Paglago ng optical modules

Sa mga optical na network ng komunikasyon, ang mga optical module ay may mahalagang papel. Ito ay responsable para sa pag-convert ng mga de-koryenteng signal sa mga optical signal at pag-convert ng mga natanggap na optical signal pabalik sa mga de-koryenteng signal, sa gayon ay nakumpleto ang paghahatid at pagtanggap ng data. Samakatuwid, ang mga optical module ay ang pangunahing teknolohiya para sa pagkonekta at pagkamit ng mataas na bilis ng paghahatid ng data.

Sa pagbuo ng artificial intelligence, ang computing power competition ay naging isang bagong larangan ng digmaan para sa pakikipagbuno sa pagitan ng mga kumpanya ng teknolohiya. Bilang isang mahalagang bahagi ng komunikasyon ng optical fiber, ang mga optical module ay mga optoelectronic na aparato na napagtatanto ang photoelectric conversion at electro-optical conversion function sa proseso ng optical signal transmission, at ang kanilang pagganap ay may direktang epekto sa mga AI system.

Ang mga optical module ay naging pinakakailangang bahagi ng hardware ng AI computing power bilang karagdagan sa GPU, HBM, network card, at switch. Alam namin na ang malalaking modelo ay nangangailangan ng malakas na computing power upang maproseso at masuri ang malaking halaga ng data. Ang network ng optical na komunikasyon ay nagbibigay ng isang mataas na bilis at mahusay na mode ng paghahatid ng data, na isang mahalagang pundasyon at matatag na base upang suportahan ang malaking pangangailangan sa computing na ito.

Noong Nobyembre 30, 2022, ang ChatGPT ay inilabas, at mula noon, isang pandaigdigang pagkahumaling sa malalaking modelo ang dumaan. Kamakailan, ang Sora, isang malaking modelo para sa mga kultural at biyolohikal na video, ay nagdulot ng sigasig sa merkado, at ang demand para sa computing power ay nagpapakita ng isang exponential growth trend. Ang isang ulat na inilabas ng OpenAI ay nagpapahiwatig na mula noong 2012, ang computing power demand para sa AI training applications. ay dumoble bawat 3-4 na buwan, at mula noong 2012, ang AI computing power ay lumago nang higit sa 300000 beses. Ang mga likas na bentahe ng mga optical module ay walang alinlangan na perpektong nakakatugon sa mga pangangailangan ng AI sa mga tuntunin ng pagganap ng computing na may mataas na pagganap at pagpapalawak ng application.

Ang optical module ay may mataas na bilis at mababang latency na mga katangian, na maaaring magbigay ng malakas na kakayahan sa pagproseso ng data habang tinitiyak ang kahusayan sa paghahatid ng data. At ang bandwidth ng optical module ay malaki, na nangangahulugang maaari itong magproseso ng mas maraming data nang sabay-sabay. Ang mahabang distansya ng transmission ay ginagawang posible ang high-speed data exchange sa pagitan ng mga data center, na tumutulong sa pagbuo ng mga distributed AI computing network at nagpo-promote ng aplikasyon ng AI technology sa mas malawak na hanay ng mga field.

Sa nakalipas na dalawang taon, na hinimok ng alon ng AI, ang presyo ng pagbabahagi ng Nvidia ay tumaas. Una, sa katapusan ng Mayo 2023, ang market capitalization ay lumampas sa trilyong dolyar na marka sa unang pagkakataon. Noong unang bahagi ng 2024, umabot ito sa rurok na $2 trilyon sa halaga sa pamilihan.

Ang mga chips ng Nvidia ay nagbebenta ng parang baliw. Ayon sa kamakailang ulat ng mga kita sa ikaapat na quarter, ang kita sa quarterly ay umabot sa rekord na $22.1 bilyon, tumaas ng 22% mula sa ikatlong quarter at 265% mula sa parehong panahon noong nakaraang taon, at tumaas ang kita ng 769%, na higit na natalo sa mga inaasahan ng mga analyst. Sa data ng kita ng Nvidia, ang data center ay walang alinlangan ang pinakasikat na departamento. Ayon sa istatistika, ang ikaapat na quarter na benta ng AI-focused division ay tumaas sa $18.4 bilyon mula sa $3.6 bilyon noong nakaraang taon, isang taunang rate ng paglago na higit sa 400 porsyento.

At kasabay ng kahanga-hangang paglago ng Nvidia, sa ilalim ng catalysis ng alon ng artificial intelligence, ang ilang domestic optical module enterprise ay nakamit ang ilang partikular na pagganap. Nakamit ni Zhongji Xuchuang ang kita na 10.725 bilyong yuan noong 2023, isang taon-sa-taon na pagtaas ng 11.23%; Ang netong kita ay 2.181 bilyong yuan, isang taon-sa-taon na pagtaas ng 78.19%. Nakamit ng Tianfu Communication ang kita na 1.939 bilyong yuan noong 2023, isang taon-sa-taon na pagtaas ng 62.07%; Ang netong kita ay 730 milyong yuan, isang taon-sa-taon na pagtaas ng 81.14%.

Bilang karagdagan sa pagtaas ng demand para sa mga optical module sa artificial intelligence AI computing power, lumalaki din ang pangangailangan para sa pagtatayo ng data center.

Mula sa pananaw ng arkitektura ng network ng data center, batay sa mga umiiral nang 100G na solusyon, ang pagtugon sa hindi nakaharang na network throughput ng mga data center na may parehong laki ay nangangailangan ng pagdaragdag ng higit pang mga port, higit pang rack space para sa mga server at switch, at higit pang espasyo sa rack ng server. Ang mga solusyon na ito ay hindi cost-effective at humahantong sa isang geometric na pagtaas sa pagiging kumplikado ng arkitektura ng network.

Ang paglipat mula 100G hanggang 400G ay isang mas cost-effective na paraan para mag-inject ng mas maraming bandwidth sa mga data center, habang binabawasan din ang pagiging kumplikado ng arkitektura ng network.

Market forecast ng 400G at mas mataas na bilis ng optical modules

Ayon sa hula ng Light Counting sa mga produktong nauugnay sa 400G at 800G, ang serye ng SR/FR ay ang pangunahing produkto ng paglago para sa mga sentro ng data at mga sentro ng Internet:

Ito ay hinuhulaan na ang 400G rate optical modules ay ipapakalat sa sukat sa 2023, at sasakupin ang karamihan ng kita sa pagbebenta ng optical modules (40G at mas mataas na mga rate) sa 2025:

Kasama sa data ang lahat ng ICP at enterprise data center

Sa China, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai at iba pang pangunahing domestic Internet manufacturer, kahit na ang kasalukuyang arkitektura ng kanilang mga data center ay pinangungunahan pa rin ng 25G o 56G port, ang susunod na henerasyong pagpaplano ay magkakasamang tumuturo sa 112G SerDes based high-speed electrical. mga interface.

Sa patuloy na pag-unlad ng agham at teknolohiya, ang 5G network ay naging isa sa mga mainit na paksa sa larangan ng komunikasyon ngayon. Ang teknolohiya ng 5G ay hindi lamang magbibigay sa amin ng mas mabilis na bilis ng paglilipat ng data, ngunit susuportahan din ang higit pang mga koneksyon sa pagitan ng mga device, kaya lumilikha ng higit pang mga posibilidad para sa hinaharap na mga matalinong lungsod, mga autonomous na sasakyan at ang Internet of Things. Gayunpaman, sa likod ng 5G network, maraming pangunahing teknolohiya at suporta sa kagamitan, isa na rito ang optical module.

Gagamitin ang mas mataas na bandwidth optical module para ikonekta ang DU at AAU ng 5G RF remote base station. Sa panahon ng 4G, ang BBU ay ang baseband processing unit ng mga base station, habang ang RRU ay ang radio frequency unit. Upang mabawasan ang pagkawala ng transmission sa pagitan ng BBU at RRU, madalas na ginagamit ang optical fiber connection, na kilala rin bilang forward transmission scheme. Sa panahon ng 5G, magiging ganap na cloud based ang mga wireless access network, na may sentralisadong wireless access network (C-RAN). Nagbibigay ang C-RAN ng bago at mahusay na alternatibong solusyon. Maaaring i-streamline ng mga operator ang bilang ng mga device na kinakailangan para sa bawat cellular base station sa pamamagitan ng C-RAN at magbigay ng mga function tulad ng CU cloud deployment, resource virtualization sa mga pool, at network scalability.

Ang 5G front-end transmission ay gagamit ng mas malaking kapasidad na optical modules. Sa kasalukuyan, ang mga base station ng 4G LTE ay pangunahing gumagamit ng 10G optical modules. Ang high-frequency spectrum at mataas na bandwidth na katangian ng 5G, kasama ng paggamit ng teknolohiyang MassiveMIMO, ay nangangailangan ng ultra wideband optical module communication. Sa kasalukuyan, sinusubukan ng C-RAN na bawasan ang bilis ng interface ng CPRI sa pamamagitan ng paglipat ng pisikal na layer ng DU sa seksyong AAU, at sa gayon ay binabawasan ang pangangailangan para sa mga optical module na may mataas na bandwidth at pinapagana ang 25G/100G optical module na matugunan ang mga kinakailangan sa ultra-high bandwidth transmission. ng hinaharap na 5G "high-frequency" na komunikasyon. Samakatuwid, sa hinaharap na pagtatayo ng mga base station ng C-RAN framework, ang 100G optical modules ay magkakaroon ng malaking potensyal.

5G base station deployment

Pagtaas ng bilang: Sa tradisyonal na base station scheme na may isang solong DU connecting 3 AAU, 12 optical modules ang kinakailangan; Pinagtibay ang morphism ang pangangailangan para sa base station optical module ng frequency reach technology ay tataas pa. Ipinapalagay namin na sa scheme na ito, ang isang solong DU ay nagkokonekta ng 5 AAU, 20 optical module ang kinakailangan.

Buod:

Ayon sa LightCounting, kabilang sa nangungunang sampung global optical module sales supplier noong 2010, mayroon lamang isang domestic manufacturer, ang Wuhan Telecom Devices. Noong 2022, ang bilang ng mga Chinese na manufacturer sa listahan ay tumaas sa 7, kasama sina Zhongji Xuchuang at Coherent na nakatabla sa nangungunang puwesto; Tinaasan ng mga tagagawa ng China ang kanilang market share sa mga optical na bahagi at module mula 15% noong 2010 hanggang 50% noong 2021.

Sa kasalukuyan, ang domestic optical module tatlong Jiji Xuchuang, Tianfu komunikasyon at bagong Yisheng, ang halaga ng merkado ay umabot sa 140 bilyong yuan, 60 bilyong yuan, 55 bilyong yuan, kung saan ang nangungunang Zhongji Xuchuang mula sa halaga ng merkado na lampas sa nakaraang global optical module industriya unang magkakaugnay (kamakailang market value na humigit-kumulang 63 bilyong yuan), opisyal na unang posisyon ng kapatid sa mundo.

Ang sumasabog na paglaki ng mga umuusbong na application tulad ng 5G, AI, at mga data center ay nakatayo sa tuyere, at ang hinaharap ng domestic optical module industry ay nakikinita.