用于人工智能芯片的光学 I/O 市场规模、份额和行业分析，按产品类型（光学 I/O 小芯片、光学 I/O 引擎、光子中介层平台等）、按应用（计算到计算互连、计算到网络互连、计算到内存互连等）、按最终用户（超大规模云服务提供商、托管和第三方数据中心运营商、企业数据中心、 HPC 和研究机构等）以及区域预测，2026 – 2034 年

2025年，全球AI芯片光学I/O市场规模为9.659亿美元。预计该市场将从2026年的13.301亿美元增长到2034年的188.52亿美元，预测期内复合年增长率为39.3%。北美在AI芯片光学I/O市场占据主导地位，2025年市场份额为51.74%。

AI芯片的光学I/O是指利用光在AI处理器、存储系统、网络交换机和其他计算组件之间移动数据的光学互连解决方案。该市场包括光学 I/O 小芯片、光学 I/O 引擎、光子中介层平台、板级光学模块以及光学基板或桥解决方案。这些产品支持计算到计算、计算到网络、计算到内存、计算到存储和其他高速连接。超大规模云提供商，数据中心主要使用运营商、企业数据中心、HPC和研究机构。该市场专注于更快、更低延迟和更节能的数据移动，以促进全球主要地区不断增长的人工智能计算基础设施。市场增长是由不断扩大的人工智能集群、不断增长的带宽需求、电气互连的限制以及对降低功耗和延迟的不断增长的需求推动的。

Ayar Labs, Inc.、Lightmatter, Inc.、Marvell Technology, Inc. 和英特尔公司是市场上运营的主要公司。

AI 芯片光学 I/O 市场要点

全球市场规模及预测

• 2025 年市场规模：9.659 亿美元
• 2026 年市场规模：13.301 亿美元
• 2034 年预测市场规模：188.520 亿美元
• 复合年增长率：2026-2034 年 39.3%

市场份额

• 北美在 AI 芯片光学 I/O 市场占据主导地位，到 2025 年将占据 51.74% 的份额。
• 到 2025 年，光学 I/O 引擎将占据最大份额，达到 40.6%。
• 到 2025 年，计算到网络互连将占据最大份额，达到 44.4%。

主要区域亮点

北美

北美在超大规模云提供商、人工智能芯片公司、先进数据中心以及对光学技术的大力投资的支持下主导了市场。

亚太地区

在人工智能数据中心快速扩张和半导体制造投资的推动下，亚太地区预计将创下最高复合年增长率。

欧洲

欧洲由于其成熟的数据中心产业、研究网络和不断发展的人工智能基础设施而占有重要的市场份额。

我们。

受人工智能计算、高速网络和光学技术强劲需求的支撑，2025 年市场价值将达到 4.242 亿美元。

日本

受人工智能基础设施、半导体制造和先进封装投资的推动，2025 年该市场价值将达到 3730 万美元。

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AI芯片市场趋势的光I/O

转向共同封装和芯片级光学 I/O 是一个关键的市场趋势

由于人工智能系统需要处理器之间更大的带宽，市场正在转向共同封装和芯片级光学 I/O。光学引擎不再通过长电气路径发送数据，而是放置在更靠近 GPU、XPU 和交换机的位置。这种方法使用硅光子学、共封装光学器件 (CPO) 和光子集成电路来降低功耗、提高带宽密度并支持更大的 AI 集群。公司还在开发可装入先进半导体封装的光学小芯片和光子中介层。随着人工智能系统日益从单个服务器扩展到机架级和多机架架构，芯片级的光学集成变得越来越重要。

• 2026 年 3 月，Lightmatter 展示了其 Passage 共封装光学芯片，每根光纤可提供 1.6 Tbps 的传输速度，带宽密度比现有 NPO 和 CPO 解决方案高出 8 倍。

市场动态

市场驱动因素

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大型人工智能集群不断增长的带宽需求推动市场增长

大型人工智能集群的快速增长增加了对 GPU 和其他人工智能加速器芯片之间更快连接的需求。随着越来越多的处理器协同工作，它们需要以极低的延迟交换大量数据，从而产生了对高速数据传输和改进 GPU 互连的需求。随着系统变得越来越大，传统的电气连接可能面临带宽、距离和电力使用的限制。光纤 I/O 通过高效的光通信系统帮助解决这些问题，该系统可实现低延迟连接，同时降低功耗要求并支持更长的连接距离。这使得光学 I/O 对于超大规模 AI 数据中心变得越来越重要，其中数千个加速器必须高效地协同工作以实现 AI 训练和推理工作负载。预计这将在未来几年推动人工智能芯片市场的光学 I/O 增长。

• NVIDIA 的 NVLink 6 在 Vera Rubin NVL72 系统中支持每个 GPU 3.6 TB/s 的带宽和 260 TB/s 的总机架级带宽。

市场限制

高集成成本和制造复杂性限制了采用

AI芯片的光学I/O需要先进的封装，光子的组件、精确的光纤连接、热控制和复杂的测试。与传统电气链路相比，将这些组件集成到人工智能芯片附近会增加设计和制造成本。公司还需要芯片制造商、代工厂、封装公司和光学元件供应商之间的强有力协调，以实现可靠的生产。大规模保持高产量和性能仍然很困难，特别是当带宽优化、系统密度和节能芯片互连变得更加重要时。这些挑战可能会减缓商业采用速度，尤其是对于规模较小的数据中心运营商和基础设施预算有限的公司而言。因此，降低生产成本和提高制造可靠性对于更广泛的市场采用仍然很重要。

• 2026 年 4 月，开放计算项目表示，即使大型 AI 结构中的很小的光学故障率也会导致重大中断、浪费加速器时间和降低系统使用率，这凸显了对更强光学可靠性和互操作性的需求。

市场机会

企业和边缘人工智能基础设施的扩展创造了新的市场机会

企业、研究机构和区域数据中心越来越多地采用人工智能系统，这为光学 I/O 解决方案创造了新的机遇。随着越来越多的组织将人工智能用于自动化、分析和高级应用程序，他们需要人工智能芯片、内存和网络组件之间更快的连接。光纤 I/O 有助于提高数据传输速度、降低功耗并支持可扩展的人工智能基础设施。私有人工智能系统、边缘计算和专业人工智能平台的日益使用预计将为大型光纤 I/O 解决方案创造新的需求超大规模数据中心。

细分分析

按产品类型

强大的商业用途导致光学 I/O 引擎领域占据主导地位

根据产品类型，市场分为光学 I/O 小芯片、光学 I/O 引擎、光子中介层平台等。

到2025年，光I/O引擎将占据AI芯片最大光I/O市场份额，达到40.6%，因为它们已经用于高速光链路，并且可以与交换机、处理器和其他AI系统组件集成。它们更广泛的商业可用性和在数据中心连接方面的既定用途也支持了它们的主导地位。

随着人工智能系统越来越需要将光学器件放置在靠近 GPU 和加速器的位置，光学 I/O 小芯片预计在预测期内将以 46.3% 的最高复合年增长率增长。它们的小尺寸、高带宽、低功耗以及与先进小芯片封装的兼容性预计将支持更快的采用。

按申请

由于人工智能网络流量不断增长，计算到网络互连领域引领市场

根据应用，市场分为计算到计算互连、计算到网络互连、计算到内存互连等。

到 2025 年，计算到网络互连占据最大份额，达到 44.4%，因为人工智能服务器需要处理器和网络交换机之间的高速链接来跨数据中心集群移动大量数据。当前的人工智能基础设施已经严重依赖光网络，支持了对该应用的强劲需求。

由于人工智能模型需要更快地访问大型内存池和更高的内存带宽，因此计算到内存互连预计在预测期内将以 45.5% 的最高复合年增长率增长。光链路可以减少电气连接的距离和功率限制，支持未来的分解和共享内存人工智能系统。

按最终用户

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超大规模云服务提供商运营着最大的人工智能集群，从而主导了市场

根据最终用户，市场分为超大规模云服务提供商、托管和第三方数据中心运营商、企业数据中心、高性能计算和研究机构等。

到 2025 年，超大规模云服务提供商将占据 48.9% 的主导份额，因为他们运营着最大的人工智能集群，并在 GPU、加速器、网络和高速数据中心基础设施方面进行了大量投资。他们需要连接数千个人工智能处理器，这使得高带宽和低功耗光纤 I/O 变得越来越重要。

随着越来越多的公司建立私有数据中心，预计企业数据中心在预测期内将创下 43.4% 的最高复合年增长率人工智能基础设施用于训练、推理和业务应用。技术成本的下降和人工智能系统更广泛的可用性预计将支持大型超大规模运营商以外的光纤 I/O 的采用。

AI芯片光学I/O市场区域展望

按地域划分，市场分为北美、南美、亚太地区、欧洲、中东和非洲。

北美

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北美由于大量集中超大规模云提供商、人工智能芯片公司和先进数据中心而占据市场主导地位。该地区在 GPU、人工智能加速器、高速网络和光学技术方面拥有大量投资。联合封装光学器件和光学 I/O 解决方案的早期采用也支持了其领先地位。强大的研究活动和技术伙伴关系进一步增强了区域需求。

美国AI芯片市场的光I/O

2025年美国市场价值约为4.242亿美元，约占销售额的43.9%。

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亚太地区

由于人工智能数据中心和半导体制造的快速扩张，预计亚太地区在预测期内将以最高的复合年增长率增长。中国、台湾、韩国、日本和印度等国家正在加大对人工智能基础设施的投资。强大的先进封装和芯片制造能力也支持光学 I/O 的采用。不断增长的超大规模设施和云服务进一步增加了区域需求。

日本AI芯片市场的光学I/O

2025 年，日本市场价值约为 3730 万美元，约占全球收入的 3.9%。

中国AI芯片光I/O市场

中国市场预计将成为全球最大的市场之一，到 2025 年收入将达到 8030 万美元，约占全球销售额的 8.3%。

印度AI芯片市场的光I/O

2025 年，印度市场价值为 2960 万美元，约占全球收入的 3.1%。

欧洲

欧洲由于其成熟的数据中心行业、强大的研究网络以及人工智能计算基础设施的不断采用而占据了重要份额。德国、英国、法国、荷兰、北欧国家等国家正在扩张高性能计算和云设施。对节能数据中心的投资不断增加也支持了对高带宽和低功耗光学互连解决方案的需求。

英国AI芯片市场的光学I/O

2025 年，英国市场价值约为 2780 万美元，约占全球收入的 2.9%。

德国AI芯片市场的光I/O

2025年德国市场规模达到3140万美元，相当于全球销售额的3.2%左右。

中东和非洲

随着政府和科技公司加大对人工智能和数据中心基础设施的投资，中东和非洲市场预计在预测期内将创下第二高的复合年增长率。海湾合作委员会、以色列和南非是重要的增长地区。超大规模云区域和国家人工智能计划的扩展正在增加对先进计算系统的需求。

适用于 AI 芯片市场的 GCC 光学 I/O

2025 年，海湾合作委员会市场规模将达到 1220 万美元，约占全球收入的 1.3%。

南美洲

随着人工智能和数据中心投资在整个地区逐渐扩大，南美市场预计在预测期内将以平均速度增长。由于其更大的云和托管基础设施，巴西仍然是主要市场。阿根廷和其他国家也在增加数字基础设施支出。然而，与其他地区相比，较低的半导体活动、较小的人工智能集群以及较慢的技术采用限制了增长。

巴西AI芯片市场的光I/O

2025 年，巴西市场价值为 1320 万美元，约占全球收入的 1.4%。

竞争格局

主要行业参与者

光纤 I/O 创新和合作伙伴关系加剧了市场竞争

AI 芯片光学 I/O 市场的顶尖公司正在扩大光学 I/O 领域的产品组合小芯片、光学引擎、光子中介层及相关技术。主要参与者正在通过为人工智能芯片开发更快、更节能的光学 I/O 来加强竞争。他们还利用合作伙伴关系、收购和技术合作来提高产品性能并支持大型人工智能集群。这些策略还帮助企业满足超大规模、企业、HPC 数据中心和其他先进人工智能基础设施应用对高带宽和低延迟连接不断增长的需求。

AI 芯片公司关键光 I/O 列表分析

• Ayar Labs, Inc. (U.S.)
• Lightmatter, Inc. (U.S.)
• Marvell Technology, Inc. (U.S.)
• Intel Corporation (U.S.)
• Broadcom Inc. (U.S.)
• Ranovus Inc. (Canada)
• Avicena Tech Corp. (U.S.)
• POET Technologies Inc. (Canada)
• Xscape Photonics, Inc. (U.S.)
• Coherent Corp. (U.S.)

主要行业发展

• 2026 年 8 月：Avicena 开始交付用于 AI 基础设施的 1 Tbps LightBundle 评估套件。该平台采用基于 microLED 的光学互连技术，支持高速 AI 扩展和扩展连接。
• 2026 年 6 月：Ayar Labs 加入了 NVIDIA NVLink Fusion 生态系统，以实现先进的 AI 基础设施。此次合作的重点是支持高带宽机架级人工智能系统的共同封装光学连接。
• 2026 年 5 月：POET Technologies 与 Lumilens 合作开发用于人工智能网络的晶圆级光子解决方案。两家公司正在开发一个电光中介层平台，以实现高速、高效的光学连接。
• 2026 年 3 月：相干公司展示了用于人工智能和 HPC 系统的新型共封装光学技术。开发成果包括 6.4T 硅光子 CPO 解决方案和每通道 400G InP 调制器。
• 2026 年 3 月：Broadcom 扩展了其针对大型人工智能集群的光连接产品组合。该公司推出了一款具有共同封装光学器件的 102.4T 以太网交换机和新型每通道 400G 光学 DSP。
• 2026 年 2 月：Marvell 完成了对 Celestial AI 的收购，以加强其 AI 连接产品组合。此次收购将 Celestial AI 的 Photonic Fabric 光学互连技术添加到 Marvell 的产品中。

报告范围

AI芯片光学I/O市场报告概述了市场规模、预测、细分、增长驱动因素、限制因素、主要趋势和机遇。该报告涵盖光学 I/O 小芯片、光学 I/O 引擎、光子中介层平台以及其他解决方案，例如板级光学 I/O 模块和光学基板或桥接解决方案。它还研究关键应用程序，包括计算到计算、计算到网络、计算到内存和其他互连应用程序。此外，该报告还分析了主要地区的市场份额、产品发布、合作伙伴关系、并购、投资、业务战略和领先公司。

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