Crecemento de módulos ópticos

Nas redes de comunicación óptica, os módulos ópticos xogan un papel crucial. É o responsable de converter os sinais eléctricos en sinais ópticos e converter os sinais ópticos recibidos de novo en sinais eléctricos, completando así a transmisión e recepción de datos. Polo tanto, os módulos ópticos son a tecnoloxía clave para conectar e conseguir a transmisión de datos de alta velocidade.

Co desenvolvemento da intelixencia artificial, a competencia en potencia de computación converteuse nun novo campo de batalla para a loita entre empresas tecnolóxicas. Como parte importante da comunicación por fibra óptica, os módulos ópticos son dispositivos optoelectrónicos que realizan funcións de conversión fotoeléctrica e conversión electro-óptica no proceso de transmisión de sinal óptico, e o seu rendemento ten un impacto directo nos sistemas de IA.

Os módulos ópticos convertéronse nos compoñentes de hardware máis indispensables da potencia informática da intelixencia artificial, ademais da GPU, HBM, tarxetas de rede e interruptores. Sabemos que os modelos grandes requiren unha poderosa potencia informática para procesar e analizar grandes cantidades de datos. A rede de comunicación óptica ofrece un modo de transmisión de datos eficiente e de alta velocidade, que é unha base importante e unha base sólida para soportar esta enorme demanda informática.

O 30 de novembro de 2022 lanzouse ChatGPT e, desde entón, pasou unha mania mundial polos grandes modelos. Recentemente, o Sora, un gran modelo de vídeos culturais e biolóxicos, espertou o entusiasmo do mercado e a demanda de potencia de cómputo está mostrando unha tendencia de crecemento exponencial. Un informe publicado por OpenAI indica que desde 2012, a demanda de potencia de cómputo para as aplicacións de adestramento en IA. duplicouse cada 3 ou 4 meses e, desde 2012, a potencia informática da IA ​​creceu máis de 300 000 veces. Sen dúbida, as vantaxes inherentes dos módulos ópticos satisfacen perfectamente as necesidades da intelixencia artificial en termos de rendemento informático de alto rendemento e expansión de aplicacións.

O módulo óptico ten características de alta velocidade e baixa latencia, o que pode proporcionar poderosas capacidades de procesamento de datos ao tempo que garante a eficiencia da transmisión de datos. E o ancho de banda do módulo óptico é grande, o que significa que pode procesar máis datos ao mesmo tempo. A longa distancia de transmisión fai posible o intercambio de datos de alta velocidade entre centros de datos, o que axuda a construír redes de computación de IA distribuídas e promove a aplicación da tecnoloxía de IA nunha gama máis ampla de campos.

Nos últimos dous anos, impulsada pola onda de IA, o prezo das accións de Nvidia disparouse. En primeiro lugar, a finais de maio de 2023, a capitalización de mercado superou por primeira vez a marca do billón de dólares. A principios de 2024, alcanzou o pico de 2 billóns de dólares en valor de mercado.

Os chips de Nvidia estanse vendendo como un tolo. Segundo o seu recente informe de resultados do cuarto trimestre, os ingresos trimestrais alcanzaron un récord de 22.100 millóns de dólares, un 22% máis que o terceiro trimestre e un 265% respecto ao mesmo período do ano pasado, e os beneficios aumentaron un 769%, superando significativamente as expectativas dos analistas. Nos datos de ingresos de Nvidia, o centro de datos é, sen dúbida, o departamento máis brillante. Segundo as estatísticas, as vendas da división centrada na IA no cuarto trimestre dispararon ata os 18.400 millóns de dólares desde os 3.600 millóns do ano pasado, unha taxa de crecemento anual de máis do 400 por cento.

E en sincronía co notable crecemento de Nvidia, baixo a catálise da onda de intelixencia artificial, algunhas empresas de módulos ópticos nacionais acadaron un certo rendemento. Zhongji Xuchuang alcanzou uns ingresos de 10.725 millóns de yuans en 2023, un aumento interanual do 11,23%; O beneficio neto foi de 2.181 millóns de yuans, un aumento interanual do 78,19%. Tianfu Communication alcanzou uns ingresos de 1.939 millóns de yuans en 2023, un aumento interanual do 62,07%; O beneficio neto foi de 730 millóns de yuans, un aumento interanual do 81,14%.

Ademais da crecente demanda de módulos ópticos en potencia de computación de intelixencia artificial, a demanda de construción de centros de datos tamén está crecendo.

Desde a perspectiva da arquitectura de rede de centros de datos, baseada nas solucións 100G existentes, para satisfacer o rendemento de rede sen bloqueo dos centros de datos do mesmo tamaño require engadir máis portos, máis espazo de rack para servidores e conmutadores e máis espazo de rack de servidor. Estas solucións non son rendibles e conducen a un aumento xeométrico da complexidade da arquitectura de rede.

A migración de 100G a 400G é unha forma máis rendible de inxectar máis ancho de banda nos centros de datos, ao mesmo tempo que reduce a complexidade da arquitectura de rede.

Previsión de mercado de módulos ópticos de velocidade 400G ou superior

Segundo a predición de Light Counting de produtos relacionados con 400G e 800G, a serie SR/FR é o principal produto de crecemento para centros de datos e centros de Internet:

Prevese que os módulos ópticos de tarifa 400G se despreguen a escala en 2023 e que ocupen a maioría dos ingresos por vendas de módulos ópticos (tarifas 40G e superiores) en 2025:

Os datos inclúen todos os centros de datos ICP e empresariais

En China, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai e outros grandes fabricantes de Internet nacionais, aínda que a arquitectura actual dos seus centros de datos aínda está dominada por portos 25G ou 56G, a planificación da próxima xeración apunta conxuntamente a sistemas eléctricos de alta velocidade baseados en 112G SerDes. interfaces.

Co progreso continuo da ciencia e da tecnoloxía, a rede 5G converteuse nun dos temas candentes no campo da comunicación actual. A tecnoloxía 5G non só nos proporcionará velocidades de transferencia de datos máis rápidas, senón que tamén admitirá máis conexións entre dispositivos, creando así máis posibilidades para as futuras cidades intelixentes, vehículos autónomos e Internet das cousas. Non obstante, detrás da rede 5G hai moitas tecnoloxías clave e soporte para equipos, un dos cales é o módulo óptico.

Usarase un módulo óptico de maior ancho de banda para conectar o DU e AAU da estación base remota 5G RF. Na era 4G, BBU era a unidade de procesamento de banda base das estacións base, mentres que RRU era a unidade de radiofrecuencia. Para reducir a perda de transmisión entre BBU e RRU, adoitaba utilizarse a conexión de fibra óptica, tamén coñecida como esquema de transmisión directa. Na era 5G, as redes de acceso sen fíos estarán totalmente baseadas na nube, cunha rede de acceso sen fíos centralizada (C-RAN). C-RAN ofrece unha solución alternativa nova e eficiente. Os operadores poden axilizar o número de dispositivos necesarios para cada estación base móbil a través de C-RAN e proporcionar funcións como a implantación da nube CU, a virtualización de recursos en conxuntos e a escalabilidade da rede.

A transmisión front-end 5G utilizará módulos ópticos de maior capacidade. Na actualidade, as estacións base 4G LTE usan principalmente módulos ópticos 10G. O espectro de alta frecuencia e as características de ancho de banda elevado de 5G, unidos ao uso da tecnoloxía MassiveMIMO, requiren unha comunicación de módulo óptico de banda ultra ancha. Actualmente, C-RAN está tentando reducir a velocidade da interface CPRI migrando a capa física de DU á sección AAU, reducindo así a demanda de módulos ópticos de gran ancho de banda e permitindo que os módulos ópticos 25G/100G cumpran os requisitos de transmisión de ancho de banda ultra alto. da futura comunicación 5G de "alta frecuencia". Polo tanto, na futura construción de estacións base marco C-RAN, os módulos ópticos 100G terán un gran potencial.

Implantación da estación base 5G

Aumento do número: no esquema de estación base tradicional cun único DU que conecta 3 AAU, son necesarios 12 módulos ópticos; Morfismo adoptado, a demanda do módulo óptico da estación base da tecnoloxía de alcance de frecuencia aumentará aínda máis. Supoñemos que neste esquema, un único DU conecta 5 AAU, son necesarios 20 módulos ópticos.

Resumo:

Segundo LightCounting, entre os dez principais provedores mundiais de vendas de módulos ópticos en 2010, só había un fabricante nacional, Wuhan Telecom Devices. En 2022, o número de fabricantes chineses na lista aumentou a 7, con Zhongji Xuchuang e Coherent empatados no primeiro posto; Os fabricantes chineses aumentaron a súa cota de mercado en compoñentes e módulos ópticos do 15% en 2010 ao 50% en 2021.

Na actualidade, o módulo óptico doméstico tres Jiji Xuchuang, comunicación Tianfu e novo Yisheng, o valor de mercado alcanzou 140 millóns de yuans, 60 millóns de yuans, 55 millóns de yuans, dos cales o líder Zhongji Xuchuang do valor de mercado máis aló da industria do módulo óptico global anterior primeiro coherente (valor de mercado recente de preto de 63 millóns de yuans), oficialmente a primeira posición irmán do mundo.

O crecemento explosivo de aplicacións emerxentes como 5G, AI e centros de datos está en pé, e o futuro da industria do módulo óptico doméstica é previsible.