Stratistics MRC에 따르면 세계의 차세대 포토닉 결정 시장은 2025년에 47억 달러를 차지하며 예측 기간 중 CAGR은 12.6%로 성장하며, 2032년에는 108억 달러에 달할 전망입니다.
차세대 광 결정은 빛의 전파, 반사, 발광을 제어하여 빛을 조작하는 주기적 나노구조를 가진 첨단 소재입니다. 광학, 통신, 센서에 사용되며, 레이저 및 태양전지와 같은 용도에서 정밀한 광 제어를 가능하게 합니다. 기존의 광학적 제약에서 벗어난 이 결정은 고효율의 컴팩트한 설계를 실현하여 포토닉스 및 에너지 효율적인 기술을 위한 혁신적이고 고성능의 솔루션을 원하는 산업에 기여하고 있습니다.
Nature Photonics 저널에 따르면 이러한 나노 구조 재료는 빛을 조작하도록 설계되어 초 고효율 레이저, 광 컴퓨터, 완전한 빛 흡수를 가능하게 합니다.
소형화 전자제품에 대한 수요
이 시장을 주도하는 것은 점점 더 소형화, 고성능화되는 전자 및 포토닉 디바이스에 대한 끊임없는 수요입니다. 포토닉 크리스탈은 나노 스케일에서 전례 없는 빛의 제어를 가능하게 하며, 광칩, 초소형 센서, 첨단 디스플레이 등 소형화, 고속화, 에너지 효율이 높은 부품 개발에 필수적입니다. 이 능력은 컴퓨팅, 통신, 헬스케어 분야의 차세대 기술에 필수적이며, 기존 전자제품의 한계를 뛰어넘는 디바이스 통합과 성능의 한계를 뛰어넘는 것입니다.
복잡한 제조 비용
나노구조를 필요한 정밀도와 결함 공차로 제조하기 위해서는 매우 높은 비용과 복잡성이 큰 제약으로 작용합니다. 전자빔 리소그래피나 레이어 바이 레이어 증착과 같은 기술은 시간이 오래 걸리고, 특수 장비가 필요하며, 처리량이 낮아 대량 생산이 어렵습니다. 이러한 복잡한 제조 공정은 설비 투자와 단위당 비용이 높기 때문에 상업적 확장성과 채택은 주로 고가 용도에 국한되며, 성능이 비싼 가격을 정당화할 수 있는 고가 용도에 한정됩니다.
광컴퓨팅의 발전
큰 기회는 광컴퓨팅의 발전에 있으며, 광 결정은 광 결정이 기본 구성 요소입니다. 광 결정은 광 트랜지스터, 도파관, 로직 게이트의 역할을 하며, 전자 대신 빛을 이용해 처리하는 컴퓨터를 구현할 수 있으며, 속도와 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. AI 및 빅데이터 용도를 위해 기존 반도체 기반 컴퓨팅의 한계를 극복해야 할 필요성이 커지면서 이 분야에 대한 막대한 R&D 투자가 이루어지고 있으며, 이는 거대한 잠재 시장을 창출하고 있습니다.
특허 침해 위험
이 시장은 핵심 광결정 설계, 제조 방법, 응용을 둘러싼 고밀도 특허망으로 인해 큰 위협에 직면해 있습니다. 이러한 복잡한 지적재산권 상황을 파악하는 것은 어렵고, 특히 스타트업이나 신규 진출기업의 경우 부주의로 인한 특허 침해의 위험성이 높습니다. 길고 비용이 많이 드는 소송은 기술 혁신을 저해하고, 투자를 억제하며, 신기술의 상용화를 방해하고, 주요 특허를 보유한 소수의 대기업에 시장 지배력을 집중시킬 수 있습니다.
COVID-19 팬데믹은 초기에 세계 공급망을 혼란에 빠뜨려 연구와 생산을 지연시켰습니다. 그러나 장기적인 영향은 디지털 전환을 가속화하고 고급 컴퓨팅 및 통신 인프라의 필요성을 부각시키는 긍정적인 영향을 가져왔습니다. 원격 근무, 데이터 소비, 의료 진단 연구개발의 급증은 광기술에 대한 투자를 증가시켰습니다. 정부의 경기부양책에는 기술 및 반도체 독립에 대한 자금지원이 포함되는 경우가 많아 차세대 광결정 시장을 더욱 부추기고 있습니다.
예측 기간 중 리소그래피 기반 부문이 가장 큰 부문이 될 것으로 예측됩니다.
리소그래피 기반 부문은 가장 잘 확립된 확장 가능한 고정밀 나노 가공 기술, 특히 심자외선(DUV) 리소그래피와 극자외선(EUV) 리소그래피의 장점으로 인해 예측 기간 중 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. 반도체 산업에 의해 성숙된 이러한 방법은 상업적 광결정 응용에 필요한 크기와 균일성을 갖춘 주기적 나노구조를 대량 생산할 수 있습니다. 다른 방식에 비해 처리량이 상대적으로 높기 때문에 대량 생산에 가장 현실적인 선택이며, 이 분야에서 가장 높은 점유율을 확보하고 있습니다.
예측 기간 중 실리콘 부문은 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다.
예측 기간 중 실리콘 부문이 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예측됩니다. 이는 기존 CMOS 제조 생태계와의 탁월한 호환성을 바탕으로 광결정 소자와 전자회로를 단일 칩에 원활하게 통합할 수 있습니다. 실리콘 포토닉스는 데이터센터 및 AI 가속기의 코패키지 광학의 핵심 원동력입니다. 이 소재의 높은 굴절률로 인해 강력한 빛 포획과 초소형 디바이스를 가능하게 합니다. 실리콘 가공에 대한 방대한 인프라와 지식 기반은 개발 장벽과 비용을 크게 낮추어 빠른 보급과 최고 성장의 원동력이 되고 있습니다.
예측 기간 중 아시아태평양이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. 이는 TSMC, 삼성, SK하이닉스와 같은 대기업이 반도체 제조 및 전자기기 조립에서 절대적인 우위를 점하고 있기 때문입니다. 이 지역에는 거대한 가전제품 시장이 있고, 기술 연구개발에 대한 정부의 강력한 지원이 있으며, 통신 및 컴퓨팅과 같은 산업의 다운스트림 수요가 집중되어 있습니다. 재료 및 제조에서 최종 응용 장치 생산에 이르기까지 통합된 공급망으로 인해 APAC는 광결정 기술 상용화를 위한 가장 크고 가장 성숙한 시장으로 성장했습니다.
예측 기간 중 북미는 국방 기관(DARPA), 하이테크 대기업(구글, IBM, 인텔), 일류 대학의 기초 연구 및 개발에 대한 막대한 투자와 관련하여 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다. 이 지역은 광컴퓨팅, 양자정보처리, 첨단 센서 등 신흥 용도의 기술 혁신 거점입니다. CHIPS법과 같은 정부 지원 정책, 딥테크 스타트업에 대한 강력한 벤처캐피털 환경, 항공우주 및 국방 분야의 높은 수요가 급속한 기술 발전과 최고의 성장률을 견인하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Next-Gen Photonic Crystals Market is accounted for $4.7 billion in 2025 and is expected to reach $10.8 billion by 2032 growing at a CAGR of 12.6% during the forecast period. Next-gen photonic crystals are advanced materials with periodic nanostructures that manipulate light by controlling its propagation, reflection, or emission. Used in optics, telecommunications, and sensors, they enable precise light control for applications like lasers or solar cells. Free from traditional optical limitations, these crystals offer high efficiency and compact designs, catering to industries seeking innovative, high-performance solutions for photonics and energy-efficient technologies.
According to Nature Photonics, these nanostructured materials are engineered to manipulate light, enabling ultra-efficient lasers, optical computers, and perfect light absorption.
Miniaturized electronics demand
The market is driven by the insatiable demand for increasingly miniaturized and high-performance electronics and photonic devices. Photonic crystals enable unprecedented control over light at the nanoscale, which is critical for developing smaller, faster, and more energy-efficient components like optical chips, ultra-compact sensors, and advanced displays. This capability is essential for next-generation technologies in computing, telecommunications, and healthcare, pushing the boundaries of device integration and performance beyond the limits of conventional electronics.
Complex fabrication costs
A significant restraint is the extremely high cost and complexity associated with fabricating nanostructures with the required precision and defect tolerance. Techniques like electron-beam lithography and layer-by-layer deposition are time-consuming, require specialized equipment, and have low throughput, making mass production challenging. These complex fabrication processes result in high capital expenditure and per-unit costs, limiting commercial scalability and adoption to primarily high-value applications where performance justifies the premium price.
Optical computing advances
A major opportunity lies in the advancement of optical computing, where photonic crystals are fundamental building blocks. They can act as optical transistors, waveguides, and logic gates, potentially enabling computers that use light instead of electrons for processing, offering vastly superior speed and energy efficiency. The rising need to overcome the limitations of traditional semiconductor-based computing for AI and big data applications is driving significant R&D investment in this field, creating a massive potential market.
Patent infringement risks
The market faces a considerable threat from dense patent thickets surrounding core photonic crystal designs, fabrication methods, and applications. Navigating this complex intellectual property landscape is challenging and poses a high risk of inadvertent infringement, especially for startups and new entrants. Lengthy and costly litigation can stifle innovation, deter investment, and prevent the commercialization of novel technologies, consolidating market power among a few large holders of key patents.
The COVID-19 pandemic initially disrupted global supply chains, delaying research and production. However, its long-term impact was positive, accelerating the digital transformation and highlighting the critical need for advanced computing and telecommunications infrastructure. The surge in remote work, data consumption, and R&D in medical diagnostics increased investment in photonics technologies. Government recovery packages often included funding for tech and semiconductor independence, further boosting the next-gen photonic crystals market.
The lithography-based segment is expected to be the largest during the forecast period
The lithography-based segment is expected to account for the largest market share during the forecast period, resulting from its dominance as the most established and scalable high-precision nanofabrication technique, particularly deep ultraviolet (DUV) and extreme ultraviolet (EUV) lithography. These methods, matured by the semiconductor industry, allow for the mass production of periodic nanostructures with the feature sizes and uniformity required for commercial photonic crystal applications. Their relatively higher throughput compared to alternatives makes them the most viable option for volume manufacturing, securing the segment's leading market share.
The silicon segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the silicon segment is predicted to witness the highest growth rate, propelled by its unparalleled compatibility with the existing CMOS fabrication ecosystem, enabling seamless integration of photonic crystal devices with electronic circuits on a single chip. Silicon photonics is a key enabler for co-packaged optics in data centers and AI accelerators. The material's high refractive index allows for strong light confinement and ultra-compact devices. The vast infrastructure and knowledge base for silicon processing drastically lower development barriers and costs, driving rapid adoption and the highest growth.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share, attributed to its absolute dominance in semiconductor manufacturing and electronics assembly, with giants like TSMC, Samsung, and SK Hynix. The region has a massive consumer electronics market, strong government support for tech R&D, and a concentrated downstream demand from industries like telecommunications and computing. This integrated supply chain, from materials and fabrication to end-use device production, makes APAC the largest and most mature market for commercializing photonic crystal technologies.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR associated with, heavy investment in foundational R&D from defense agencies (DARPA), tech giants (Google, IBM, Intel), and leading universities. The region is a hub for innovation in emerging applications like optical computing, quantum information processing, and advanced sensors. Supportive government policies like the CHIPS Act, a strong venture capital environment for deep-tech startups, and high demand from the aerospace and defense sectors are driving rapid technological advancement and the highest growth rate.
Key players in the market
Some of the key players in Next-Gen Photonic Crystals Market include Corning Incorporated, Furukawa Electric Co. Ltd., GLOphotonics SAS, Gooch & Housego, Hamamatsu Photonics K.K., IPG Photonics Corporation, NKT Photonics A/S, Opalux Inc., Photonic Lattice Inc., NeoPhotonics Corporation, II-VI Incorporated, Lumentum Holdings Inc., Finisar Corporation, Broadcom Inc., Cisco Systems, Inc., and Intel Corporation.
In September 2025, Hamamatsu Photonics K.K. launched its new high-sensitivity biosensor platform utilizing defect-engineered photonic crystals. The technology allows for the real-time, label-free detection of single molecules, targeting advancements in pharmaceutical research and point-of-care medical diagnostics.
In August 2025, Corning Incorporated received a significant grant from the U.S. Department of Energy to scale up production of its proprietary hollow-core photonic crystal fiber. This fiber, which guides light through air, promises near-light-speed data transmission with significantly reduced latency for critical infrastructure and high-performance computing applications.