1. Súčasný stav a hnacia sila rozvoja odvetvia optických modulov
Ako základná súčasť optického komunikačného systému sa optický modul vykonáva kľúčovou funkciou konverzie fotoelektrického signálu. Jeho vývoj priamo ťaží z výbušného dopytu v oblastiach, ako je 5G, cloud computing, výpočtové výkony a dátové centrá. Podľa priemyselných správ sa očakáva, že globálna veľkosť trhu s optickými modulmi sa zvýši z 11 miliárd USD v roku 2022 na viac ako 20 miliárd USD v roku 2027, pričom ročná miera rastu zložená o viac ako 10%. Ako jeden z najväčších spotrebiteľských trhov na svete dosiahla veľkosť trhu Číny v roku 2022 USD $ 4-5 a miera rastu v nasledujúcich piatich rokoch môže dosiahnuť viac ako 15%, čo je ďaleko presahujúca globálny priemer.
Hlavná hnacia sila:
Nárast v dopyte po výpočtovej energii: Veľké školenie a zdôvodnenie veľkých modelov a zdôvodnenie uvádzajú vyššie požiadavky na vysokorýchlostný prenos údajov, čo propaguje zrýchlenú implementáciu ultra vysokých rýchlostných modulov, ako je 800G a 1,6T.
Rozšírenie dátového centra: Globálna konštrukcia dátového centra v oblasti ultra veľkých stupňov (napríklad projekt „East Data West Computing“) poháňa dopyt po optických moduloch s vysokou hustotou a nízkym výkonom.
Dĺžka siete 5G: 5G Basin Station Fronthaul/MidHaul/Backhaul Sieť sa spoliehajú na optické moduly s nízkou latenciou.
Prielom technológie Silicon Photonics Technology: Technológia kremíka Photonics sa stala hlavným smerom ďalšej generácie optických modulov prostredníctvom svojej integrácie a lacných výhod.
2. Modely optického modulu a scenáre aplikácie hlavného prúdu
Modely optických modulov sú rozdelené podľa rýchlosti, balenia, prenosovej vzdialenosti a ďalších rozmerov a rôzne špecifikácie sú prispôsobené rôznym požiadavkám na scenár:
1. Vydelené rýchlosťou
100G/200G modul:
Aplikačné scenáre: 5G základná stanica MidHaul/Backhaul, sieť Metropolitan Area, prepojenie dátového centra na úrovni podnikového úrovne.
Technické vlastnosti: Podporuje 10-80 prenos km, prijíma balenia QSFP28, je kompatibilný s technológiou CWDM/DWDM a spĺňa požiadavky na šírku pásma strednej šírky pásma.
Reprezentatívne modely: 100G QSFP28 LR4 (10 km), 100G QSFP28 ER4 (40 km).
400G modul:
Aplikačné scenáre: Interné prepojenie veľkých dátových centier (ako je architektúra listovej chrbtice), prenos výcvikových klastrov AI s krátkym vzdialenosťou.
Technické vlastnosti: Väčšinou používanie balenia QSFP-DD alebo OSFP, podpory optického vlákna s viacerými režimami/viacmode, spotreba energie menšia ako 9 W (Silicon Photonics Solutions majú významné výhody).
Reprezentatívne modely: 400G QSFP-DD DR4 (500 m), 400G OSFP LR8 (10 km).
800G modul:
Aplikačné scenáre: Interconnection AI Computing Center Center, Ultra-Large Scale Data Center Backbone Network.
Technické vlastnosti: technológia Silicon Photonics, integrovaná single 200g ChIP, podporuje technológiu LPO (Linear Direct) na zníženie spotreby energie a prispôsobuje sa architektúre CPO (Co-Package).
Reprezentatívne modely: 800G OSFP DR8 (500 m), 800G OSFP 2 x FR4 (2 km).
1,6T/3,2T modul (budúci trend):
Aplikačné scenáre: Klastre AI v novej generácii, prepojenie ultra dlhého vzdialenosti (DCI) medzi dátovými centrami.
Technické vlastnosti: Silikónové fotoniky kombinované s telesnou technológiou modulácie lítium niobate, podporuje rýchlosť jednostrannej dĺžky viac ako 200 g, kompatibilné s roztokmi CPO a LPO a očakáva sa, že po roku 2026 bude komerčne dostupná vo veľkom meradle.
2. Klasifikácia podľa typu balíka
SFP/SFP+: Prispôsobuje sa sadzbám pod 10G a je široko používaný v prístupovej vrstve podnikových sietí.
QSFP/QSFP28: Zameriava sa na trh 40G/100G a je vhodný pre pripojenia v stojanoch na dátové centrum.
QSFP-DD/OSFP: Podporuje vysoké rýchlosti 400 g/800G, spĺňa požiadavky na zapojenie s vysokou hustotou a je hlavným riešením pre dátové centrá AI.
3. Klasifikácia podľa režimu prenosu
Multimódový modul (vlnová dĺžka 850 nm): krátke vzdialenosti (<2km) scenarios, such as interconnection between computer rooms in data centers.
Modul s jedným režimom (1310/1550nm vlnová dĺžka): scenáre s dlhou vzdialenosťou (10-200 km), ako sú telekomunikačné chrbtové siete a prenos centra krížových údajov.
III. Budúce technologické trendy a výzvy
Smer o vývoji technológie:
Silikónová fotonická integrácia: Intel, Zhongji Xuchuan a ďalší výrobcovia majú hromadne vyrábané 800 g kremíkové fotonické moduly a 1,6 T čipy vstúpili do fázy overovania.
Inteligentné riadenie: integrované funkcie self-diagnózy a varovné funkcie porúch na zlepšenie prevádzky siete a efektívnosti údržby.
Nízka dizajn výkonu: Technológia LPO môže znížiť spotrebu energie o 30%a roztok CPO ďalej znižuje stratu elektrického signálu.
Priemyselné výzvy:
Lokalizácia ChIP: Vysokorýchlostné optické čipy nad 25G sa stále spoliehajú na dovoz a domáce spoločnosti, ako sú optické komponenty a technológia Yuanjie, urýchľujú prielomy.
Štandardné zjednotenie: Protokoly obalov a rozhrania modulov 800G/1,6T si vyžadujú globálnu spoluprácu.
Iv. Záver
Odvetvie optických modulov sa nachádza v duálnych vlnách „Speed Revolution“ a „Technology Iteration“. V krátkodobom horizonte bude 800G modulov dominovať výpočtovej infraštruktúre AI; V strednodobom a dlhodobom, 1,6T a nad modely sa kremíkové fotoniky a technologická integrácia CPO stanú veliteľmi výšok. S výhodami rýchlosti nákladov a reakcie sa očakáva, že čínske spoločnosti ďalej rozširujú svoj podiel na vysokorýchlostnom trhu, ale musia naďalej prelomiť prekážku základných technológií, aby sa vyrovnali s medzinárodnou konkurenciou.
Referencie: Priemyselné správy, technické biele príspevky, analýza trhu.
