1. Optiskā moduļa nozares attīstības pašreizējais statuss un virzītājspēks
Kā optiskās sakaru sistēmas pamatkomponents, optiskais modulis uzņemas fotoelektriskā signāla pārveidošanas galveno funkciju. Tās attīstība tieši gūst labumu no sprādzienbīstamā pieprasījuma tādās jomās kā 5G, mākoņdatošana, AI skaitļošanas jauda un datu centri. Saskaņā ar nozares ziņojumiem paredzams, ka globālā optiskā moduļa tirgus lielums 2022. gadā palielināsies no USD 11 miljardiem līdz vairāk nekā 20 miljardiem USD 2027. gadā, un gada savienojuma pieauguma temps pārsniedz 10%. Kā viens no pasaules lielākajiem patērētāju tirgiem, Ķīnas tirgus lielums 2022. gadā ir sasniedzis USD 4-5 miljardu, un pieauguma temps nākamajos piecos gados var sasniegt vairāk nekā 15%, ievērojami pārsniedzot vidējo līmeni pasaules mērogā.
Core virzītājspēks:
Skaitļošanas jaudas pieprasījuma pieaugums: AI lielas modeļa apmācība un argumentācija izvirza augstākas prasības ātrgaitas datu pārraidei, veicinot paātrinātu ultra-augstas ātruma moduļu, piemēram, 800 g un 1,6 t ieviešanu, veicinot.
Datu centra paplašināšana: globālā īpaši lielā mēroga datu centra konstrukcija (piemēram, projekts "East Data West Computing") izraisa pieprasījumu pēc augstas blīvuma, mazjaudas optiskajiem moduļiem.
5G tīkla padziļināšana: 5G bāzes stacija Fronthaul/Midhaul/atpakaļgaitas tīkli paļaujas uz augsta joslas platuma un zema latentuma optiskajiem moduļiem.
Silīcija fotonikas tehnoloģijas izrāviens: Silīcija fotonikas tehnoloģija ir kļuvusi par nākamās paaudzes optisko moduļu galveno virzienu, izmantojot tās integrācijas un lētās priekšrocības.
2. Galvenie optisko moduļa modeļi un lietojumprogrammu scenāriji
Optisko moduļa modeļi tiek sadalīti pēc ātruma, iesaiņojuma, pārraides attāluma un citām izmēriem, un dažādas specifikācijas ir pielāgotas dažādām scenārija prasībām:
1. Dalīts ar ātrumu
100G/200G modulis:
Pieteikšanās scenāriji: 5G bāzes stacija Midhaul/atpakaļgaita, Metropolitēna apgabala tīkls, uzņēmuma līmeņa datu centra savienojums.
Tehniskās funkcijas: atbalsta 10-80 KM pārraide, pieņem QSFP28 iepakojumu, ir savietojams ar CWDM/DWDM tehnoloģiju un atbilst vidēja joslas platuma prasībām.
Reprezentatīvie modeļi: 100G QSFP28 LR4 (10 km), 100G QSFP28 ER4 (40 km).
400G modulis:
Lietojumprogrammas scenāriji: Lielo datu centru (piemēram, lapu mugurkaula arhitektūras) iekšēja savienošana, AI apmācības kopu īsās attāluma pārraide.
Tehniskās īpašības: galvenokārt izmantojot QSFP-DD vai OSFP iepakojumu, atbalstot viena režīma/daudzmode optisko šķiedru, enerģijas patēriņam, kas mazāks par 9 W (silīcija fotonikas risinājumiem ir ievērojamas priekšrocības).
Reprezentatīvie modeļi: 400G QSFP-DD DR4 (500 m), 400G OSFP LR8 (10 km).
800G modulis:
Lietojumprogrammu scenāriji: AI skaitļošanas centra GPU starpsavienojums, īpaši liela mēroga datu centra mugurkaula tīkls.
Tehniskās īpašības: Silīcija fotonikas tehnoloģiju dominējošā, integrētā viena viļņa 200G mikroshēma, atbalsta LPO (Linear Direct Drive) tehnoloģiju, lai samazinātu enerģijas patēriņu, un pielāgojas CPO (līdzpakāpšanās) arhitektūrai.
Reprezentatīvie modeļi: 800 g OSFP DR8 (500 m), 800G OSFP 2 × FR4 (2km).
1,6t/3.2t modulis (nākotnes tendence):
Lietojumprogrammas scenāriji: nākamās paaudzes AI skaitļošanas kopas, īpaši garas distances starpsavienojums (DCI) starp datu centriem.
Tehniskās īpašības: Silīcija fotonika apvienojumā ar plānas filmas litija niobāta modulācijas tehnoloģiju, atbalsta viena viļņa garuma ātrumu vairāk nekā 200 g, kas ir savietojams ar CPO un LPO risinājumiem, un paredzams, ka tā būs komerciāli pieejama plašā mērogā pēc 2026. gada.
2. Klasifikācija pēc paketes veida
SFP/SFP+: pielāgojas likmēm zem 10 g un tiek plaši izmantots uzņēmuma tīklu piekļuves slānī.
QSFP/QSFP28: koncentrējas uz 40G/100G tirgu un ir piemērots savienojumiem datu centra plauktos.
QSFP-DD/OSFP: atbalsta 400G/800G augstas likmes, atbilst augstas blīvuma vadu prasībām un ir galvenais risinājums AI datu centriem.
3. Klasifikācija ar pārraides režīmu
Multimode modulis (850nm viļņa garums): īss distance (<2km) scenarios, such as interconnection between computer rooms in data centers.
Viena režīma modulis (1310/1550nm viļņa garums): tālsatiksmes ({10-200 km) scenāriji, piemēram, telekomunikāciju mugurkaula tīkli un savstarpējo datumu centra pārraide.
III. Nākotnes tehnoloģiju tendences un izaicinājumi
Tehnoloģiju evolūcijas virziens:
Silīcija fotoniskā integrācija: Intel, Zhongji Xuchuan un citi ražotāji ir masveidā ražojuši 800 g silīcija fotoniskos moduļus, un 1,6T mikroshēmas ir ienākuši verifikācijas posmā.
Saprātīga vadība: integrētas pašdiagnozes un kļūdas brīdināšanas funkcijas, lai uzlabotu tīkla darbību un uzturēšanas efektivitāti.
Zemas jaudas dizains: LPO tehnoloģija var samazināt enerģijas patēriņu par 30%, un CPO risinājums vēl vairāk samazina elektriskā signāla zudumus.
Nozares izaicinājumi:
CHIP lokalizācija: ātrgaitas optiskās mikroshēmas virs 25 g joprojām ir atkarīgas no importa, un tādi vietējie uzņēmumi kā optiskie komponenti un Yuanjie tehnoloģija paātrina izrāvienus.
Standarta apvienošana: 800G/1,6T moduļu iesaiņojuma un interfeisa protokoliem nepieciešama globāla sadarbība.
Iv. Secinājums
Optiskā moduļa nozare atrodas divkāršos "ātruma revolūcijas" un "tehnoloģiju iterācijas" viļņos. Īstermiņā 800G moduļi dominēs AI skaitļošanas infrastruktūrā; Vidējā un ilgtermiņā, 1,6T un virs modeļiem, silīcija fotonika un CPO tehnoloģiju integrācija kļūs par komandējošo augstumu. Paredzams, ka, ņemot vērā izmaksu un reakcijas ātruma priekšrocības, Ķīnas uzņēmumi vēl vairāk paplašinās savu daļu ātrgaitas tirgū, taču viņiem ir jāturpina izlauzties caur pamatkodēm, lai tiktu galā ar starptautisko konkurenci.
Atsauces: nozares ziņojumi, tehniskie baltie dokumenti, tirgus analīze.
