光子学市场规模和份额

光子学市场分析

2025 年光子学市场价值为 1.75 万亿美元，预计到 2030 年将以 6.43% 的复合年增长率增至 2.39 万亿美元。扩张取决于数据中心内高速光链路部署的不断增加、LiDAR 在车辆中的渗透率不断提高以及对节能 LED 照明的持续需求。印度的 PLI 计划和欧盟芯片法案等区域供应链计划正在加速新晶圆厂的建设，而硅光子初创企业的企业融资则表明了人们对芯片间光学互连的信心。汽车原始设备制造商正在将 LiDAR 标准化为 ADAS 的主要产品，从而刺激产量增长和成本下降。与此同时，GaN 和 micro-LED 产能的增加凸显了向可降低消费和工业设备功耗预算的材料和器件的转变。

全球光子学市场趋势和见解

数据中心互连的激增刺激了硅光子收发器需求

人工智能工作负载正在重组超大规模数据中心，推动流量密度超出铜缆的限制。硅光子收发器现在提供超过 1.6 Tbps 的数据速率，减少了每比特的能耗，同时延长了服务器机架内的覆盖范围。将光子层和电子层共同封装在 300 毫米晶圆上的代工平台可实现高光纤数量和更低的耦合损耗，从而简化了分解架构的采用。每轮超过 1.5 亿美元的多轮风险投资凸显了投资者对这条道路的信心。^{[1]蔡司集团，“蔡司报告 2023 财年收入增长 15%，” optica-opn.org} 随着运营商升级到光学结构，他们也刺激了调制器的批量生产，博士驱动器和集成激光器，加强光子市场增长循环。

中国汽车原始设备制造商采用基于 LiDAR 的 ADAS

LiDAR 在中等价格车辆中的快速集成正在重新定义 ADAS 成本曲线。截至 2024 年 12 月，一家中国领先供应商每月出货量超过 10 万台，占据全球 33% 的份额。^{[2]禾赛科技，“禾赛引领中国首个汽车激光雷达国家标准制定”， hesaitech.com}与国内整车厂的合作将激光雷达的覆盖范围从高端SUV扩大到C级轿车，引发零部件标准化，从而缩短了认证周期。政府支持的安全标准正在加快上市时间，创造了其他地区开始效仿的模板。

欧盟绿色协议对 micro-LED 和 GaN 光子工厂的激励措施

欧洲将可持续发展目标纳入了减少能源使用的下一代设备工厂。公共资金支持 200 毫米 GaN 和 SiC 试验线，而 micro-LED 示范工厂则扩大大面积显示器的像素密度^。赠款、低息贷款和简化许可的激励组合加快了建设进度。设备供应商受益于可预测的工具需求，进一步巩固了该地区的光子学市场。

印度的 PLI 计划促进了国内光子学集群

新的财政激励措施覆盖了化合物半导体设施资本支出的高达 50%。主力项目包括到 2025 年中期建成每天可生产 4800 万颗芯片的组装和测试基地。该政策将制造、研发和培训捆绑在一起，以创建端到端生态系统，提高本地采购并降低进口风险。与台湾和美国公司的国际联盟旨在锁定设计套件的使用权，为印度提供立足点LD 在先进光子学生产中的应用。

化合物半导体晶圆瓶颈制约增长

InP 和 GaN 衬底的供应滞后于数据中心激光器和射频功率器件的需求。少数铸造厂控制着 150 毫米以下的供应，从而增加了发生地震或设备故障时的中断风险。虽然新的 CHIPS 法案资金支持德克萨斯州的产能扩张，OLS和工艺认证将交付周期延长至2027年，减缓了光子学市场的发展势头。

热管理限制阻碍了高功率激光器的开发

10 kW以上的连续波二极管激光器仍然面临结温上限，这会缩短模块寿命。最近，氮化镓层与人造金刚石的结合实现了创纪录的低热阻，但晶圆级的可重复性仍然难以捉摸。因此，工业用户保留了增加复杂性和成本的混合架构，从而减缓了重型切割和防御平台的采用。

细分市场分析

按产品：硅光子收发器重新定义连接

硅光子收发器保持适度的基线，但预计将以 8.1% 的复合年增长率扩展，这是设备中最高的类。它们支撑着每秒必须传输 PB 级数据的服务器、存储和加速器结构。联合包装的早期销量增长老化的光学器件降低了每千兆比特的美元指标，扩大了采用窗口。随着代工路线图同步电子和光子层厚度，设计库不断增长，原型制作时间缩短，从而提高了光子市场对云运营商的吸引力。

LED 占 2024 年光子市场份额的 32%，在照明和背光领域占据主导地位。新兴的 micro-LED 面板可为电视、可穿戴设备和汽车仪表组带来更高的亮度和更长的使用寿命。激光二极管渗透到金属切割和增材制造领域，而光学传感器则标志着环境监测和智能农业日益增长的需求。这些类别的广度使光子市场保持多元化，缓冲任何单一应用组的周期性波动。

按材料：GaN 颠覆传统硅主导地位

受益于成熟的设备组和低成本的 8 英寸晶圆，硅在 2024 年仍占光子市场规模的 40.3%。然而，GaN 器件recast 的复合年增长率为 9.3%，在提高频率和电压下实现更高的效率，这是 5G 无线电和电动汽车动力系统的关键。欧洲的 200 毫米 GaN 试验线补贴和美国联邦拨款 950 万美元用于工艺开发，鼓励了生态系统的发展。

玻璃、二氧化硅和聚合物平台扩展了光纤网络并实现了灵活的成像阵列。 InP 增益部分与硅波导的异质集成可产生适合共同封装光学器件的低成本激光阵列。研究人员利用低损耗 SiN 层来扩大光谱覆盖范围，而聚合物则在生物传感一次性用品中获得了广泛应用。这种材料的多样性确保了光子学市场保持创新驱动，而不是局限于单一基板。

细分市场领导者追求规模化或专业化战略。 LED 制造商将外延和封装生产线放在同一地点，以缩短物流时间，而收发器初创企业则授权工艺设计套件来利用成熟的代工厂。钴公司并购，例如 7.285 亿美元的模块制造商收购，反映了对交钥匙光连接产品组合的需求。组件制造商的路线图越来越多地列出电子和光学的协同优化，强调融合设计堆栈如何推动光子市场向前发展。

供应动态因基板而异。硅晶圆依赖于丰富的供应链，而半绝缘氮化镓衬底则依赖于较少的合格供应商，从而放大了交货时间的波动性。平台融合成为一种对冲：集成器件制造商将 GaN 芯片粘合在硅载体上，或将 GaN 沉积在 QST1 模板上，以从现有工具集中受益。这些混合堆栈降低了每瓦光学输出的资本支出，增强了光子市场的弹性。

按波长：红外应用推动创新

可见光范围设备到 2024 年将保持 50.2% 的份额，主要集中在显示器背光和普通照明领域。然而，红外模块的复合增长率为 10.4%到 2030 年，电信、机器视觉和医学成像需要超过 900 nm 的低噪声检测。胶体量子点的进步扩大了红外范围并降低了冷却需求，从而拓宽了用例。

光子学市场参与者使产品组合多样化，涵盖紫外线消毒、红外光谱和宽带超连续谱源。 UV-C LED 现已达到 255 nm 峰值输出，电光转换效率不断提高，刺激了水处理项目。与此同时，宽带可调谐激光器为制药公司提供了近红外和中红外分子指纹识别的单一平台。这种波长灵活性为不同工业周期的收入增长增加了空间。

供应链也会根据波长变化进行调整。红外探测器制造商将组装与真空包装放在同一地点以保证产量，而可见光 LED 生产商则投资微转移印刷以提高分辨率。这种不同的资本支出状况会影响定价轨迹。公司掌握跨多个光谱区域成本优化生产的企业可以获得交叉销售协同效应，从而巩固其在光子学市场中的地位。

按最终用户行业：汽车 LiDAR 加速增长

在相机、投影仪和生物识别传感器的推动下，消费电子产品到 2024 年将占据最大的最终用户份额，达到 28.4%。与此同时，随着 LiDAR 成为 ADAS 的主流，汽车领域的复合年增长率有望达到 11.4%。现有传感器制造商的大批量生产降低了单价，并促使 OEM 做出涵盖多个车辆级别的承诺。光学接口和功能安全规则的主动标准化进一步缩短了认证周期，巩固了移动领域的光子市场机会。

航空航天和国防机构在低 SWaP-C² 平台上采用光子传感器，工业 OEM 将高功率激光器集成到混合增减机中。医院部署紧凑型光谱探头Vivo 诊断，而电信运营商则过渡到 400ZR 城域链路的相干可插拔设备。这些应用的共同需求是降低功耗和提高数据密度，而光子学市场在结构上正是为了满足这一需求。

多元化战略比比皆是。汽车供应商共同开发 ASIC，使光电探测器时序与 SoC 感知堆栈保持一致。消费设备品牌与 micro-LED 代工厂合作，确保下一代可穿戴显示器的安全。在医疗保健领域，一次性光纤探头加速了实时组织分析的采用。这些跨部门行动集中学习曲线并推动成本降低，从而渗透到邻近领域，从而增强光子市场的长期活力。

地理分析

在中国、台湾、日本和韩国半导体集群的推动下，亚太地区在 2024 年以 45.7% 的收入份额引领光子市场。中国'作为国内激光雷达冠军，其全球销量份额为 33%，2024 年出货量超过 150 万台，凸显了本地产能的规模化。台湾的晶圆代工生态系统开创了集成光子电子平台的先河，即使在 2025 年 2 月地震中断晶圆厂产出之后，也能确保关键 IP 保持在区域边界内。日本玻璃和精密光学公司供应特种基板，而韩国显示器制造商则扩大 microLED 试验线。

北美在研发支出中保持较高比例。 2025 年 2 月，一家光学互连初创公司获得了 1.75 亿美元的风险投资，凸显了投资者对降低数据中心能耗的硬件的兴趣。 《CHIPS 法案》下的联邦激励措施将资金引导至 InP 和 SiPh 试验线，扩大了国防专用光子学之外的国内选择。欧洲利用《绿色协议》和《欧洲芯片法案》，到 2030 年将制造份额翻一番，在欧洲建造一座耗资 20 亿欧元的 SiC 和 GaN 巨型工厂意大利是旗舰项目之一。^{[3]STMicroElectronics, “Annual Report 2022,” Investors.st.com}

在光纤主干网部署和太阳能发电场监控需求的推动下，中东和非洲的复合年增长率最快，为 7.2%。南美经济体投资于依赖当地组装的高光谱成像仪的精准农业传感。在所有地区，光刻工具的贸易限制重塑了资本支出时机。供应商采取双源策略来应对，从而保持光子学市场的弹性。

竞争格局

光子学市场具有适度分散的结构，其中前五名参与者占总收入的近 40%。成熟的半导体公司收购利基光子学专家以确保设备知识-如何。一项值得注意的交易于 2024 年 6 月完成，当时一家领先的探测器制造商以 2.47 亿欧元收购了一家光纤激光器供应商，扩大了其垂直堆叠。同样，一家光网络巨头宣布以溢价收购一家相干传输供应商，加强其端到端产品组合。

战略合作倍增。铸造厂、大学和封装厂在光子创新中心内合作，共享工艺设计套件和晶圆穿梭运行。为量子和人工智能工作负载开发可编程光子处理器的公司利用这些中心来验证 300 毫米流。围绕在时域中倾斜光子能量的透明导电氧化物的持续创新，为超快信号处理开辟了新途径。^{[4]赫瑞瓦特大学，“科学家解锁光操纵的新维度，” hw.ac.uk}

启动它在飞秒脉冲医疗系统、生物光子学分析和神经形态光加速器中开辟了空白领域。扩大规模的轨迹取决于能否获得先进的后端生产线，而现有企业有时会提供这些生产线以换取股权。因此，竞争格局将竞争与管理融为一体，这种组合可以保持快速创新并扩大光子学市场基础。