، گوگل و مایکروسافت است که به شدت به پردازش داده کارآمد برای مراکز داده گسترده خود متکی هستند. این شرکتها تقاضا برای فناوریهای فوتونیکی پیشرفته را برای تسهیل انتقال و پردازش داده با سرعت بالا افزایش میدهند. علاوه بر این، سرمایهگذاریهای مداوم در تحقیق و توسعه در زمینه فوتونیک و فناوریهای نیمهرسانا، رشد بازار در این منطقه را تقویت میکند. ادغام فوتونیک با فناوریهای نوظهور مانند رایانش کوانتومی و هوش مصنوعی نیز انتظار میرود چشمانداز بازار را در آمریکای شمالی بهبود بخشد.
آسیا و اقیانوسیه: منطقه با سریعترین رشد
پیشبینی میشود که منطقه آسیا و اقیانوسیه بالاترین نرخ رشد را در بازار مدارهای مجتمع فوتونیکی تجربه کند که این امر به دلیل صنعتیسازی سریع، افزایش سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه و تقاضای رو به رشد برای فناوریهای ارتباطی پیشرفته است. کشورهایی مانند چین و ژاپن در خط مقدم قرار دارند و به شدت در فوتونیک سرمایهگذاری میکنند تا زیرساختهای مخابراتی خود را بهبود بخشند و کارایی مراکز داده را افزایش دهند. علاوه بر این، شرکتهای محلی به طور فزایندهای فناوریهای فوتونیکی را برای کاربردهایی در الکترونیک مصرفی، مراقبتهای بهداشتی و دیگر کاربردهای مهم را اتخاذ میکنند.
این خبر نشان میدهد که بازار مدارهای مجتمع فوتونیکی (PIC) به سرعت در حال رشد است و ظرفیتهای قابل توجهی برای آینده فناوریهای ارتباطی و پردازشی دارد. با توجه به مزایای مدارهای فوتونیکی مانند سرعت بالای انتقال داده، مصرف پایین انرژی، و عملکرد بهتر در مقایسه با مدارهای الکترونیکی سنتی، کشورهای پیشرو در حال سرمایهگذاری در توسعه این فناوری برای کاربردهایی از جمله مراکز داده، ارتباطات 5G و پردازش کوانتومی هستند.
لینک خبر: