Introducción
El mercado de automatización del diseño fotónico describe herramientas de software y métodos de automatización para diseñar, simular, optimizar y verificar dispositivos y sistemas fotónicos como guías de onda, láseres, moduladores, fotodetectores y circuitos fotónicos integrados. Con la creciente demanda de comunicaciones, computación, detección e imágenes para mayor velocidad, eficiencia energética, miniaturización e integración con la electrónica, la PDA se está volviendo esencial. Este mercado se encuentra en una posición similar a la de la automatización del diseño electrónico (EDA), pero para problemas del dominio óptico/fotónico.
Se espera que el tamaño del mercado de automatización del diseño fotónico crezca de US$ 1.390 millones en 2022 a US$ 3.900 millones en 2030, a una CAGR del 13,8 % durante 2022-2030.
Segmentos clave
Por componente
Solución y Servicio
Por Despliegue
Local y en la nube
Por tamaño de la organización
PYMES y grandes empresas
Por aplicación
Investigación académica e investigación industrial y fabricación
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Estrategias de crecimiento
Integración y expansión de capacidades
Incorporación de simulación consciente de la física (térmica, mecánica, eléctrica) y solucionadores de múltiples físicas.
Invertir en diseño inverso e IA/ML optimizado para minimizar los tiempos de ciclo e iterar diseños más rápido.
Asociaciones y colaboración
Colaboración de fundiciones y proveedores de software para proporcionar kits de diseño de procesos (PDK), para que los diseñadores puedan simular y verificar los diseños antes de la fabricación.
Universidades, centros de investigación y consorcios industriales que desarrollan conjuntamente herramientas, puntos de referencia y bibliotecas comunes.
Herramientas en la nube y remotas
Ofrecemos soluciones PDA en la nube que permiten a las empresas prescindir de grandes recursos informáticos locales. Permite flujos de trabajo flexibles, remotos y colaborativos.
Expansión geográfica y vertical
Ingresar a los mercados de Asia Pacífico, donde el desarrollo de infraestructura, la expansión de las telecomunicaciones y la automatización industrial están impulsando la aceleración de la demanda.
En busca de nuevos mercados verticales: automotriz (LiDAR), inteligencia artificial de borde, detección óptica, computación cuántica.
Tendencias futuras
EPDA Inteligente (Automatización de Diseño Electrónico Fotónico): Paquetes de software que integran procesos de diseño electrónico y fotónico, ya que la mayoría de los sistemas actualmente integran ambos. Estos procesos automatizados de co-diseño, co-simulación, diseño y verificación consideran las interacciones (de señal, térmicas y de potencia) entre los componentes fotónicos y electrónicos.
Métodos de Diseño Inverso y Aprendizaje Automático: Utilizamos IA/ML para sugerir geometrías, materiales y configuraciones de dispositivos, compensando el rendimiento dentro de las limitaciones de fabricación. Facilita una iteración más rápida y permite nuevos diseños.
Escalabilidad y automatización de la generación de diseño físico: automatización de la colocación, el enrutamiento y el diseño de PIC (circuitos integrados fotónicos) de gran escala sin sacrificar la capacidad de fabricación y con pérdidas mínimas.
Estandarización e interoperabilidad: PDK más estandarizados, bibliotecas compartidas, benchmarks y herramientas interoperables entre fundiciones y plataformas de diseño. Esto reduce la fricción para los diseñadores al cambiar entre cadenas de herramientas.
Oportunidades
Fundiciones con kits PD y MPW (obleas multiproyecto) integradas con herramientas PDA para permitir el acceso a los actores más pequeños e investigadores.
Empresas emergentes o proveedores de herramientas centrados en el diseño inverso, la IA/ML optimizada o el diseño automatizado.
Integración entre dominios: cadenas de herramientas que integran electrónica + fotónica o dispositivos híbridos (sistemas ópticos + microelectromecánicos, MEMS).
Vertical specialization: i.e. LiDAR, quantum communication, biomedical photonics, edge AI sensors. These tend to have unique constraints and may be benefited by specialized PDA tools.
Funding from government / policy, specifically in countries looking to decrease reliance on imports, gain semiconductor / photonics sovereignty.
Challenges & Risks
Design complexity of photonic devices, including managing multi physics, tight tolerances, and manufacturability.
High tool cost, and high learning curve for designers, particularly for designers used to purely electronic design.
Foundry variability: various fabrication processes, materials variation, mismatch between how tools simulate and what fabrication delivers.
Intellectual property, standardization, and interoperability problems between toolchains.
Competition: from traditional EDA companies entering photonics, as well as open source or academic tools.
Key Players & Recent Developments
Ansys Inc
Ansys has been extremely busy recently, particularly in qualifying and scaling photonics tools and driving integration, speed, and cloud/HPC workflows.
Certification on GlobalFoundries (GF Fotonix platform): In March 2025, Ansys' Lumerical photonic solvers (FDTD, MODE, CHARGE, HEAT) were certified to run on GF Fotonix. This allows designers to apply those solvers with greater reliability for both passive and active photonic devices in silicon photonics.
Speed boosts with Azure / Microsoft & TSMC partnership: Ansys, partnered with TSMC and Microsoft, showed greater than 10× speed enhancements by executing Lumerical FDTD simulations on Microsoft Azure VMs with NVIDIA GPUs. That enables designers to iterate faster on PICs (photonic integrated circuits).
Improvements in tools & multiphysics workflows
The Lumerical FDTD upgrades comprise multi-node, multi-GPU capability, CAD interoperability, and Ansys "Engineering Copilot" AI assistant integration.
LioniX International BV
LioniX is closer to the hardware/module/photonic component space, but what they are working on closely overlaps with PDA, particularly in innovating new components, PDKs, lasers, and integrated systems that require design tools.
New CTO Hires: In January 2024, LioniX hired Ronald Dekker as the CTO. He has a strong background in materials, microfabrication, integrated optics, packaging, etc., and will be expected to guide research, technical activities, and system integration initiatives.
Partnerships & New Components
LioniX partnered with Sivers Photonics and Chilas BV to create a narrow linewidth, O band (1310 nm) CW tunable laser for optical communications and sensing applications.
Optiwave Systems Inc
Optiwave se concentra más en herramientas de simulación de sistemas ópticos y redes en lugar de herramientas puramente de diseño de dispositivos/PIC, pero sus mejoras recientes fortalecen el diseño y la integración a nivel de sistema, que es parte de la cadena de valor general de PDA.
OptiSystem 22.1 (abril de 2025): Las mejoras principales son una mejor integración de PIC/interoperabilidad a nivel de sistema (por ejemplo, importación de archivos de parámetros S, creación de puertos dinámicos), herramientas de diagrama de optimización habilitadas para aprendizaje automático (por ejemplo, uso de ojos, etc.), un modelado de guía de ondas mejorado con índice de refracción definido por el usuario y flujos de trabajo mejorados.
Conclusión
La industria de automatización del diseño fotónico está a punto de experimentar un sólido crecimiento hasta 2030. Dado que los requisitos de informática, comunicación, detección e imágenes superan constantemente las capacidades de las soluciones puramente electrónicas, la fotónica surge como un eje fundamental si se realiza correctamente.
Las herramientas PDA son el motor que permite la innovación en dispositivos fotónicos, haciéndolos escalables, factibles y viables. El éxito en este ámbito se basará en la combinación de la tecnología más avanzada (diseño inverso, simulación multifísica, automatización del diseño) con la usabilidad y la adaptación al ecosistema (soporte de fundición, estandarización, herramientas en la nube).
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cuál es la diferencia entre PDA y las herramientas EDA tradicionales?
La PDA se ocupa de dispositivos fotónicos/ópticos que obedecen a leyes físicas distintas a las de los circuitos electrónicos (propagación de ondas luminosas, interferencias, pérdidas ópticas, dependencia de la longitud de onda, acoplamiento térmico/óptico). Las herramientas EDA se ocupan de electrones, voltajes y corrientes. Dado que los sistemas contienen ambos, las herramientas deben abordar el diseño conjunto de electrónica y fotónica.
¿Por qué la PDA está ganando importancia ahora?
Dado que existe una creciente necesidad de mayores velocidades de datos, menor latencia y sistemas de comunicación más eficientes energéticamente (p. ej., para 5G/6G, centros de datos e IA), el mayor interés en aplicaciones como LiDAR, cuántica, detección óptica, servicios de fundición más económicos para fotónica de silicio y una mayor potencia de computación (nube/HPC) permiten simulaciones más avanzadas.
¿Cuáles son algunas de las mejores aplicaciones para PDA?
Telecomunicaciones (transceptores ópticos, moduladores), centros de datos, sensores (LiDAR, teledetección), óptica biomédica, investigación y academia, circuitos fotónicos cuánticos y nuevos dispositivos de borde/IA.
¿En qué se diferencia la implementación en la nube de la implementación local?
La implementación en la nube ofrece escalabilidad, colaboración más sencilla, acceso remoto y, posiblemente, un menor costo inicial. Sin embargo, las grandes empresas prefieren la implementación local por su control, seguridad, infraestructura existente y, en ocasiones, rendimiento.
¿Qué deben tener en cuenta las empresas al elegir una herramienta PDA?
Las características principales son: simulación multifísica correcta; soporte de diseño/optimización inverso; soporte de PDK de fundición; automatización adecuada de diseño y enrutamiento; verificación de capacidad de fabricación; interfaz fácil de usar; escalabilidad; buena documentación/soporte.
