1. Текущий статус и движущая сила развития отрасли оптических модулей
В качестве основного компонента системы оптической связи, оптический модуль предпринимает ключевую функцию преобразования фотоэлектрического сигнала. Его развитие непосредственно выигрывает от взрывного спроса в таких областях, как 5G, облачные вычисления, компьютерные и центры данных ИИ. Согласно отраслевым отчетам, глобальный размер рынка оптических модулей, как ожидается, будет расти с 11 млрд. Долл. США в 2022 году до более чем 20 млрд. Долл. США в 2027 году, а годовой темпы роста составления составит более 10%. Как один из крупнейших в мире потребительских рынков, размер рынка Китая достиг чем -то в 2022 году, а темпы роста в ближайшие пять лет могут достигать более 15%, что значительно превышает среднее значение мирового уровня.
Основная движущая сила:
Вскоре в вычислительном спросе на мощность: обучение и рассуждения AI крупной модели и рассуждения выдвинули более высокие требования к высокоскоростной передаче данных, способствуя ускоренной реализации модулей сверхскоростной скорости, таких как 800G и 1,6t.
Расширение центра обработки данных: глобальная сверхуровяная конструкция центров обработки данных (например, проект «East Data West Computing») приводит к спросу на оптические модули с высокой плотностью.
5G Сеть углубление: базовая станция 5G Fronthaul/Midhaul/Backhaul Networks полагаются на оптические модули с высокой пропускной способностью, с низкой задержкой.
Прорыв технологий кремния фотоники: технология кремния фотоники стала основным направлением оптических модулей следующего поколения благодаря ее интеграции и недорогим преимуществам.
2 Основные модели оптических модулей и сценарии приложений
Модели оптических модулей делятся в зависимости от скорости, упаковки, расстояния передачи и других размеров, а различные спецификации адаптированы к разнообразным сценариям:
1 Разделен на скорость
Модуль 100 г/200 г:
Сценарии применения: базовая станция 5G Midhaul/Backhaul, сеть столичной области, взаимосвязь центра обработки данных на уровне предприятия.
Технические функции: Поддерживает 10-80 Км. Передача, принимает упаковку QSFP28, совместима с технологией CWDM/DWDM и соответствует требованиям средней полосы пропускания.
Репрезентативные модели: 100G QSFP28 LR4 (10 км), 100G QSFP28 ER4 (40 км).
Модуль 400 г:
Сценарии применения: Внутренняя взаимосвязь крупных центров обработки данных (таких как архитектура листьев), короткая передача обучающих кластеров искусственного интеллекта.
Технические функции: в основном использование QSFP-DD или OSFP упаковки, поддержка одномодового/многомодового оптического волокна, энергопотребление менее 9 Вт (Silicon Photonics Solutions имеет значительные преимущества).
Репрезентативные модели: 400G QSFP-DD DR4 (500M), 400G OSFP LR8 (10 км).
Модуль 800G:
Сценарии приложений: Связь с ГПУ компьютеров ИИ, сверхуровневая сеть центров обработки данных с сверхуровневым масштабом.
Технические функции: встроенная в комплексная одноволновая чип 200G, в которой доминировали в кремниевой фотонике, поддерживает технологию LPO (Linear Direct Drive) для снижения энергопотребления, и адаптируется к архитектуре CPO (Co-Package).
Репрезентативные модели: 800G OSFP DR8 (500M), 800G OSFP 2 × FR4 (2 км).
Модуль 1,6t/3.2t (будущая тенденция):
Сценарии приложений: вычислительные кластеры AI следующего поколения, с сверхурочной дистанции взаимодействия между центрами обработки данных.
Технические особенности: кремниевая фотоника в сочетании с технологией модуляции литий-лития лития, поддерживает одноволновую длину более 200 г, совместимую с растворами CPO и LPO, и, как ожидается, будет коммерчески доступно в крупномасштабных после 2026 года.
2 Классификация по типу пакета
SFP/SFP+: адаптируется к показателям ниже 10 г и широко используется на уровне доступа корпоративных сетей.
QSFP/QSFP28: фокусируется на рынке 40/100G и подходит для соединений в стойках центра обработки данных.
QSFP-DD/OSFP: поддерживает высокие показатели 400 г/800 г, соответствует требованиям проводки высокой плотности и является основным решением для центров обработки данных искусственного интеллекта.
3 Классификация по режиму передачи
Многомодовый модуль (длина волны 850 нм): короткое расстояние (<2km) scenarios, such as interconnection between computer rooms in data centers.
Одномодный модуль (1310/1550 нм Длина волны): сценарии с длинным дистанцией (10-200 км), такие как сети направленности телекоммуникаций и центральная передача центра.
Iii. Будущие технологические тенденции и проблемы
Направление эволюции технологий:
Кремниевая фотонная интеграция: Intel, Zhongji Suchuan и другие производители имеют массовые модули 800 г кремниевых фотонных модулей, а 1,6T Chips вступили в стадию проверки.
Интеллектуальное управление: интегрированный самодиагностика и функции предупреждения о разломах для повышения эффективности работы сети и обслуживания.
Низкая мощность: технология LPO может снизить энергопотребление на 30%, а решение CPO еще больше снижает потерю электрического сигнала.
Промышленные проблемы:
Локализация чипов: высокоскоростные оптические чипы выше 25G все еще полагаются на импорт, а отечественные компании, такие как оптические компоненты и технология юаньджи, ускоряют прорывы.
Стандартное объединение: протоколы упаковки и интерфейса модулей 800 г/1.6T требуют глобального сотрудничества.
IV Заключение
Индустрия оптических модулей находится в двойных волнах «скоростной революции» и «технологической итерации». В краткосрочной перспективе модули 800G будут доминировать в компьютерной инфраструктуре ИИ; В среднесрочной и долгосрочной перспективе модели 1,6 т и выше, кремниевая фотоника и интеграция технологии CPO станут командными высотами. Ожидается, что с преимуществами стоимости и скорости отклика китайские компании будут дополнительно расширить свою долю на высокоскоростном рынке, но им необходимо продолжать прорываться через узкое место основных технологий, чтобы справиться с международной конкуренцией.
Список литературы: отраслевые отчеты, технические белые документы, анализ рынка.
