سوق شرائح الخلايا العصبية الفوتونية

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق شريحة الخلايا العصبية الفوتونية العالمية بشكل كبير بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 38٪ خلال الفترة المتوقعة.

شريحة الخلايا العصبية الفوتونية هي نوع من شرائح الكمبيوتر التي تعالج البيانات دون استخدام الكهرباء. ومن المحتمل أن يعمل هذا النوع من المعالجات الدقيقة بشكل أسرع ويستخدم طاقة أقل من الرقائق التقليدية. وقد تم سابقًا إنشاء نماذج أولية للشبكات العصبية الضوئية، وهي أنظمة يمكنها محاكاة عمل الدماغ، باستخدام أجهزة الخلايا العصبية الفوتونية. والمركبات ذاتية القيادة والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي هي بعض الاستخدامات المحتملة لأجهزة الخلايا العصبية الفوتونية. ويمكن أن يُعزى توسع السوق إلى الطلب المتزايد على التطبيقات التي تستخدم الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي. والاستخدام المتزايد للدوائر العصبية الفوتونية في تطبيقات معالجة البيانات والتعرف على الصور هو عامل آخر يدفع توسع هذا السوق.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

• أصبحت تطبيقات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي أكثر وأكثر شعبية، ويمكن تحسين كفاءة تطبيقات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي بشكل كبير باستخدام شرائح الخلايا العصبية الفوتونية، مما يجعلها أسرع وأكثر فعالية. ومن المتوقع أن ترتفع الحاجة إلى شرائح الخلايا العصبية الفوتونية مع استمرار مثل هذه الاستخدامات في اكتساب القبول والاستخدام.
• مع اقتراب أساليب الحوسبة عالية الأداء الحالية من القيود المادية، هناك طلب متزايد على أساليب حوسبة عالية الأداء جديدة. تنجذب التطبيقات عالية الأداء إلى شرائح الخلايا العصبية الفوتونية لأنها تحمل وعدًا بمعالجة أسرع وأكثر فعالية إلى حد كبير.
• إن تصنيع شرائح الخلايا العصبية الفوتونية الأكثر تعقيدًا وفعالية أصبح ممكنًا بفضل اختراع مواد فوتونية جديدة وطرق تصنيع جديدة. ومن المتوقع أن تنمو وظائف شرائح الخلايا العصبية الفوتونية مع تقدم هذه التقنيات.

قيود السوق

• تكاليف التطوير المرتفعة

إن تكلفة تصميم وإنتاج شرائح الخلايا العصبية الفوتونية قد تمنع الشركات أو المنظمات الصغيرة من استخدامها. وهذا من شأنه أن يقلل من حجم السوق المحتملة ويبطئ الابتكار.

• الافتقار إلى المعرفة والفهم

قد يفتقر المستهلكون المهتمون بشرائح الخلايا العصبية الفوتونية إلى المعرفة والفهم لأن الفوتونيات مجال حديث ومعقد نسبيًا. وقد يعيق هذا توسع السوق ويبطئ التبني

فرص السوق

• كفاءة الطاقة

وبما أن استهلاك الطاقة أصبح عاملاً أكثر أهمية في الحوسبة، فقد تكون شرائح الخلايا العصبية الفوتونية حلاً مرغوبًا فيه لمجموعة متنوعة من التطبيقات بسبب استهلاكها المنخفض للطاقة .

• تطورات مثيرة في تطبيقات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي

مع استمرار تطور تطبيقات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، فإن ذلك من شأنه أن يزيد من فرص المعدات التي قد تتعامل مع هذه التقنيات. ويمثل ظهور شرائح الخلايا العصبية الفوتونية فرصة مثيرة للشركات لتحسين فعالية وكفاءة تطبيقاتها، مما يمنحها ميزة تنافسية في مجالاتها المعنية.

إن التركيز المتزايد على تطبيقات الحوسبة العصبية والذكاء الاصطناعي هو أحد الاتجاهات الرئيسية في سوق رقائق الخلايا العصبية الفوتونية. وبالمقارنة بالرقائق الإلكترونية التقليدية، توفر رقائق الخلايا العصبية الفوتونية عددًا من المزايا، بما في ذلك أوقات المعالجة الأسرع واستهلاك أقل للطاقة. وبالتالي فهي مناسبة للاستخدام في الشبكات العصبية، والرؤية الآلية، وتطبيقات معالجة اللغة الطبيعية في الذكاء الاصطناعي.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• معالجة الإشارات

تُعرف عملية تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية والعكس بالعكس باسم معالجة الإشارات. يتم تطبيق طرق مختلفة على البيانات في معالجة الإشارات قبل أن تتدفق من جهاز واحد إلى آخر. الغرض الأساسي من هذه الشريحة هو اكتشاف الأنماط في أشعة الضوء التي تنتقل من المصدر إلى الوجهة وتحديدها وتصنيفها.

• معالجة البيانات

إن عملية ترتيب البيانات وتعديلها وتغييرها بهدف إنتاج معلومات جديدة تُعرف باسم معالجة البيانات. وهي مكون أساسي في الرقائق العصبية الفوتونية التي تساعد في تطوير الشبكات العصبية الاصطناعية. ويمكن محاكاة سلوك الخلايا العصبية والمشابك العصبية في الدماغ باستخدام هذه التقنية.

• التعرف على الصورة

تُعرف عملية التعرف على الأشياء والأشخاص والأماكن والأنشطة في الصور الفوتوغرافية بالتعرف على الصور. ويُعَد تحديد الصور وتصنيفها وتفسيرها مجالًا آخر من مجالات الذكاء الاصطناعي. وتُعَد الشريحة الفوتونية العصبية الشكلية جهازًا للتعرف على الصور يعالج البيانات دون استخدام الطاقة. وبالمقارنة بأنظمة التعرف على الصور التقليدية، فهي أسرع وأكثر فعالية.

تقسيم حسب التطبيق

• الطيران

يمكن استخدام شرائح الخلايا العصبية الفوتونية لتعزيز وظائف وفعالية الأنظمة الموجودة على متن الطائرات في قطاع الطيران. على سبيل المثال، يمكن تطبيقها على تحليل البيانات التي تم جمعها بواسطة أجهزة الاستشعار من أنظمة طائرات متعددة أو أنظمة التحكم في الطيران.

• الاتصالات السلكية واللاسلكية

يمكن استخدام شرائح الخلايا العصبية الفوتونية لتعزيز كفاءة مرافق التخزين وهياكل الشبكات في قطاع الاتصالات. كما يمكن استخدامها لتسريع وتحسين كفاءة أدوات ومعدات الاتصالات، مثل أجهزة التوجيه والمفاتيح.

• سيارة

تتمتع شرائح الخلايا العصبية الفوتونية بإمكانية الاستفادة منها في أنظمة مساعدة السائق المتقدمة والمستقلة، أو ADAS، لقطاع السيارات. يمكن تضمينها في أجهزة الاستشعار وأنظمة المعالجة، على سبيل المثال، لزيادة سرعة ودقة اكتشاف العناصر والتعرف عليها، أو يمكن استخدامها في إنشاء شبكات عصبية متطورة لاتخاذ القرارات بشكل مستقل.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم سوق شرائح الخلايا العصبية الفوتونية العالمية حسب المنطقة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

أمريكا الشمالية

من حيث حصة الإيرادات، سيطرت أمريكا الشمالية على السوق العالمية في عام 2017. ويمكن إلقاء اللوم على انتشار اللاعبين ومرافق البحث المنخرطة في إنشاء رقائق الشكل العصبي الفوتوني في التوسع. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تعمل استثمارات الشركات المتزايدة في تطوير هذه الرقائق طوال فترة التوقعات على تغذية التوسع الإقليمي.

أوروبا

ومن المتوقع أن تزيد مبيعات شرائح الخلايا العصبية الفوتونية بشكل كبير في أوروبا. وبالإضافة إلى الاهتمام المتزايد بالحوسبة العصبية والذكاء الاصطناعي، تتمتع هذه المنطقة بتاريخ طويل في تمويل البحث والتطوير. ومن المرجح أن تكون المملكة المتحدة وفرنسا وألمانيا من اللاعبين الرئيسيين في هذه الصناعة.

آسيا والمحيط الهادئ

ومن المتوقع أن ينمو الطلب العالمي على شرائح الخلايا العصبية الفوتونية بشكل كبير في هذا المجال. وتتخذ العديد من أكبر شركات الإلكترونيات في العالم من هذا المجال مقراً لها، وهو ما يضع أيضاً أهمية كبيرة على الاختراع والتطوير. ومن المتوقع أن تلعب كوريا الجنوبية واليابان والصين دوراً رئيسياً في هذا السوق.

اللاعبون الرئيسيون

1. أبحاث الدماغ التطبيقية
2. شركة براين شيب القابضة
3. هيوليت باكارد إنتربرايز
4. مجموعة سامسونج
5. شركة آي بي إم
6. الرؤية العامة
7. شركة إنتل

التطورات الأخيرة

• كشف متخصصون من مؤسسة كاليفورنيا التعليمية وبيركلي وشركة إنتل عن ابتكار شريحة عصبية فوتونية جديدة في نوفمبر 2021. يمكن لهذه الشريحة معالجة البيانات بسرعة تصل إلى 20 مرة أسرع من النماذج السابقة. قد ينتج عن هذا الابتكار تطوير تطبيقات الذكاء الاصطناعي والحاسوب الأكثر تطورًا في المستقبل.
• أعلنت المفوضية الأوروبية في سبتمبر/أيلول 2021 أنها ستستثمر على مدى السنوات السبع المقبلة 2 مليار يورو في برنامج بحثي جديد يهدف إلى ابتكار تكنولوجيا متطورة، بما في ذلك شرائح الخلايا العصبية الفوتونية. ويشكل هذا البرنامج عنصراً من عناصر حملة أكبر لتعزيز التفكير الإبداعي والقدرة التنافسية في أوروبا.