1. Dabartinė optinių modulių pramonės kūrimo būsena ir varomoji jėga
Kaip pagrindinis optinio ryšio sistemos komponentas, optinis modulis atlieka pagrindinę fotoelektrinio signalo konvertavimo funkciją. Jo vystymasis tiesiogiai naudingas dėl sprogstamosios paklausos tokiose srityse kaip 5G, debesų kompiuterija, AI skaičiavimo galia ir duomenų centrai. Remiantis pramonės pranešimais, tikimasi, kad pasaulinės optinio modulio rinkos dydis išaugs nuo 1122 m. 11 milijardų JAV dolerių iki daugiau nei 20 milijardų JAV dolerių 2027 m., O metinis sudėtinis augimo tempas yra didesnis nei 10%. Kaip viena didžiausių vartotojų rinkų pasaulyje, Kinijos rinkos dydis siekė {4-5} milijardą 2022 m., O augimo tempas per ateinančius penkerius metus gali pasiekti daugiau nei 15%, o tai žymiai viršija pasaulio vidurkį.
Pagrindinė varomoji jėga:
Skaičiavimo energijos poreikio padidėjimas: AI didelis modelio mokymas ir samprotavimai kelia didesnius greitųjų duomenų perdavimo reikalavimus, skatinant pagreitintą ypač didelio greičio modulių, tokių kaip 800 g ir 1,6T, įgyvendinimą.
Duomenų centro išplėtimas: Pasaulinė ypač didelio masto duomenų centro konstrukcija (pvz., „East Data West Computing“ projektas) skatina didelio tankio, mažos galios optinių modulių paklausą.
5G tinklo gilinimas: 5G bazinė stotis „Fronthaul“/„Midshaul“/„Backhaul“ tinklai priklauso nuo didelio juostos pločio, mažo latentinio optinių modulių.
Silicio fotonikos technologijos proveržis: Silicio fotonikos technologija tapo pagrindine naujos kartos optinių modulių kryptimi per jos integraciją ir nebrangius pranašumus.
2. Pagrindiniai optinių modulių modeliai ir taikymo scenarijai
Optinių modulių modeliai yra padalyti pagal greitį, pakuotę, perdavimo atstumą ir kitus matmenis, o skirtingos specifikacijos yra pritaikytos įvairiems scenarijaus reikalavimams:
1. Padalinta iš greičio
100 g/200g modulis:
Taikymo scenarijai: 5G bazinė stotis „Midhaul“/„Backhaul“, „Metropolitan Area“ tinklas, įmonės lygio duomenų centro sujungimas.
Techninės savybės: palaiko 10-80 km perdavimą, priima „QSFP28“ pakuotę, suderinama su CWDM/DWDM technologija ir atitinka vidutinio pralaidumo reikalavimus.
Reprezentaciniai modeliai: 100G QSFP28 LR4 (10 km), 100G QSFP28 ER4 (40 km).
400 g modulis:
Taikymo scenarijai: Vidinis didelių duomenų centrų sujungimas (pvz., Lapų stuburo architektūra), AI treniruočių klasterių trumpalaikis perdavimas.
Techninės savybės: Dažniausiai naudojant QSFP-DD arba OSFP pakuotę, palaikant vieno režimo/kelių režimų optinį pluoštą, mažiau nei 9W energijos suvartojimą (Silicio fotonikos sprendimai turi didelių pranašumų).
Reprezentatyvūs modeliai: 400G QSFP-DD DR4 (500M), 400G OSFP LR8 (10 km).
800 g modulis:
Taikymo scenarijai: AI skaičiavimo centro GPU sujungimas, ypač didelio masto duomenų centro stuburo tinklas.
Techninės savybės: Silicio fotonikos technologija, kurioje dominuoja integruota vienos bangos 200G lustas, palaiko LPO („Linear Direct Drive“) technologiją, kad sumažintų energijos suvartojimą, ir prisitaiko prie CPO (bendro pakavimo) architektūros.
Reprezentatyvūs modeliai: 800G OSFP DR8 (500M), 800G OSFP 2 × FR4 (2km).
1.6T/3.2T modulis (ateities tendencija):
Taikymo scenarijai: naujos kartos AI skaičiavimo klasteriai, ypač ilgio atstumo tarpusavio ryšys (DCI) tarp duomenų centrų.
Techninės savybės: Silicio fotonika kartu su plonojo filmo ličio niobato moduliacijos technologija palaiko daugiau nei 200 g, suderinamą su CPO ir LPO tirpalais, vienos bangos ilgio greitį ir tikimasi, kad po 2026 m. Ji bus parduodama dideliu mastu.
2. Klasifikacija pagal paketo tipą
SFP/SFP+: prisitaiko prie mažesnių nei 10 g normų ir yra plačiai naudojamas įmonių tinklų prieigos sluoksnyje.
QSFP/QSFP28: Daugiausia dėmesio skiriama 40G/100G rinkai ir yra tinkamas jungtis duomenų centro lentynose.
QSFP-DD/OSFP: palaiko 400G/800G aukštus tarifus, atitinka didelio tankio laidų reikalavimus ir yra pagrindinis AI duomenų centrų sprendimas.
3. Klasifikacija pagal perdavimo režimą
Multimode modulis (850 nm bangos ilgis): trumpas atstumas (<2km) scenarios, such as interconnection between computer rooms in data centers.
Vieno režimo modulis (1310/1550NM bangos ilgis): tolimojo nuotolio (10-200 km) scenarijai, tokie kaip telekomunikacijų stuburo tinklai ir kryžminių duomenų centro perdavimas.
Iii. Ateities technologijų tendencijos ir iššūkiai
Technologijų evoliucijos kryptis:
Silicio fotoninė integracija: „Intel“, „Zhongji Xuchuan“ ir kiti gamintojai turi masiškai pagamintus 800 g silicio fotoninių modulių, o 1,6T lustai pateko į patikrinimo etapą.
Intelektualus valdymas: integruota savigniazės ir įspėjimo apie gedimus funkcijos, siekiant pagerinti tinklo veikimą ir priežiūros efektyvumą.
Mažos galios dizainas: LPO technologija gali sumažinti energijos suvartojimą 30%, o CPO sprendimas dar labiau sumažina elektrinio signalo nuostolius.
Pramonės iššūkiai:
Lustų lokalizacija: Didelės spartos optiniai lustai, viršijantys 25 g, vis dar priklauso nuo importo, o vidaus įmonės, tokios kaip optiniai komponentai ir „Yuanjie“ technologija, spartėja.
Standartinis suvienijimas: 800G/1,6T modulių pakavimo ir sąsajos protokolai reikalauja visuotinio bendradarbiavimo.
Iv. Išvada
Optinių modulių pramonė yra dvigubos „Speed Revolution“ ir „Technologijų iteracijos“ bangų. Per trumpą laiką 800 g moduliai dominuos AI skaičiavimo infrastruktūroje; Vidutinėje ir ilgalaikėje perspektyvoje 1,6T ir daugiau modelių silicio fotonika ir CPO technologijos integracija taps vadovaujančiomis aukštumomis. Tikimasi, kad turėdamos išlaidų ir reagavimo greičio pranašumus, tikimasi, kad Kinijos kompanijos dar labiau padidins savo dalį greitaeigių rinkoje, tačiau jos turi ir toliau peržengti pagrindinių technologijų kliūtį, kad galėtų susidoroti su tarptautine konkurencija.
Nuorodos: Pramonės ataskaitos, techniniai baltieji dokumentai, rinkos analizė.
