PIC在 AI 数据中心高速通信十分重要，可推动PIC 收发器的需求快速增长，帮助机器学习模型不断扩大。

对 AI 数据中心需求猛增的预期是 IDTechEx 在其最新报告《硅光子和光子集成电路 2025-2035：技术、市场、预测》中预测的关键，即 PIC 市场规模将在 2035 年达到惊人的 540 亿美元。

通过利用 CMOS 芯片制造领域数十亿美元的投资，PIC 可以释放超越摩尔定律的全新处理扩展潜力。然而，PIC 市场仍面临重大挑战，例如材料限制、集成复杂性和成本管理。需要大量需求来抵消设计和制造 PIC 的初始成本，生产交付周期可能需要数月。IDTechEx 的 PIC 新报告完整调研了 PIC 市场，并确定人工智能光子收发器是一个新兴领域，很快将成为 PIC 的最大需求来源。

PIC未来材料是什么？

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硅基 PIC 进行光传播。然而，作为间接带隙半导体，硅不是实用的光源或光电探测器。因此，硅通常与 III-V 材料结合用于光源和光电检测。利用现有的庞大集成电路制造业并普遍利用成熟的节点工艺，硅的市场主导地位将继续保持下去。

然而，薄膜铌酸锂 (TFLN) 具有适中的普克尔斯效应和较低的材料损耗，正成为需要高性能调制的应用（如量子系统或未来潜在的高性能收发器）的有力竞争者。单片磷化铟 (InP) 因其检测和发射光的能力而继续成为主要参与者。钛酸钡 (BTO) 和稀土金属等创新材料也因其在量子计算和其他尖端应用中的潜力而受到关注。

人工智能如何改变对硅光子学和 PIC 的需求？

人工智能 (AI) 的兴起刺激了对高性能收发器前所未有的需求，这些收发器能够支持 AI 加速器和数据中心所需的海量数据速率。硅光子和 PIC处于这场革命的前沿，能够以 1.6Tbps 及更高的速度传输数据。正如英伟达最新的 H200 服务器单元所示，根据 IDTechEx 的研究，每个 GPU 大约需要 2.5 个 800G 收发器，高效、高带宽通信的需求对于 AI 来说变得越来越重要，这使得硅光子和 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？

其他硅光子和 PIC 应用多种多样 - 从高带宽芯片到芯片互连到先进封装和共封装光学器件；这些技术正在为下一代算力铺平道路。

光子引擎和加速器：使用某些光子元件（如马赫-曾德尔干涉仪），并通过电光互连控制这些元件，可以设计和制造高性能处理器和可编程 PIC 器件，实现比单独使用电子加速器更高的性能。

基于 PIC 的传感器：某些 PIC 材料（例如氮化硅）可用于各种不同的传感器，从气体传感器到“人造鼻子”。医疗保健传感器行业还有望利用光学元件微型化到 PIC 器件中的优势，将其应用于即时诊断或可穿戴设备。

基于 PIC 的 FMCW LiDAR 有可能通过无人机和自动驾驶汽车的应用改变汽车和农业行业。

量子系统：投资于离子阱和基于光子的量子计算的公司希望通过 PIC 实现更稳定、可扩展的量子系统。而这一挑战在于实现量子计算所需的光子精确控制。

受人工智能和数据通信收发器需求激增的推动，硅光子和 PIC 市场正在强劲增长。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（Innolight）在 2023 年底的最新收发器中实现了 1.6Tbps 的传输速度。而拥有自己的 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。同时，已将其收发器业务转让给 Jabil 的英特尔硅光子 (Intel Silicon Photonics) 宣布，自 2016 年以来，其已出货超过 800 万片 PIC，这表明该技术已日趋成熟。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。

原文链接：

https://siliconsemiconductor.net/article/121087/Photonic_Integrated_Circuit_market_to_surpass_50B_by_2035