1. Starea actuală și forța motrice a dezvoltării industriei modulului optic
Ca componentă de bază a sistemului de comunicare optică, modulul optic întreprinde funcția cheie a conversiei semnalului fotoelectric. Dezvoltarea sa beneficiază direct de cererea explozivă în domenii precum 5G, cloud computing, AI Computing Power și Centre de date. Conform rapoartelor industriei, se preconizează că mărimea pieței modulului optic global va crește de la 11 miliarde USD în 2022 la peste 20 de miliarde USD în 2027, cu o rată anuală de creștere a compusului de peste 10%. Fiind una dintre cele mai mari piețe de consum din lume, dimensiunea pieței Chinei a atins $ 4-5 miliarde în 2022, iar rata de creștere în următorii cinci ani poate ajunge mai mult de 15%, depășind cu mult media globală.
Forța motrice de bază:
Creșterea cererii de energie a calculului: AI Big Model Training and Raționament a prezentat cerințe mai mari pentru transmisia de date de mare viteză, promovând implementarea accelerată a modulelor ultra-vitezei, cum ar fi 800G și 1,6T.
Extinderea centrului de date: construcția globală a centrului de date ultra-larg la scară (cum ar fi proiectul „East Data West Computing”) determină cererea de module optice cu densitate ridicată, cu putere redusă.
Rețeaua de 5G Aprovizionare: stația de bază 5G Fronthaul/Midhaul/Backhaul Rețele se bazează pe module optice cu lățime de bandă mare, cu latență scăzută.
Descoperirea tehnologiei fotonice de siliciu: Tehnologia fotonică de siliciu a devenit direcția de bază a următoarei generații de module optice prin integrarea și avantajele low-cost.
2. Modele de modul optic mainstream și scenarii de aplicații
Modelele modulului optic sunt împărțite în funcție de viteză, ambalaje, distanță de transmisie și alte dimensiuni, iar diferite specificații sunt adaptate la cerințe de scenariu diverse:
1. Împărțit la viteză
Modul de 100g/200g:
Scenarii de aplicații: stația de bază 5G Midhaul/Backhaul, rețeaua de zonă metropolitană, interconectarea centrului de date la nivel de întreprindere.
Caracteristici tehnice: Suports 10-80 KM Transmisie, adoptă ambalajul QSFP28, este compatibil cu tehnologia CWDM/DWDM și îndeplinește cerințele medii de lățime de bandă.
Modele reprezentative: 100G QSFP28 LR4 (10km), 100G QSFP28 ER4 (40km).
Modul de 400g:
Scenarii de aplicare: interconectarea internă a centrelor de date mari (cum ar fi arhitectura coloanei vertebrale ale frunzelor), transmiterea la distanță scurtă a grupurilor de antrenament AI.
Caracteristici tehnice: Utilizarea în mare parte a ambalajului QSFP-DD sau OSFP, suporând fibre optice cu un singur mod/multi-mod, consum de energie mai mică de 9W (Silicon Photonicics Solutions au avantaje semnificative).
Modele reprezentative: 400G QSFP-DD DR4 (500m), 400G OSFP LR8 (10km).
Modul de 800g:
Scenarii de aplicații: AI Computing Center GPU Interconection, rețea de coloană vertebrală a centrului de date la scară largă.
Caracteristici tehnice: Silicon Photonics Technology, integrat, un singur undă de 200g cip, acceptă tehnologia LPO (Linear Direct Drive) pentru a reduce consumul de energie electrică și se adaptează la arhitectura CPO (Co-Package).
Modele reprezentative: 800G OSFP DR8 (500m), 800G OSFP 2 × FR4 (2km).
Modul 1,6T/3.2T (tendință viitoare):
Scenarii de aplicații: clustere de calcul AI de generație următoare, interconectare ultra-distanță (DCI) între centrele de date.
Caracteristici tehnice: Fotonică de siliciu combinată cu tehnologia de modulare a niobatelor cu litiu cu film subțire, acceptă rate de o singură lungime de undă de peste 200g, compatibile cu soluțiile CPO și LPO și este de așteptat să fie disponibil comercial la scară largă după 2026.
2. Clasificare după tipul pachetului
SFP/SFP+: se adaptează la rate sub 10g și este utilizat pe scară largă în stratul de acces al rețelelor de întreprindere.
QSFP/QSFP28: Se concentrează pe piața de 40g/100G și este potrivit pentru conexiuni în cadrul rafturilor din centrele de date.
QSFP-DD/OSFP: acceptă rate mari de 400g/800g, îndeplinește cerințele de cablare de înaltă densitate și este soluția principală pentru centrele de date AI.
3. Clasificare prin modul de transmisie
Modul multimod (lungime de undă de 850nm): distanță scurtă (<2km) scenarios, such as interconnection between computer rooms in data centers.
Modul cu un singur mod (1310/1550nm lungime de undă): scenarii de distanță lungă (10-200 km), cum ar fi rețele de coloană vertebrală de telecomunicații și transmisie de centru de date.
Iii. Tendințele și provocările tehnologice viitoare
Direcția evoluției tehnologiei:
Integrare fotonică siliciu: Intel, Zhongji Xuchuan și alți producători au module fotonice de siliciu de 800g produse în masă, iar cipurile de 1,6 T au intrat în stadiul de verificare.
Management inteligent: funcții integrate de autodiagnostic și de avertizare a erorilor pentru îmbunătățirea funcționării rețelei și a eficienței de întreținere.
Proiectare scăzută a energiei: Tehnologia LPO poate reduce consumul de energie cu 30%, iar soluția CPO reduce și mai mult pierderea semnalului electric.
Provocări ale industriei:
Localizarea cipurilor: jetoane optice de mare viteză peste 25G se bazează încă pe importuri, iar companiile interne, cum ar fi componentele optice și tehnologia Yuanjie sunt accelerate.
Unificare standard: Protocoalele de ambalare și interfață ale modulelor de 800g/1.6T necesită colaborare globală.
Iv. Concluzie
Industria modulelor optice se află în valurile duale ale „revoluției vitezei” și „iterației tehnologice”. Pe termen scurt, 800g module vor domina infrastructura de calcul AI; Pe termen mediu și lung, modelele de 1,6t și mai sus, fotonica siliciu și integrarea tehnologiei CPO vor deveni înălțimile de comandă. Cu avantajele vitezei costurilor și răspunsului, companiile chineze trebuie să își extindă în continuare cota pe piața de mare viteză, dar trebuie să continue să treacă prin blocajul tehnologiei de bază pentru a face față concurenței internaționale.
Referințe: rapoarte din industrie, cărți tehnice albe, analiză de piață.
