Optiliste moodulite kasv

Optilistes sidevõrkudes mängivad optilised moodulid üliolulist rolli. See vastutab elektriliste signaalide muutmise eest optilisteks signaalideks ja vastuvõetud optiliste signaalide tagasi muundamise eest elektrilisteks signaalideks, viies sellega lõpule andmete edastamise ja vastuvõtmise. Seetõttu on optilised moodulid võtmetehnoloogia ühendamiseks ja kiire andmeedastuse saavutamiseks.

Tehisintellekti arenguga on arvutusvõimsuse konkurentsist saanud uus tehnoloogiaettevõtete vahelise maadluse võitlusväli. Kiudoptilise side olulise osana on optilised moodulid optoelektroonilised seadmed, mis realiseerivad optilise signaali edastamise protsessis fotoelektrilise muundamise ja elektrooptilise muundamise funktsioone ning nende toimivus mõjutab otseselt tehisintellekti süsteeme.

Optilistest moodulitest on saanud AI arvutusvõimsuse kõige hädavajalikumad riistvarakomponendid lisaks GPU-le, HBM-ile, võrgukaartidele ja lülititele. Teame, et suured mudelid nõuavad suure andmemahu töötlemiseks ja analüüsimiseks võimsat arvutusvõimsust. Optiline sidevõrk pakub kiiret ja tõhusat andmeedastusrežiimi, mis on oluline alus ja kindel alus selle tohutu arvutusnõudluse toetamiseks.

30. novembril 2022 ilmus ChatGPT ja sellest ajast alates on ülemaailmne suurte mudelite hullus läbi käinud. Hiljuti on Sora, suur kultuuri- ja bioloogiliste videote mudel, tekitanud turul entusiasmi ja nõudlus arvutusvõimsuse järele näitab hüppelist kasvu. OpenAI avaldatud aruanne näitab, et alates 2012. aastast on AI koolitusrakenduste arvutusvõimsuse nõudlus. on kahekordistunud iga 3–4 kuu tagant ja alates 2012. aastast on tehisintellekti arvutusvõimsus kasvanud üle 300 000 korra. Optiliste moodulite omased eelised vastavad kahtlemata suurepäraselt tehisintellekti vajadustele suure jõudlusega andmetöötluse ja rakenduste laiendamise osas.

Optilisel moodulil on suure kiiruse ja madala latentsusaja karakteristikud, mis võivad pakkuda võimsaid andmetöötlusvõimalusi, tagades samal ajal andmeedastuse tõhususe. Ja optilise mooduli ribalaius on suur, mis tähendab, et see suudab korraga töödelda rohkem andmeid. Pikk edastuskaugus teeb võimalikuks kiire andmevahetuse andmekeskuste vahel, mis aitab rajada hajutatud AI-arvutusvõrke ning soodustab tehisintellekti tehnoloogia rakendamist laiemas valikus valdkondades.

Viimase kahe aasta jooksul on tehisintellekti laine tõttu Nvidia aktsia hind hüppeliselt tõusnud. Esiteks, 2023. aasta mai lõpus ületas turukapitalisatsioon esimest korda triljoni dollari piiri. 2024. aasta alguses saavutas selle turuväärtus 2 triljoni dollari tipu.

Nvidia kiibid müüvad hullupööra. Värske neljanda kvartali kasumiaruande kohaselt saavutasid kvartalikäive rekordilised 22,1 miljardit dollarit, mis on 22% rohkem kui kolmandas kvartalis ja 265% võrreldes eelmise aasta sama perioodiga, ning kasum kasvas 769%, ületades oluliselt analüütikute ootusi. Nvidia tuluandmetes on andmekeskus kahtlemata kõige säravam osakond. Statistika kohaselt kasvas tehisintellektile keskendunud divisjoni neljandas kvartalis müük 18,4 miljardi dollarini eelmise aasta 3,6 miljardilt dollarilt, mis on aastane kasvumäär üle 400 protsendi.

Ja sünkroonis Nvidia märkimisväärse kasvuga tehisintellekti laine katalüüsi all on mõned kodumaised optiliste moodulite ettevõtted saavutanud teatud jõudluse. Zhongji Xuchuang saavutas 2023. aastal 10,725 miljardi jüaani tulu, mis on 11,23% rohkem kui aasta varem; Puhaskasum oli 2,181 miljardit jüaani, mis on 78,19% rohkem kui aasta varem. Tianfu Communication teenis 2023. aastal 1,939 miljardit jüaani, mis on 62,07% rohkem kui aasta varem; Puhaskasum oli 730 miljonit jüaani, mis on 81,14% rohkem kui aasta varem.

Lisaks kasvavale nõudlusele tehisintellekti tehisintellekti tehisintellekti arvutusvõimsuse optiliste moodulite järele kasvab ka nõudlus andmekeskuste ehitamise järele.

Andmekeskuste võrguarhitektuuri vaatenurgast, tuginedes olemasolevatele 100G lahendustele, nõuab sama suurusega andmekeskuste mitteblokeeriva võrgu läbilaskevõime täitmine portide lisamist, serverite ja kommutaatorite jaoks rohkem riiuliruumi ning serveririiuliruumi. Need lahendused ei ole kulutõhusad ja toovad kaasa võrguarhitektuuri keerukuse geomeetrilise suurenemise.

100G-lt 400G-le üleminek on kuluefektiivsem viis andmekeskustesse suurema ribalaiuse süstimiseks, vähendades samal ajal ka võrguarhitektuuri keerukust.

400G ja suurema kiirusega optiliste moodulite turuprognoos

Vastavalt Light Countingi prognoosile 400G ja 800G seotud toodete kohta on SR/FR-seeria andmekeskuste ja Interneti-keskuste peamine kasvutoode:

Prognooside kohaselt võetakse 2023. aastal mastaapselt kasutusele 400 G kiirusega optilised moodulid ja need võtavad 2025. aastal suurema osa optiliste moodulite müügitulust (40 G ja rohkem):

Andmed hõlmavad kõiki ICP ja ettevõtte andmekeskusi

Kuigi Hiinas, Alibabas, Baidu, JD, Byte, Kwai ja teistes suuremates kodumaistes Interneti-tootjates domineerivad nende andmekeskuste praeguses arhitektuuris endiselt 25G või 56G pordid, viitab järgmise põlvkonna planeerimine ühiselt 112G SerDes-põhisele kiirele elektrilisele elektrivõrgule. liidesed.

Teaduse ja tehnoloogia pideva arenguga on 5G-võrgust saanud üks tänapäeva kommunikatsioonivaldkonna kuumimaid teemasid. 5G tehnoloogia ei paku meile mitte ainult suuremat andmeedastuskiirust, vaid toetab ka rohkem seadmete vahelisi ühendusi, luues seeläbi rohkem võimalusi tulevaste nutikate linnade, autonoomsete sõidukite ja asjade interneti jaoks. 5G võrgu taga on aga palju võtmetehnoloogiaid ja seadmete tuge, millest üks on optiline moodul.

5G RF-kaugtugijaama DU ja AAU ühendamiseks kasutatakse suurema ribalaiusega optilist moodulit. 4G ajastul oli BBU tugijaamade põhiriba töötlemisüksus, RRU aga raadiosagedusüksus. BBU ja RRU vahelise edastuskadu vähendamiseks kasutati sageli kiudoptilist ühendust, mida tuntakse ka kui edasisaatmisskeemi. 5G ajastul on traadita juurdepääsuvõrgud täielikult pilvepõhised ja koos tsentraliseeritud traadita juurdepääsuvõrguga (C-RAN). C-RAN pakub uut ja tõhusat alternatiivset lahendust. Operaatorid saavad C-RANi kaudu sujuvamaks muuta iga mobiilside tugijaama jaoks vajalike seadmete arvu ja pakkuda selliseid funktsioone nagu CU pilve juurutamine, ressursside virtualiseerimine basseinidesse ja võrgu skaleeritavus.

5G esiotsa edastus kasutab suurema võimsusega optilisi mooduleid. Praegu kasutavad 4G LTE tugijaamad peamiselt 10G optilisi mooduleid. 5G kõrgsagedusspektri ja suure ribalaiuse omadused koos MassiveMIMO tehnoloogia kasutamisega nõuavad ülilairiba optilise mooduli sidet. Praegu üritab C-RAN vähendada CPRI liidese kiirust, migreerides DU füüsilise kihi AAU sektsiooni, vähendades seeläbi nõudlust suure ribalaiusega optiliste moodulite järele ja võimaldades 25G/100G optilistel moodulitel täita ülisuure ribalaiusega edastusnõudeid. tulevase 5G "kõrgsagedusliku" side jaoks. Seetõttu on tulevikus C-RAN raamistiku tugijaamade ehitamisel 100G optilistel moodulitel suur potentsiaal.

5G tugijaama juurutamine

Arvu suurenemine: traditsioonilises tugijaama skeemis, kus üks DU ühendab 3 AAU-d, on vaja 12 optilist moodulit; Vastu võetud morfismi nõudlus tugijaama optilise mooduli sagedusulatustehnoloogia järele kasvab veelgi. Eeldame, et selles skeemis ühendab üks DU 5 AAU-d, vaja on 20 optilist moodulit.

Kokkuvõte:

LightCountingi andmetel oli 2010. aastal üleilmsete optiliste moodulite müüjate hulgas vaid üks kodumaine tootja, Wuhan Telecom Devices. 2022. aastal kasvas Hiina tootjate arv nimekirjas 7-ni, kusjuures esikohale jäid Zhongji Xuchuang ja Coherent; Hiina tootjad on suurendanud oma optiliste komponentide ja moodulite turuosa 15%-lt 2010. aastal 50%-ni 2021. aastal.

Praegu kodumaise optilise mooduli kolm Jiji Xuchuang, Tianfu side ja uus Yisheng, turuväärtus jõudis 140 miljardit jüaani, 60 miljardit jüaani, 55 miljardit jüaani, millest juhtiv Zhongji Xuchuang turuväärtusest ületab eelmise ülemaailmse optilise mooduli tootmisharu. esimene Coherent (hiljutine turuväärtus umbes 63 miljardit jüaani), ametlikult maailma esimene vend.

Arenevate rakenduste, nagu 5G, AI ja andmekeskused, plahvatuslik kasv seisab ees ning kodumaise optiliste moodulite tööstuse tulevik on ettenähtav.