گزارش صنعت محاسبات نورومورفیک فوتونی 2025: دینامیک‌های بازار، نوآوری‌های فناوری، و پیش‌بینی‌های استراتژیک تا 2030. از روندهای کلیدی، رهبران منطقه‌ای و فرصت‌های رشد در سخت‌افزار AI نسل بعدی کاوش کنید.

• خلاصه مدیریتی و مرور بازار
• روندهای کلیدی فناوری در محاسبات نورومورفیک فوتونی
• چشم‌انداز رقابتی و بازیگران پیشرو
• پیش‌بینی‌های رشد بازار (2025-2030): CAGR، تحلیل درآمد و حجم
• تحلیل منطقه‌ای: آمریکای شمالی، اروپا، آسیا و اقیانوسیه، و سایر نقاط جهان
• چشم‌انداز آینده: برنامه‌های نوظهور و نقاط داغ سرمایه‌گذاری
• چالش‌ها، ریسک‌ها و فرصت‌های استراتژیک
• منابع و مراجع

خلاصه مدیریتی و مرور بازار

محاسبات نورومورفیک فوتونی نمایانگر یک تغییر پارادایمی در معماری‌های محاسباتی است که از ویژگی‌های منحصر به فرد نور برای تقلید از ساختارهای عصبی و مکانیزم‌های پردازش مغز انسان استفاده می‌کند. بر خلاف سیستم‌های نورومورفیک الکترونیکی سنتی، روش‌های فوتونی از فوتون‌ها به جای الکترون‌ها استفاده می‌کنند و امکان انتقال داده فوق سریع، همزمانی و کاهش قابل توجه مصرف انرژی را فراهم می‌آورند. از سال 2025، بازار محاسبات نورومورفیک فوتونی در مرحله نوپا اما به سرعت در حال تحول قرار دارد که به واسطه همگرایی پیشرفت‌های در مدارهای مجتمع فوتونی، هوش مصنوعی (AI) و تقاضای روزافزون برای راه‌حل‌های محاسباتی با عملکرد بالا و بهره‌وری انرژی پشتیبانی می‌شود.

پیش‌بینی می‌شود بازار جهانی محاسبات نورومورفیک فوتونی در دهه آینده رشد چشمگیری را تجربه کند. بر اساس داده‌های شرکت بین‌المللی داده‌ها (IDC)، بخش کلی محاسبات نورومورفیک پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 به ارزیابی‌های میلیارد دلاری برسد و فناوری‌های فوتونی شاهد سهم قابل توجهی به دلیل مزایای مقیاس‌پذیری و عملکرد خود باشند. عوامل کلیدی شامل رشد تصاعدی داده‌های تولید شده توسط برنامه‌های AI، محدودیت‌های قانون مور در الکترونیک مبتنی بر سیلیکون سنتی و نیاز فوری به زیرساخت‌های محاسباتی پایدار است.

بازیگران اصلی صنعت و مؤسسات تحقیقاتی، مانند IBM، Intel و مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، به شدت در تحقیق و توسعه نورومورفیک فوتونی سرمایه‌گذاری می‌کنند. این تلاش‌ها با ابتکارات دولتی در ایالات متحده، اروپا و آسیا که به دنبال تأمین رهبری فناوری در محاسبات نسل بعدی هستند، پشتیبانی می‌شود. این بازار شاهد افزایش فعالیت‌های ثبت اختراع، شراکت‌های استراتژیک و سرمایه‌گذاری‌های خطرپذیر است که نشان‌دهنده علاقه تجاری قوی و پتانسیل نوآوری تخریبی است.

حوزه‌های کلیدی کاربرد که آماده پذیرش زودهنگام هستند شامل تحلیل داده‌های بلادرنگ، وسایل نقلیه خودران، رباتیک پیشرفته و محاسبات لبه برای اینترنت اشیاء (IoT) می‌باشند. سیستم‌های نورومورفیک فوتونی وعده بهبودهای بزرگی در سرعت پردازش و بهره‌وری انرژی در مقایسه با پردازنده‌های دیجیتال معمولی می‌دهند که آنها را برای محیط‌های حساس به مأموریت و محدود در منابع جذاب می‌کنند.

با وجود چشم‌انداز امیدوارکننده، بازار با چالش‌هایی نظیر پیچیدگی‌های تولید، ادغام با سیستم‌های الکترونیکی موجود و نیاز به پارادایم‌های نرم‌افزاری جدید روبرو است. با این حال، پیشرفت‌های مداوم در علم مواد، مهندسی دستگاه‌های فوتونی و توسعه الگوریتم‌ها انتظار می‌رود به تجاری‌سازی سرعت بخشد. از سال 2025، محاسبات نورومورفیک فوتونی در خط مقدم موج بعدی نوآوری سخت‌افزار AI قرار دارد و پتانسیل بازتعریف چشم‌انداز محاسبات با عملکرد بالا را دارد.

روندهای کلیدی فناوری در محاسبات نورومورفیک فوتونی

محاسبات نورومورفیک فوتونی از ویژگی‌های منحصر به فرد نور برای تقلید از معماری‌های عصبی و روش‌های پردازش مغز انسان استفاده می‌کند و مزایای قابل توجهی در سرعت، همزمانی و بهره‌وری انرژی در مقایسه با رویکردهای الکترونیکی سنتی ارائه می‌دهد. با بلوغ این حوزه در سال 2025، چندین روند کلیدی فناوری در حال شکل‌دهی به مسیر و پتانسیل تجاری آن هستند.

• مدارهای فوتونی یکپارچه: ادغام اجزای فوتونی—مانند راهنماهای موج، مدولاتورها و آشکارسازها—در یک تراشه واحد در حال تسریع است. پلتفرم‌های فوتونیک سیلیکونی امکان پردازنده‌های نورومورفیک مقیاس‌پذیر، فشرده و مقرون به صرفه را فراهم می‌کنند و شرکت‌هایی مانند Intel و imec در حال پیشبرد تکنیک‌های تولید برای شبکه‌های عصبی فوتونی با چگالی بالا هستند.
• غیرخطی‌های نوری برای عملکرد سیناپسی: بهره‌برداری از غیرخطی‌های نوری برای تقلید از وزن‌ها و پلاستیسیتۀ سیناپسی حیاتی است. پیشرفت‌های اخیر در موادی مانند مواد تغییر فاز و نیمه‌هادی‌های دو بعدی امکان سیناپس‌های فوتونی قابل تنظیم و غیر فرار را فراهم می‌کند، چنان که در همکاری‌های پژوهشی تحت هدایت IBM Research و MIT نشان داده شده است.
• شبکه‌های عصبی تمام نوری: تلاش برای پردازش تمام نوری—که در آن هم انتقال داده و هم محاسبات در حوزه نوری انجام می‌شود—ادامه دارد. این کار نیاز به تبدیل‌های انرژی‌بر نوری-الکتریکی را از بین می‌برد و استارتاپ‌هایی مانند Lightmatter و Lightelligence در حال توسعه پروتوتایپ‌های تجاری برای شتاب‌دهی AI هستند.
• معماری‌های هیبریدی فوتونیک-الکترونیکی: در حالی که سیستم‌های فوتونیک خالص امیدوارکننده هستند، معماری‌های هیبریدی که هسته‌های فوتونیک را با کنترل و حافظه الکترونیکی ترکیب می‌کنند به عنوان یک راه‌حل عملی برای استقرار در کوتاه‌مدت پدیدار می‌شوند. این سیستم‌ها سرعت نوری را با بلوغ ادغام الکترونیک متعادل می‌کنند، چنان که در پروژه‌های تأمین‌مالی شده توسط DARPA و کمیسیون اروپا دیده می‌شود.
• پیشرفت‌ها در تولید دستگاه‌های فوتونی: پیشرفت در نانو ساخت و بسته‌بندی در حال کاهش تلفات و بهبود قابلیت اطمینان تراشه‌های نورومورفیک فوتونی است. تلاش‌های GlobalFoundries و TSMC، ادغام فوتونیک در مقیاس ویفر را برای کاربردهای تجاری و تحقیقاتی بیشتر در دسترس قرار می‌دهد.

این روندها به طور همزمان در حال تبدیل محاسبات نورومورفیک فوتونی به یک فناوری تحول‌آفرین برای AI، محاسبات لبه و مراکز داده با عملکرد بالا هستند و پتانسیل رشد قابل توجهی در بازار در سال‌های آینده دارند.

چشم‌انداز رقابتی و بازیگران پیشرو

چشم‌انداز رقابتی بازار محاسبات نورومورفیک فوتونی در سال 2025 به‌واسطه ترکیبی پویا از غول‌های فناوری مستقر، استارتاپ‌های تخصصی و همکاری‌های پژوهشی مشخص می‌شود. این بخش هنوز در مرحله نوپا قرار دارد، اما پیشرفت‌های سریع در فوتونیک یکپارچه و هوش مصنوعی، تلاش‌های تجاری‌سازی را تسریع می‌بخشد. بازیگران کلیدی بر روی توسعه پردازنده‌های نورومورفیک مقیاس‌پذیر، با بهره‌وری انرژی و سرعت بالا که از مزایای منحصر به فرد فوتونیک نسبت به معماری‌های الکترونیکی سنتی بهره می‌برند، تمرکز دارند.

در میان شرکت‌های پیشرو، شرکت اینتل سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجهی در تحقیق نورومورفیک، از جمله رویکردهای فوتونی، از طریق بخش Intel Labs خود انجام داده است. تلاش‌های این شرکت با همکاری‌هایی با مؤسسات دانشگاهی و نهادهای دولتی برای پیشبرد مرزهای طراحی تراشه‌های فوتونی تکمیل می‌شود. به همین ترتیب، IBM به‌طور فعال در حال کاوش در شبکه‌های عصبی فوتونی به عنوان بخشی از ابتکارات گسترده‌تر سخت‌افزارهای کوانتومی و AI خود است و هدف آن پرداختن به محدودیت‌های اتصالات الکترونیکی در سیستم‌های عصبی بزرگ مقیاس است.

استارتاپ‌ها نیز در شکل‌دهی به چشم‌انداز رقابتی نقش محوری ایفا می‌کنند. Lightmatter و Lightelligence دو شرکت برجسته مستقر در ایالات متحده هستند که در حال توسعه پردازنده‌های فوتونی به‌طور خاص برای بارهای کاری AI هستند. هر دو شرکت تأمین مالی قابل‌توجهی را به دست آورده‌اند و در حال همکاری با اپراتورهای مراکز داده با مقیاس بزرگ برای آزمایش فناوری خود در کاربردهای دنیای واقعی هستند. راه‌حل‌های آنها وعده بهبودهای قابل‌توجهی در سرعت و بهره‌وری انرژی نسبت به شتاب‌دهنده‌های AI مبتنی بر سیلیکون معمولی می‌دهند.

در اروپا، Imperial College London و École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) در راس تحقیقات دانشگاهی قرار دارند و غالباً با صنعت برای تجاری‌سازی پیشرفت‌ها در سخت‌افزار نورومورفیک فوتونی همکاری می‌کنند. این همکاری‌ها توسط ابتکارات تأمین مالی شده توسط اتحادیه اروپا نظیر پروژه مغز انسان که نوآوری‌های بین‌رشته‌ای را تشویق می‌کند، حمایت می‌شود.

• Synopsys و Ansys ابزارهای طراحی و شبیه‌سازی ضروری برای مدارهای مجتمع فوتونی فراهم می‌کنند که منجر به پروتوتایپ سریع‌تر و کاهش زمان ورود به بازار برای تازه‌واردان می‌شود.
• بازیگران آسیایی، از جمله NTT در ژاپن و دانشگاه Tsinghua در چین، در حال سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجهی در تحقیق AI فوتونی هستند که غالباً توسط ابتکارات استراتژیک ملی پشتیبانی می‌شود.

به‌طور کلی، چشم‌انداز رقابتی در سال 2025 با ترکیبی از شراکت‌های بین‌حوزه‌ای، سرمایه‌گذاری‌های R&D تهاجمی و رقابت برای دستیابی به قابلیت تجاری مشهود است. انتظار می‌رود که چند سال آینده شاهد ادغام بیشتر و ظهور رهبران بازار واضح به عنوان محاسبات نورومورفیک فوتونی از پروتوتایپ‌های آزمایشگاهی به راه‌حل‌های مقیاس‌پذیر و قابل‌استقرار منتقل شود.

پیش‌بینی‌های رشد بازار (2025–2030): CAGR، تحلیل درآمد و حجم

بازار محاسبات نورومورفیک فوتونی بین سال‌های 2025 و 2030 برای رشد چشمگیری آماده است و این رشد با نیاز روزافزون به سخت‌افزار هوش مصنوعی (AI) با سرعت بالا و بهره‌وری انرژی محرک است. بر اساس پیش‌بینی‌های شرکت بین‌المللی داده‌ها (IDC) و MarketsandMarkets، انتظار می‌رود بازار جهانی محاسبات نورومورفیک فوتونی در این دوره به نرخ رشد سالیانه مرکب (CAGR) حدود 38 درصد دست یابد. این افزایش به پذیرش بیش‌تر شتاب‌دهنده‌های AI مبتنی بر فوتونیک در مراکز داده، محاسبات لبه و برنامه‌های تحقیقاتی پیشرفته مربوط می‌شود.

پیش‌بینی‌های درآمدی نشان می‌دهد که بازار که در سال 2025 با ارزیابی تخمینی 0.5 میلیارد دلار ارزش‌گذاری شده است، می‌تواند تا سال 2030 از 3.2 میلیارد دلار عبور کند. این روند رشد به سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجه از سوی هر دو بخش عمومی و خصوصی در مدارهای مجتمع فوتونی (PICs) و سخت‌افزار نورومورفیک و همچنین همکاری‌های مداوم بین شرکت‌های فناوری پیشرو و مؤسسات تحقیقاتی بستگی دارد. به‌ویژه، شرکت‌هایی همچون Intel Corporation، IBM و Lightmatter در حال تسریع تلاش‌های تجاری‌سازی هستند که انتظار می‌رود درآمدهای بازار را بیشتر افزایش دهد.

از نظر حجم، پیش‌بینی می‌شود که ارسال پردازنده‌های نورومورفیک فوتونی از چند هزار واحد در سال 2025 به بیش از 100,000 واحد در سال 2030 افزایش یابد. این افزایش سریع به استقرار تراشه‌های فوتونی در موتورها، اتصالات نوری و سیستم‌های پردازش سیگنال بلادرنگ بستگی دارد. منطقه آسیا و اقیانوسیه، که چین، ژاپن و کره جنوبی بر آن رهبری می‌کنند، پیش‌بینی می‌شود بالاترین رشد حجم را شاهد باشد؛ چرا که حمایت دولتی قابل‌توجه و اکوسیستم قوی تولید نیمه‌هادی‌ها در آن وجود دارد، همانطور که SEMI تأکید کرده است.

عوامل کلیدی رشد بازار شامل نیاز به محاسبات با تأخیر فوق‌العاده پایین، محدودیت‌های سیستم‌های نورومورفیک مبتنی بر الکترونیک و پیچیدگی رو به افزایش کارهای بار AI است. با این حال، چالش‌هایی مانند هزینه‌های اولیه بالا، پیچیدگی‌های ادغام و مرحله نوپا بودن اکوسیستم‌های نرم‌افزاری پشتیبان ممکن است سرعت پذیرش را در سال‌های اولیه این دوره پیش‌بینی شده کاهش دهند. با این حال، با بلوغ فناوری‌های فوتونیک و تحقق اقتصادهای مقیاس، انتظار می‌رود که بازار شاهد رشد شتابان باشد، به‌ویژه در بخش‌هایی که به پردازش AI بلادرنگ و با حجم بالا نیاز دارند.

تحلیل منطقه‌ای: آمریکای شمالی، اروپا، آسیا و اقیانوسیه، و سایر نقاط جهان

چشم‌انداز منطقه‌ای محاسبات نورومورفیک فوتونی در سال 2025 تحت تأثیر سطوح متفاوتی از شدت تحقیق، تأمین مالی و پذیرش صنعتی در آمریکای شمالی، اروپا، آسیا و اقیانوسیه و سایر نقاط جهان شکل می‌گیرد. هر منطقه عوامل و چالش‌های منحصربه‌فردی را نشان می‌دهد که بر سرعت و جهت توسعه بازار تأثیر می‌گذارد.

• آمریکای شمالی: آمریکا و در راس آن، ایالات متحده، همچنان در خط مقدم نوآوری محاسبات نورومورفیک فوتونی قرار دارد. این منطقه از سرمایه‌گذاری‌های قوی از سوی نهادهای دولتی و رهبران بخش خصوصی مانند DARPA و IBM بهره‌مند است. وجود دانشگاه‌های تحقیقاتی عالی و اکوسیستم شتاب‌دهنده‌های پویا موجب تسریع تجاری‌سازی فناوری‌های نورومورفیک فوتونی می‌شود. پیش‌بینی می‌شود که در سال 2025، آمریکای شمالی بزرگ‌ترین سهم بازار را به خود اختصاص دهد، که ناشی از پذیرش زودهنگام در دفاع، مراکز داده و برنامه‌های تحقیقاتی AI است. همکاری‌های استراتژیک بین دانشگاه و صنعت همچنین موقعیت رهبری این منطقه را تقویت می‌کند.
• اروپا: اروپا با تأمین مالی عمومی قوی و ابتکارات تحقیقاتی هماهنگ، مانند برنامه Horizon Europe کمیسیون اروپا مشخص می‌شود. کشورهایی مانند آلمان، بریتانیا و فرانسه در حال سرمایه‌گذاری بر روی سخت‌افزار فوتونیک و الگوریتم‌های نورومورفیک هستند و بر روی بهره‌وری انرژی و AI اخلاقی تمرکز دارند. شرکت‌ها و کنسرسیوم‌های تحقیقاتی اروپایی به طور فزاینده‌ای به سمت اتوماسیون صنعتی و کاربردهای خودرویی هدف‌گذاری می‌کنند. با این حال، این منطقه با چالش‌هایی در مقیاس‌گذاری پروژه‌های آزمایشی تا استقرار تجاری به دلیل پیچیدگی‌های قانونی و بازارهای پراکنده روبرو است.
• آسیا و اقیانوسیه: منطقه آسیا و اقیانوسیه، به‌ویژه چین، ژاپن و کره جنوبی، به سرعت در حال گسترش قابلیت‌های خود در محاسبات نورومورفیک فوتونی است. تأمین مالی دولتی قابل‌توجه و حمایت‌های سیاست صنعتی، به‌ویژه از نهادهایی نظیر NSFC در چین و NEDO در ژاپن، تحقیق و تجاری‌سازی را پیش می‌برد. پایگاه قوی تولید نیمه‌هادی و اکوسیستم رو به رشد AI در این منطقه آن را به یکی از بازارهای کلیدی برای رشد تبدیل می‌کند. پیش‌بینی می‌شود در سال 2025، آسیا و اقیانوسیه بالاترین CAGR را شاهد باشد، با کاربردهایی که شامل تولید هوشمند، مخابرات و الکترونیک مصرفی هستند.
• سایر نقاط جهان: سایر مناطق، از جمله خاورمیانه، آمریکای لاتین و آفریقا، در مراحل ابتدایی پذیرش محاسبات نورومورفیک فوتونی قرار دارند. اگرچه پروژه‌های تحقیقاتی و آزمایشی جداگانه‌ای وجود دارد، اما محدودیت‌های تأمین مالی و زیرساخت‌ها رشد بازار را محدود می‌کند. با این حال، افزایش علاقه به تحول دیجیتال و راه‌حل‌های مبتنی بر AI ممکن است باعث تشویق سرمایه‌گذاری‌های آینده شود، به‌ویژه در بخش‌هایی مانند انرژی و بهداشت و درمان.

به‌طور کلی، عدم تقارن‌های منطقه‌ای در تأمین مالی، زیرساخت و حمایت‌های سیاسی به شکل‌دهی بازار جهانی محاسبات نورومورفیک فوتونی در سال 2025 ادامه خواهد داد، به‌طوری‌که آمریکای شمالی و آسیا و اقیانوسیه در نوآوری و پذیرش پیشرو خواهند بود.

چشم‌انداز آینده: برنامه‌های نوظهور و نقاط داغ سرمایه‌گذاری

در افق 2025، محاسبات نورومورفیک فوتونی در انتظار انتقال از پروتوتایپ‌های آزمایشگاهی به برنامه‌های تجاری در مرحله ابتدایی است، که این امر به دنبال همگرایی نیازهای هوش مصنوعی (AI) و محدودیت‌های سخت‌افزار الکترونیکی سنتی شروع می‌شود. مزایای منحصر به فرد سیستم‌های فوتونیک—مانند پهنای باند فوق‌العاده بالا، تأخیر کم و بهره‌وری انرژی—علاقه به بخش‌هایی که در آن تراشه‌های نورومورفیک مبتنی بر سیلیکون با موانع مواجه می‌شوند را تحریک می‌کنند.

برنامه‌های نوظهور انتظار می‌رود در اطراف وظایف پردازش بلادرنگ با حجم بالا متمرکز شوند. به‌ویژه، AI لبه برای وسایل نقلیه خودران، رباتیک پیشرفته و مخابرات نسل بعدی به‌عنوان بخش‌های کلیدی شناسایی می‌شوند. به‌عنوان مثال، پردازنده‌های نورومورفیک فوتونی می‌توانند امکان ادغام حسگر بلادرنگ و تصمیم‌گیری در رانندگی خودران را فراهم کنند، جایی که سیستم‌های تأخیر در سطح میکثانی ضروری هستند. به‌طور مشابه، در شبکه‌های 5G/6G، تراشه‌های فوتونی وعده تسریع پردازش سیگنال و بهینه‌سازی شبکه را می‌دهند و از رشد تصاعدی ترافیک داده و دستگاه‌های متصل پشتیبانی می‌کنند (اتحادیه بین‌المللی مخابرات).

بهداشت و درمان نیز مرز نویدبخشی است. سیستم‌های نورومورفیک فوتونی به‌منظور تحلیل سریع تصاویر پزشکی و رابط‌های مغز-کامپیوتر مورد بررسی قرار می‌گیرند و از قابلیت‌های خود در پردازش مجموعه‌های داده وسیع به‌طور همزمان و با مصرف برق اندک استفاده می‌کنند. همکاری‌های اولیه بین مؤسسات تحقیقاتی و شرکت‌های فناوری پزشکی در حال حاضر در حال انجام است و هدف آن انتقال این قابلیت‌ها به تشخیص‌های بالینی و نورواعضای مصنوعی است (طبیعت).

از منظر سرمایه‌گذاری، انتظار می‌رود در سال 2025 شاهد افزایش سرمایه‌گذاری‌های خطرپذیر و تأمین مالی شرکتی استراتژیک برای استارتاپ‌های فوتونیک AI و خروجی‌های دانشگاهی باشیم. مناطقی که دارای اکوسیستم‌های قوی فوتونیک و نیمه‌هادی هستند—مانند ایالات متحده (سیلیکون ولی، بوستون)، اروپا (آلمان، هلند) و برخی از نقاط شرق آسیا (ژاپن، کره جنوبی)—به زودی به‌طور معکوس به عنوان نقاط داغ سرمایه‌گذاری ظهور خواهند کرد. دولتها نیز با ارائه کمک‌های تحقیقاتی و خوشه‌های نوآوری در حال تقویت حمایت‌ها هستند و به پتانسیل این فناوری برای زیرساخت دیجیتال آینده توجه دارند (پارلمان اروپا).

• بازیگران کلیدی که قابل بررسی هستند شامل Lightmatter، Lightelligence و Optalysys هستند که همگی از دور funding جدید و پروژه‌های آزمایشی برای سال 2025 خبر داده‌اند.
• ابتکارات همکاری، مانند برنامه EUROPRACTICE، در حال تقویت R&D مرزی و تسریع انتقال فناوری از دانشگاه به صنعت است.

به‌طور خلاصه، سال 2025 احتمالاً سالی حیاتی برای محاسبات نورومورفیک فوتونی خواهد بود که با استقرارهای تجاری زودرس، دامنه‌های کاربرد در حال گسترش و فعالیت‌های سرمایه‌گذاری فزاینده، مسیر این بخش را شکل خواهد داد.

چالش‌ها، ریسک‌ها و فرصت‌های استراتژیک

محاسبات نورومورفیک فوتونی که از اجزای مبتنی بر نور برای تقلید از معماری‌های عصبی استفاده می‌کند، یک فرصت تحول‌آفرین برای هوش مصنوعی با سرعت بالا و بهره‌وری انرژی ارائه می‌دهد. با این حال، این بخش با چالش‌ها و ریسک‌های قابل‌توجهی روبرو است که می‌تواند بر مسیر آن در سال 2025 تأثیر بگذارد و در عین حال فرصت‌های استراتژیک برای نوآوران و سرمایه‌گذاران ایجاد کند.

چالش‌ها و ریسک‌ها

• پیچیدگی تولید: تولید مدارهای مجتمع فوتونی (PICs) با دقت لازم برای وظایف نورومورفیک همچنان یک مانع عمده است. بر خلاف فرایندهای CMOS بالغ، تولید دستگاه‌های فوتونی فاقد استانداردسازی است و به هزینه‌های بالاتر و عملکرد کمتر منجر می‌شود. این پیچیدگی در تحلیل‌های صنعتی توسط IDC و گارتنر برجسته شده است.
• ادغام با الکترونیک: ادغام یکپارچه اجزای فوتونی با سیستم‌های الکترونیکی موجود ساده نیست. سیستم‌های هیبریدی اغلب از تلفات تبدیل سیگنال و تأخیر رنج می‌برند، همان‌طور که imec، یک مرکز تحقیق و توسعه پیشرو در نانو الکترونیک و فناوری‌های دیجیتال، اشاره کرده است.
• تطبیق الگوریتمی: اکثر الگوریتم‌های AI برای سخت‌افزار دیجیتال و الکترونیکی بهینه‌سازی شده‌اند. تطبیق یا بازطراحی این الگوریتم‌ها برای معماری‌های فوتونیک نیازمند تحقیقات و توسعه قابل‌توجهی است، همان‌طور که در گزارش‌های شرکت مک‌کینزی تأکید شده است.
• مقیاس‌پذیری و قابلیت اطمینان: مقیاس‌گذاری سیستم‌های نورومورفیک فوتونی به اندازه‌های تجاری قابل‌قبول در حالی که قابلیت اطمینان و نرخ خطاهای کمتری را حفظ کند، چالشی مداوم است، همانطور که Analysys Mason اشاره کرده است.
• ریسک سرمایه‌گذاری: طبیعت سرمایه‌بر R&D فوتونیک، به همراه عدم قطعیت در زمان ورود به بازار، ریسک‌های مالی را برای استارتاپ‌ها و بازیگران مستقر به‌وجود می‌آورد، همانطور که توسط CB Insights شناسایی شده است.

فرصت‌های استراتژیک

• شتاب‌دهی AI: تراشه‌های نورومورفیک فوتونی وعده بهبودهای چشمگیری در سرعت و بهره‌وری انرژی برای بارهای کاری AI، به ویژه در مراکز داده و محاسبات لبه ارائه می‌دهند، همان‌طور که Omdia پیش‌بینی کرده است.
• ادغام عمودی: شرکت‌هایی که می‌توانند طراحی، تولید و نرم‌افزار فوتونیک را به‌طور عمودی ادغام کنند، احتمالاً ارزش قابل‌توجهی را به دست خواهند آورد، همان‌طور که گروه مشاوره بوستون پیشنهاد می‌کند.
• شراکت‌های استراتژیک: همکاری‌ها بین متخصصان فوتونیک، تولیدکنندگان نیمه‌هادی و شرکت‌های نرم‌افزار AI می‌تواند تجاری‌سازی را تسریع کند و ریسک‌ها را کاهش دهد که یک روند مشهود توسط Accenture است.
• برنامه‌های دولتی و دفاعی: نهادهای امنیت ملی در حال سرمایه‌گذاری در تحقیق نورومورفیک فوتونی برای پردازش سیگنال‌های ایمن و سریع هستند، همان‌طور که توسط DARPA گزارش شده است.

به‌طور خلاصه، در حالی که محاسبات نورومورفیک فوتونی در سال 2025 با چالش‌های فنی و بازار قابل‌توجهی روبرو است، پتانسیل این بخش برای کسب دستاوردهای عملکردی تخریبی فرصت‌های جذابی را برای آنهایی که قادرند پیچیدگی‌های آن را مدیریت کنند، ایجاد می‌کند.

منابع و مراجع

• شرکت بین‌المللی داده‌ها (IDC)
• IBM
• مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)
• imec
• Lightelligence
• DARPA
• Imperial College London
• École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
• پروژه مغز انسان
• Synopsys
• دانشگاه Tsinghua
• MarketsandMarkets
• برنامه Horizon Europe کمیسیون اروپا
• NEDO
• اتحادیه بین‌المللی مخابرات
• طبیعت
• پارلمان اروپا
• Optalysys
• EUROPRACTICE
• شرکت مک‌کینزی
• Analysys Mason
• Omdia
• Accenture