Rast optičkih modula

U optičkim komunikacijskim mrežama, optički moduli igraju ključnu ulogu. On je odgovoran za pretvaranje električnih signala u optičke signale i pretvaranje primljenih optičkih signala natrag u električne signale, čime se završava prijenos i prijem podataka. Stoga su optički moduli ključna tehnologija za povezivanje i postizanje brzog prijenosa podataka.

Sa razvojem veštačke inteligencije, takmičenje u računarskoj snazi ​​postalo je novo bojno polje za rvanje između tehnoloških kompanija. Kao važan dio komunikacije optičkim vlaknima, optički moduli su optoelektronski uređaji koji ostvaruju funkcije fotoelektrične konverzije i elektrooptičke konverzije u procesu prijenosa optičkih signala, a njihova izvedba ima direktan utjecaj na AI sisteme.

Optički moduli su postali najneophodnije hardverske komponente AI računarske snage uz GPU, HBM, mrežne kartice i prekidače. Znamo da veliki modeli zahtijevaju moćnu računarsku snagu za obradu i analizu velikih količina podataka. Optička komunikaciona mreža obezbeđuje brz i efikasan način prenosa podataka, što je važna osnova i čvrsta osnova za podršku ove ogromne računarske potražnje.

30. novembra 2022. objavljen je ChatGPT i od tada je zavladala globalna pomama za velikim modelima. Nedavno je Sora, veliki model za kulturne i biološke video zapise, izazvao entuzijazam na tržištu, a potražnja za računarskom snagom pokazuje eksponencijalni trend rasta. Izvještaj koji je objavio OpenAI pokazuje da je od 2012. potražnja za računarskom snagom za aplikacije za obuku AI se udvostručio svaka 3-4 mjeseca, a od 2012. godine, AI računarska snaga je porasla za preko 300 000 puta. Urođene prednosti optičkih modula nesumnjivo savršeno zadovoljavaju potrebe AI u smislu performansi računara visokih performansi i proširenja aplikacija.

Optički modul ima karakteristike velike brzine i niske latencije, što može pružiti moćne mogućnosti obrade podataka uz istovremeno osiguranje efikasnosti prijenosa podataka. A propusni opseg optičkog modula je velik, što znači da može obraditi više podataka istovremeno. Velika udaljenost prijenosa omogućava razmjenu podataka velike brzine između centara podataka, što pomaže u izgradnji distribuiranih računarskih mreža AI i promovira primjenu AI tehnologije u širem spektru polja.

U protekle dvije godine, potaknuta talasom AI, cijena dionica Nvidije je porasla. Prvo, krajem maja 2023. tržišna kapitalizacija je prvi put premašila granicu od triliona dolara. Početkom 2024. dostigao je vrhunac od 2 triliona dolara tržišne vrijednosti.

Nvidijini čipovi se prodaju kao ludi. Prema njegovom nedavnom izvještaju o zaradi u četvrtom kvartalu, kvartalni prihod je dostigao rekordnih 22,1 milijardu dolara, 22% više u odnosu na treći kvartal i 265% u odnosu na isti period prošle godine, a profit je porastao za 769%, što je značajno nadmašilo očekivanja analitičara. U Nvidijinim podacima o prihodima, data centar je nesumnjivo najsjajniji odjel. Prema statistikama, prodaja divizije fokusirane na umjetnu inteligenciju u četvrtom tromjesečju porasla je na 18,4 milijarde dolara sa 3,6 milijardi dolara prošle godine, što je godišnja stopa rasta od više od 400 posto.

I u skladu sa Nvidijinim izuzetnim rastom, pod katalizom talasa veštačke inteligencije, neke domaće kompanije za proizvodnju optičkih modula postigle su određene performanse. Zhongji Xuchuang je ostvario prihod od 10,725 milijardi juana u 2023. godini, što je povećanje od 11,23% u odnosu na prethodnu godinu; Neto dobit je iznosila 2,181 milijardu juana, što je povećanje od 78,19% u odnosu na prethodnu godinu. Tianfu Communication je 2023. ostvario prihod od 1,939 milijardi juana, što je povećanje od 62,07% u odnosu na prethodnu godinu; Neto dobit je iznosila 730 miliona juana, što je povećanje od 81,14% u odnosu na prethodnu godinu.

Pored sve veće potražnje za optičkim modulima u računarskoj moći veštačke inteligencije, raste i potražnja za izgradnjom data centara.

Iz perspektive mrežne arhitekture data centara, bazirane na postojećim 100G rješenjima, ispunjavanje neblokirajuće mrežne propusnosti podatkovnih centara iste veličine zahtijeva dodavanje više portova, više prostora u rek za servere i komutatore, i više prostora u rek serverima. Ova rješenja nisu isplativa i dovode do geometrijskog povećanja složenosti mrežne arhitekture.

Migriranje sa 100G na 400G je isplativiji način da se ubaci više propusnog opsega u podatkovne centre, uz istovremeno smanjenje složenosti mrežne arhitekture.

Tržišna prognoza za optičke module brzine 400G i više

Prema predviđanju Light Counting-a za 400G i 800G povezane proizvode, SR/FR serija je glavni proizvod rasta za podatkovne centre i internet centre:

Predviđeno je da će optički moduli brzine 400G biti raspoređeni u velikom obimu 2023. godine i da će zauzimati većinu prihoda od prodaje optičkih modula (40G i više) u 2025. godini:

Podaci uključuju sve ICP i poslovne centre podataka

U Kini, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai i drugim velikim domaćim proizvođačima interneta, iako trenutnom arhitekturom njihovih centara podataka i dalje dominiraju 25G ili 56G portovi, planiranje sljedeće generacije zajedno ukazuje na 112G SerDes baziranu električnu energiju velike brzine. interfejsi.

Uz kontinuirani napredak nauke i tehnologije, 5G mreža je postala jedna od vrućih tema u današnjem komunikacijskom polju. 5G tehnologija ne samo da će nam omogućiti veće brzine prijenosa podataka, već će i podržati više veza između uređaja, stvarajući tako više mogućnosti za buduće pametne gradove, autonomna vozila i internet stvari. Međutim, iza 5G mreže postoje mnoge ključne tehnologije i podrška za opremu, od kojih je jedan optički modul.

Optički modul veće propusnosti će se koristiti za povezivanje DU i AAU 5G RF udaljene bazne stanice. U eri 4G, BBU je bila jedinica za obradu baznih stanica, dok je RRU radio frekvencijska jedinica. Kako bi se smanjili gubici u prijenosu između BBU i RRU, često se koristila veza optičkim vlaknima, također poznata kao shema prijenosa naprijed. U eri 5G, bežične pristupne mreže će biti u potpunosti zasnovane na oblaku, sa centralizovanom bežičnom pristupnom mrežom (C-RAN). C-RAN pruža novo i efikasno alternativno rešenje. Operatori mogu pojednostaviti broj uređaja potrebnih za svaku ćelijsku baznu stanicu putem C-RAN-a i obezbijediti funkcije kao što su CU uvođenje oblaka, virtuelizacija resursa u skupove i skalabilnost mreže.

5G front-end prijenos koristit će optičke module većeg kapaciteta. Trenutno, 4G LTE bazne stanice uglavnom koriste 10G optičke module. Visokofrekventni spektar i visoke karakteristike propusnog opsega 5G, zajedno sa upotrebom MassiveMIMO tehnologije, zahtijevaju ultraširokopojasnu komunikaciju optičkog modula. Trenutno, C-RAN pokušava smanjiti brzinu CPRI interfejsa migracijom fizičkog sloja DU-a u AAU sekciju, smanjujući na taj način potražnju za optičkim modulima velikog propusnog opsega i omogućavajući 25G/100G optičkim modulima da ispune zahtjeve za prijenos ultra-visokog propusnog opsega. buduće 5G "visokofrekventne" komunikacije. Stoga će u budućoj izgradnji C-RAN framework baznih stanica, 100G optički moduli imati veliki potencijal.

Postavljanje 5G bazne stanice

Povećanje broja: U tradicionalnoj šemi bazne stanice sa jednim DU koji povezuje 3 AAU, potrebno je 12 optičkih modula; Usvojen morfizam, potražnja za optičkim modulom bazne stanice tehnologije frekvencijskog dosega će se dodatno povećati. Pretpostavljamo da u ovoj šemi jedan DU povezuje 5 AAU, potrebno je 20 optičkih modula.

Sažetak:

Prema LightCountingu, među deset najvećih svjetskih dobavljača optičkih modula u 2010. godini, bio je samo jedan domaći proizvođač, Wuhan Telecom Devices. Godine 2022. broj kineskih proizvođača na listi porastao je na 7, a Zhongji Xuchuang i Coherent su izjednačeni na prvom mjestu; Kineski proizvođači povećali su svoj tržišni udio u optičkim komponentama i modulima sa 15% u 2010. na 50% u 2021. godini.

Trenutno, domaći optički modul tri Jiji Xuchuang, Tianfu komunikacija i novi Yisheng, tržišna vrijednost je dosegla 140 milijardi juana, 60 milijardi juana, 55 milijardi juana, od kojih je vodeći Zhongji Xuchuang od tržišne vrijednosti izvan prethodne globalne industrije optičkih modula prva koherentna (nedavna tržišna vrijednost od oko 63 milijarde juana), službeno prva bratska pozicija na svijetu.

Eksplozivni rast novih aplikacija kao što su 5G, AI i data centri stoji na udaru, a budućnost domaće industrije optičkih modula je predvidljiva.