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Chaque grande phase de déploiement technologique produit son propre goulot d'étranglement, et à chaque fois, le consensus initial l'a mal identifié. En 2021, c'était la puissance de calcul. En 2023, la mémoire.
Aujourd'hui, le point de friction s'est déplacé vers l'infrastructure entre les puces, l'interconnexion elle-même. Et c'est précisément là que la photonique entre en scène, non plus comme technologie périphérique de transmission longue distance, mais comme composant critique du cœur des infrastructures d'intelligence artificielle.
Le cuivre a atteint ses limites physiques
La photonique est la science et la technologie permettant de transmettre des données sous forme d'impulsions de lumière laser dans la fibre optique, par opposition aux signaux électriques dans des câbles en cuivre.
Cette distinction, est devenue stratégique. À l'échelle des clusters de GPU actuels, où des milliers d'accélérateurs graphiques échangent en permanence des volumes massifs de données, la bande passante du cuivre devient un plancher plutôt qu'un plafond.
Les Co-Packaged Optics (CPO) ont longtemps promis de transformer la connectivité des data centers, mais c'est seulement en 2025 que des produits réellement déployables sont arrivés sur le marché.
Entre-temps, les transceivers enfichables avaient maintenu le rythme grâce à leur rapport coût-efficacité et leur standardisation. Mais les exigences de bande passante, de portée, de densité et de fiabilité liées aux charges de travail IA vont bientôt dépasser ce que les transceivers peuvent fournir. L'heure de la migration vers l'optique intégrée a donc sonné.
NVIDIA et les hyperscalers : le signal industriel le plus fort
Les preuves de cette bascule s'accumulent, et elles viennent des acteurs les mieux placés pour la lire. NVIDIA, qui définit de facto les standards de l'infrastructure IA mondiale, a franchi un cap décisif. Lors du GTC 2025, Jensen Huang a introduit deux nouvelles technologies de commutation réseau sur silicium photonique, Spectrum-X et Quantum-X, conçues pour scaler les « usines IA » jusqu'à des millions de GPU interconnectés à 1,6 Tb/s.
Huang a affirmé que les data centers pourraient économiser « des dizaines de mégawatts » de consommation grâce à cette technologie, sur laquelle NVIDIA travaille depuis cinq ans, impliquant notamment Lumentum, Coherent, TSMC, Corning et Foxconn.
Sur le plan du calendrier, les systèmes CPO de NVIDIA, dont la disponibilité commerciale est prévue pour 2026, devraient délivrer une bande passante leader de 409,6 Tb/s avec 512 ports à 800 Gb/s, posant un nouveau standard pour le déploiement des usines IA à l'ère agentique.
De son côté, le switch Spectrum-X Ethernet Photonics intègre les CPO directement sur l'ASIC pour dépasser les limites de la signalisation électrique dans les clusters IA à grande échelle, avec une efficacité énergétique cinq fois supérieure et une résilience réseau dix fois améliorée par rapport aux solutions conventionnelles.
La dynamique dépasse NVIDIA. Alphabet a révélé que son réseau de data centers Jupiter compte plus d'un million de ports de transceivers optiques. Amazon Web Services a annoncé que sa puce d'IA Trainium2 intègre des entrées/sorties photoniques conçues pour une bande passante d'interconnexion nettement supérieure à celle de son prédécesseur. Microsoft, de son côté, accorde dans ses plans pluriannuels une priorité explicite aux réseaux optiques.
L'Europe se positionne : STMicroelectronics et Tower Semiconductor en première ligne
Le signal industriel ne vient pas que des États-Unis. En Europe, les acteurs de la chaîne de valeur photonique sont entrés dans une phase de production industrielle à grande échelle.
STMicroelectronics est entré en production à grande échelle pour sa plateforme PIC100 basée sur la photonique sur silicium en mars 2026, utilisée par les hyperscalers pour les interconnexions optiques de data centers et clusters d'IA. Les émetteurs-récepteurs PIC100 800G et 1,6T permettent une bande passante plus élevée, une latence réduite et une meilleure efficacité énergétique face à l'augmentation des charges de travail en intelligence artificielle.
La plateforme PIC100 TSV est conçue pour prendre en charge les futures générations d'optique NPO (Near Packaged Optics) et CPO (Co-Packaged Optics), en ligne avec les trajectoires de migration à long terme des hyperscalers vers une intégration optique-électronique plus poussée.
Tower Semiconductor, de son côté, a sécurisé environ 1,3 milliard de dollars de contrats pour des composants destinés aux infrastructures IA de nouvelle génération. En février 2026, Tower a noué des partenariats avec NVIDIA et Scintil Photonics pour des modules optiques 1,6T et des lasers DWDM, renforçant son positionnement sur la photonique sur silicium et les solutions BiCMOS pour la co-packaged optics.
Des chiffres de marché qui confirment l'ampleur du basculement
Les projections de marché illustrent une dynamique de croissance remarquable, à chaque niveau de la chaîne de valeur.
Selon le cabinet LightCounting, le marché des interconnexions optiques pour data centers a atteint 15,5 milliards de dollars en 2025 et pourrait dépasser 34 milliards de dollars d'ici 2030, avec un taux de croissance annuel moyen de 17 %. La part de marché des émetteurs-récepteurs architecturés autour de modulateurs photoniques sur silicium devrait passer de 30 % en 2024 à 60 % d'ici 2030, signalant une migration technologique massive en cours.
Sur le segment de la photonique sur silicium stricto sensu, le marché mondial est évalué à 2,2 milliards de dollars en 2025 et devrait atteindre près de 11,8 milliards de dollars d'ici 2035, avec un TCAC de 18,1 %.
D'autres cabinets d'analyse, comme Mordor Intelligence, retiennent des hypothèses encore plus dynamiques, avec un TCAC de 27 % entre 2026 et 2031. Quelle que soit la fourchette retenue, l'ordre de grandeur est le même : un marché qui quintuplerait en moins d'une décennie.
Une chaîne de valeur complexe, segment par segment
La photonique ne se résume pas à un seul composant ou à une seule entreprise. C'est un écosystème stratifié, où chaque couche obéit à sa propre dynamique d'offre et de demande.
En amont, les fabricants de matériaux III-V (arséniure de gallium, phosphure d'indium) fournissent les substrats laser indispensables à l'émission lumineuse. La start-up Scintil Photonics, par exemple, a développé une technologie unique d'intégration de matériaux III-V dans la puce en silicium grâce à une technologie de collage moléculaire issue du CEA, permettant une précision inégalée dans l'alignement des lasers et augmentant ainsi le débit sans perte d'efficacité.
Au niveau des composants, les lasers, modulateurs, multiplexeurs et photodétecteurs forment des sous-ensembles distincts avec leurs propres concentrations d'acteurs. À l'étage des systèmes, les transceivers enfichables coexistent avec les architectures CPO, et cette coexistence elle-même est un enjeu stratégique pour les opérateurs qui arbitrent entre standardisation, coût et performances.
Au-delà des data centers : les relais de croissance de long terme
Si la demande des hyperscalers IA constitue le moteur immédiat du cycle, la photonique sur silicium adresse un spectre d'applications bien plus large, dont plusieurs sont encore en phase d'émergence.
Dans l'automobile, le LiDAR, technologie de détection par lumière laser, est en passe de devenir un équipement standard pour les véhicules de niveau 3 et au-delà. Les puces photoniques intégrées permettent de regrouper plusieurs fonctionnalités optiques sur une seule puce, créant des solutions précises, économiques et suffisamment légères pour les systèmes ADAS et de surveillance des composants critiques dans les véhicules électriques. La convergence entre décarbonation du transport et montée en puissance des systèmes de perception autonome crée ici une double demande structurelle.
En Europe, l'agenda climatique constitue un autre vecteur. Les mandats de réduction carbone imposés aux opérateurs d'infrastructures numériques poussent à une adoption plus rapide des interconnexions optiques, moins énergivores que leurs équivalents électriques.
L'intégration des technologies photoniques dans les data centers peut réduire la consommation d'énergie jusqu'à 20 % par rapport aux interconnexions électroniques traditionnelles, un argument de poids dans un contexte de pression réglementaire croissante sur l'empreinte carbone des infrastructures numériques.
À plus long terme, la photonique apparaît désormais comme un élément central de la stratégie quantique, capable d'apporter des solutions concrètes en calcul, capteurs, communications et métrologie. Le calcul quantique photonique, la métrologie de précision, les capteurs biomédicaux de nouvelle génération : autant de marchés encore embryonnaires, mais dont la photonique sur silicium constitue l'infrastructure de base.
Un thème d'investissement à plusieurs vitesses
La complexité de la chaîne de valeur photonique est précisément ce qui en fait un terrain d'investissement exigeant, et potentiellement différenciant. Les fonds thématiques passifs, rééquilibrés trimestriellement sur des indices constitués a posteriori, tendent à capturer un thème une fois qu'il est déjà valorisé dans les cours. Or la photonique se trouve encore, pour partie, dans la phase où les fondamentaux industriels précèdent la reconnaissance financière large.
La thèse repose sur un déplacement de goulot d'étranglement bien documenté, validé par les feuilles de route publiques des plus grands acteurs technologiques mondiaux. Elle implique des entreprises cotées dans plusieurs régions, États-Unis, Europe, Asie-Pacifique, à plusieurs niveaux de la chaîne : matériaux, composants, systèmes, production de fonderie.
Et elle se déploie sur un horizon suffisamment long pour ne pas dépendre d'un seul cycle de capex des hyperscalers. C'est ce type de structure, multi-acteurs, multi-géographies, multi-horizons, qui caractérise les vrais mégatrends d'investissement. La lumière, en somme, commence tout juste à éclairer les portefeuilles.
