La demande exponentielle en bande passante, stimulée par l’intelligence artificielle et les mégadonnées, ouvre la voie à une décennie d’innovation technologique centrée sur la lumière.

Dans un contexte marqué par l’essor sans précédent de l’intelligence artificielle (IA), du cloud computing et de la nécessité de réduire l’empreinte énergétique des infrastructures numériques, la photonique au silicium et les circuits intégrés photoniques (PIC) émergent comme des solutions clés pour soutenir la croissance de l’écosystème numérique mondial.

Selon le rapport « Global Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits Market 2025-2035 » publié par ResearchAndMarkets.com, cette technologie — qui permet de manipuler la lumière directement sur des puces de silicium — sera déterminante non seulement pour les réseaux de données à haute capacité, mais aussi pour de nouveaux domaines tels que la computation quantique, la détection avancée, la médecine ou encore les véhicules autonomes.

Des limites du cuivre à la révolution optique

Face aux limitations physiques des interconnexions en cuivre traditionnelles — telles que l’augmentation de la latence, la consommation d’énergie et les problèmes d’interférences — la photonique au silicium offre des avantages considérables : bande passante accrue, latence réduite, efficacité énergétique et évolutivité.

Cette technologie est déjà adoptée par des géants du secteur. NVIDIA, par exemple, a récemment annoncé l’utilisation de solutions photoniques et d’optique co-emballées (CPO) pour connecter des millions de GPU dans ses nouveaux centres de données dédiés à l’IA, connus sous le nom de “fouilles d’IA”.

De plus, son intégration avec des procédés de fabrication CMOS matures permet de produire ces puces à grande échelle avec des coûts maîtrisés, facilitant ainsi leur adoption massive dans de multiples secteurs.

Applications stratégiques pour les années à venir

Le rapport détaille une large gamme de secteurs où la photonique au silicium occupera une place centrale :

• Centres de données et télécommunications : Transcepteurs optiques, architecture CPO, réseaux Ethernet, et évolution vers les réseaux 5G et 6G.
• Intelligence artificielle et apprentissage machine : Processeurs photoniques, accélérateurs neuronaux, et systèmes programmables nécessitant des connexions ultrarapides entre les nœuds.
• Computing quantique : Puces photoniques pour le traitement des qubits lumineux, communications quantiques et générateurs de photons uniques.
• Détection avancée et santé : Systèmes LiDAR, détection chimique et biologique, diagnostic médical par cohérence optique.
• Biotechnologie et capteurs industriels : Applications dans les domaines agricole, environnemental et de la sécurité industrielle.

Un écosystème industriel en plein essor

Le rapport comprend des profils détaillés de plus de 180 entreprises qui constituent l’écosystème mondial de la photonique au silicium, allant des grandes entreprises technologiques comme Intel, Nvidia, Cisco ou AWS, à des startups spécialisées, ainsi que des centres de recherche comme IMEC ou CEA LETI, et des fournisseurs de matériaux, composants et services d’emballage.

De plus, il examine les plateformes technologiques actuelles (silicium, nitrure de silicium, niobate de lithium, phosphure d’indium) et les défis liés à la production, à l’intégration et à l’emballage de ces dispositifs. Parmi ceux-ci, on trouve la compatibilité avec les fonderies CMOS, la gestion thermique, le contrôle de la consommation et l’évolutivité industrielle.

Perspectives de croissance

Selon le rapport, le marché mondial de la photonique au silicium et des PIC connaîtra une croissance soutenue jusqu’en 2035, propulsé par le développement des infrastructures d’IA, les besoins d’interconnexion à grande échelle, et les exigences en matière d’efficacité énergétique.

Il est prévu que les solutions basées sur CPO et les processeurs photoniques spécialisés soient deux des segments avec le plus grand potentiel de croissance. De plus, une convergence accrue entre les technologies électroniques et photoniques est anticipée, suivant une feuille de route semblable à l’évolution de l’industrie des semiconducteurs.

La photonique au silicium n’est plus une technologie émergente, mais un outil essentiel pour relever les défis du présent et de l’avenir numérique. Son impact ne se limitera pas aux centres de données, mais transformera également des secteurs tels que la santé, l’automobile, la computation avancée et la durabilité industrielle. Une véritable révolution silencieuse… faite de lumière.

Pour plus d’informations : Rapport The Global Silicon Photonics