Vækst af optiske moduler

I optiske kommunikationsnetværk spiller optiske moduler en afgørende rolle. Det er ansvarligt for at konvertere elektriske signaler til optiske signaler og konvertere modtagne optiske signaler tilbage til elektriske signaler, hvorved transmissionen og modtagelse af data afsluttes. Derfor er optiske moduler nøgleteknologien til at forbinde og opnå højhastighedsdatatransmission.

Med udviklingen af ​​kunstig intelligens er computerkraftkonkurrence blevet en ny slagmark for brydning mellem teknologivirksomheder. Som en vigtig del af optisk fiberkommunikation er optiske moduler optoelektroniske enheder, der realiserer fotoelektrisk konvertering og elektro-optiske konverteringsfunktioner i processen med optisk signaltransmission, og deres ydeevne har en direkte indvirkning på AI-systemer.

Optiske moduler er blevet de mest uundværlige hardwarekomponenter i AI-computerkraft ud over GPU, HBM, netværkskort og switches. Vi ved, at store modeller kræver kraftig computerkraft til at behandle og analysere store mængder data. Optisk kommunikationsnetværk giver en højhastigheds og effektiv datatransmissionstilstand, som er et vigtigt fundament og solid base for at understøtte denne enorme efterspørgsel efter computere.

Den 30. november 2022 blev ChatGPT udgivet, og siden da er en global dille efter store modeller fejet igennem. For nylig har Sora, en stor model for kulturelle og biologiske videoer, vakt entusiasme på markedet, og efterspørgslen efter computerkraft viser en eksponentiel væksttendens. En rapport udgivet af OpenAI indikerer, at efterspørgslen efter computerkraft til AI-træningsapplikationer siden 2012 er fordoblet hver 3.-4. måned, og siden 2012 er AI-computerkraften vokset med over 300.000 gange. De iboende fordele ved optiske moduler opfylder utvivlsomt perfekt AIs behov med hensyn til højtydende computerydelse og applikationsudvidelse.

Det optiske modul har højhastigheds- og lav latensegenskaber, som kan give kraftfulde databehandlingsegenskaber og samtidig sikre datatransmissionseffektivitet. Og båndbredden på det optiske modul er stor, hvilket betyder, at det kan behandle flere data samtidigt. Den lange transmissionsafstand gør højhastighedsdataudveksling mellem datacentre mulig, hvilket hjælper med at opbygge distribuerede AI-computernetværk og fremmer anvendelsen af ​​AI-teknologi på en bredere vifte af områder.

I de seneste to år, drevet af bølgen af ​​kunstig intelligens, er Nvidias aktiekurs steget kraftigt. For det første, i slutningen af ​​maj 2023, oversteg markedsværdien for første gang trillion dollars. I begyndelsen af ​​2024 nåede det højdepunktet på 2 billioner dollars i markedsværdi.

Nvidias chips sælger som en gal. Ifølge den seneste indtjeningsrapport for fjerde kvartal ramte den kvartalsvise omsætning en rekord på 22,1 milliarder dollar, en stigning på 22 % i forhold til tredje kvartal og 265 % i forhold til samme periode sidste år, og overskuddet steg 769 %, hvilket væsentligt slog analytikernes forventninger. I Nvidias indtægtsdata er datacentret uden tvivl den mest skinnende afdeling. Ifølge statistikker steg den AI-fokuserede divisions salg i fjerde kvartal til $18,4 milliarder fra $3,6 milliarder sidste år, en årlig vækstrate på mere end 400 procent.

Og i sync med Nvidias bemærkelsesværdige vækst, under katalyse af bølgen af ​​kunstig intelligens, har nogle indenlandske optiske modulvirksomheder opnået en vis ydeevne. Zhongji Xuchuang opnåede en omsætning på 10,725 milliarder yuan i 2023, en år-til-år stigning på 11,23%; Nettoresultatet var 2,181 milliarder yuan, en år-til-år stigning på 78,19%. Tianfu Communication opnåede en omsætning på 1,939 milliarder yuan i 2023, en år-til-år stigning på 62,07%; Nettoresultatet var 730 millioner yuan, en år-til-år stigning på 81,14%.

Ud over den stigende efterspørgsel efter optiske moduler inden for kunstig intelligens AI-computerkraft, vokser efterspørgslen efter datacenterkonstruktion også.

Fra et datacenter-netværksarkitekturs perspektiv, baseret på eksisterende 100G-løsninger, kræver det at opfylde den ikke-blokerende netværksgennemstrømning af datacentre af samme størrelse tilføjelse af flere porte, mere rackplads til servere og switche og mere serverrackplads. Disse løsninger er ikke omkostningseffektive og fører til en geometrisk stigning i kompleksiteten af ​​netværksarkitekturen.

Migrering fra 100G til 400G er en mere omkostningseffektiv måde at tilføre mere båndbredde i datacentre, samtidig med at kompleksiteten af ​​netværksarkitektur reduceres.

Markedsprognose for optiske moduler med en hastighed på 400G og derover

Ifølge Light Countings forudsigelse af 400G- og 800G-relaterede produkter er SR/FR-serien det vigtigste vækstprodukt for datacentre og internetcentre:

Det forudsiges, at optiske moduler med 400G-hastighed vil blive implementeret i stor skala i 2023 og vil optage størstedelen af ​​salgsindtægterne for optiske moduler (40G og højere priser) i 2025:

Data omfatter alle ICP- og virksomhedsdatacentre

I Kina, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai og andre store indenlandske internetproducenter, selvom den nuværende arkitektur af deres datacentre stadig er domineret af 25G- eller 56G-porte, peger næste generations planlægning i fællesskab på 112G SerDes-baseret højhastighedselektrisk grænseflader.

Med den fortsatte udvikling af videnskab og teknologi er 5G-netværk blevet et af de varme emner i nutidens kommunikationsfelt. 5G-teknologi vil ikke kun give os hurtigere dataoverførselshastigheder, men også understøtte flere forbindelser mellem enheder og dermed skabe flere muligheder for fremtidige smarte byer, autonome køretøjer og tingenes internet. Men bag 5G-netværket er der mange nøgleteknologier og udstyrsunderstøttelse, hvoraf en er det optiske modul.

Et optisk modul med højere båndbredde vil blive brugt til at forbinde DU og AAU på 5G RF-fjernbasestationen. I 4G-æraen var BBU basebåndsbehandlingsenheden for basestationer, mens RRU var radiofrekvensenheden. For at reducere transmissionstabet mellem BBU og RRU blev der ofte brugt optisk fiberforbindelse, også kendt som fremadgående transmissionsskema. I 5G-æraen vil trådløse adgangsnetværk være fuldt skybaserede med et centraliseret trådløst adgangsnetværk (C-RAN).C-RAN giver en ny og effektiv alternativ løsning. Operatører kan strømline antallet af enheder, der kræves for hver cellulær basestation gennem C-RAN og levere funktioner såsom CU cloud-implementering, ressourcevirtualisering i puljer og netværksskalerbarhed.

5G front-end transmission vil bruge optiske moduler med større kapacitet. På nuværende tidspunkt bruger 4G LTE-basestationer hovedsageligt 10G optiske moduler. 5G's højfrekvensspektrum og høje båndbreddeegenskaber, kombineret med brugen af ​​MassiveMIMO-teknologi, kræver ultrabredbåndsoptisk modulkommunikation. I øjeblikket forsøger C-RAN at reducere CPRI-grænsefladehastigheden ved at migrere det fysiske lag af DU til AAU-sektionen og derved reducere efterspørgslen efter optiske moduler med høj båndbredde og gøre det muligt for 25G/100G optiske moduler at opfylde transmissionskravene med ultrahøj båndbredde af fremtidig 5G "højfrekvent" kommunikation. Derfor vil 100G optiske moduler i den fremtidige konstruktion af C-RAN framework basestationer have et stort potentiale.

Implementering af 5G-basestationer

Forøgelse i antal: I den traditionelle basestationsordning med en enkelt DU, der forbinder 3 AAU, kræves 12 optiske moduler; Vedtaget morfisme vil efterspørgslen efter basestationens optiske modul af frekvensrækkevidde-teknologien stige yderligere. Vi antager, at i denne ordning forbinder en enkelt DU 5 AAU, 20 optiske moduler er påkrævet.

Resumé:

Ifølge LightCounting var der blandt de ti største globale salgsleverandører af optiske moduler i 2010 kun én indenlandsk producent, Wuhan Telecom Devices. I 2022 steg antallet af kinesiske producenter på listen til 7, med Zhongji Xuchuang og Coherent på førstepladsen; Kinesiske producenter har øget deres markedsandel inden for optiske komponenter og moduler fra 15 % i 2010 til 50 % i 2021.

På nuværende tidspunkt er den indenlandske optiske modul tre Jiji Xuchuang, Tianfu kommunikation og nye Yisheng, markedsværdien nåede 140 milliarder yuan, 60 milliarder yuan, 55 milliarder yuan, hvoraf den førende Zhongji Xuchuang fra markedsværdi ud over den tidligere globale optiske modul industri første sammenhængende (seneste markedsværdi på omkring 63 milliarder yuan), officielt verdens første bror position.

Den eksplosive vækst af nye applikationer som 5G, AI og datacentre står på tuyere, og fremtiden for den indenlandske optiske modulindustri er overskuelig.