Groei van optische modules

In optische communicatienetwerken spelen optische modules een cruciale rol. Het is verantwoordelijk voor het omzetten van elektrische signalen in optische signalen en het omzetten van ontvangen optische signalen weer in elektrische signalen, waardoor de verzending en ontvangst van gegevens wordt voltooid. Daarom zijn optische modules de sleuteltechnologie voor het verbinden en realiseren van snelle datatransmissie.

Met de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie is de concurrentie op rekenkracht een nieuw slagveld geworden voor de worsteling tussen technologiebedrijven. Als belangrijk onderdeel van optische vezelcommunicatie zijn optische modules opto-elektronische apparaten die foto-elektrische conversie en elektro-optische conversiefuncties realiseren tijdens het proces van optische signaaloverdracht, en hun prestaties hebben een directe impact op AI-systemen.

Optische modules zijn naast GPU, HBM, netwerkkaarten en switches de meest onmisbare hardwarecomponenten van AI-rekenkracht geworden. We weten dat grote modellen krachtige rekenkracht vereisen om grote hoeveelheden gegevens te verwerken en analyseren. Optisch communicatienetwerk biedt een snelle en efficiënte datatransmissiemodus, wat een belangrijke basis en solide basis is om deze enorme computervraag te ondersteunen.

Op 30 november 2022 werd ChatGPT uitgebracht en sindsdien heeft er een wereldwijde rage voor grote modellen plaatsgevonden. Onlangs heeft de Sora, een groot model voor culturele en biologische video's, het enthousiasme van de markt aangewakkerd, en de vraag naar rekenkracht vertoont een exponentiële groeitrend. Uit een rapport van OpenAI blijkt dat sinds 2012 de vraag naar rekenkracht voor AI-trainingstoepassingen is toegenomen. wordt elke drie tot vier maanden verdubbeld, en sinds 2012 is de rekenkracht van AI ruim 300.000 keer groter geworden. De inherente voordelen van optische modules komen ongetwijfeld perfect tegemoet aan de behoeften van AI op het gebied van krachtige computerprestaties en applicatie-uitbreiding.

De optische module heeft kenmerken van hoge snelheid en lage latentie, die krachtige gegevensverwerkingsmogelijkheden kunnen bieden en tegelijkertijd de efficiëntie van de gegevensoverdracht kunnen garanderen. En de bandbreedte van de optische module is groot, waardoor hij meer data tegelijkertijd kan verwerken. De lange transmissieafstand maakt snelle gegevensuitwisseling tussen datacentra mogelijk, wat helpt bij het opbouwen van gedistribueerde AI-computernetwerken en de toepassing van AI-technologie op een breder scala aan gebieden bevordert.

In de afgelopen twee jaar is de aandelenkoers van Nvidia, gedreven door de golf van AI, enorm gestegen. Ten eerste overschreed de marktkapitalisatie eind mei 2023 voor het eerst de grens van een biljoen dollar. Begin 2024 bereikte het de piek van $2 biljoen aan marktwaarde.

De chips van Nvidia verkopen als een gek. Volgens het recente winstrapport over het vierde kwartaal bereikte de kwartaalomzet een record van $22,1 miljard, een stijging van 22% ten opzichte van het derde kwartaal en 265% ten opzichte van dezelfde periode vorig jaar, en steeg de winst met 769%, wat aanzienlijk beter was dan de verwachtingen van analisten. In de omzetgegevens van Nvidia is het datacenter ongetwijfeld de meest opvallende afdeling. Volgens statistieken steeg de omzet van de op AI gerichte divisie in het vierde kwartaal van 3,6 miljard dollar vorig jaar naar 18,4 miljard dollar, een jaarlijks groeipercentage van meer dan 400 procent.

En synchroon met de opmerkelijke groei van Nvidia, onder de katalyse van de golf van kunstmatige intelligentie, hebben sommige binnenlandse optische modulebedrijven bepaalde prestaties bereikt. Zhongji Xuchuang behaalde in 2023 een omzet van 10,725 miljard yuan, een stijging op jaarbasis van 11,23%; De nettowinst bedroeg 2,181 miljard yuan, een stijging op jaarbasis van 78,19%. Tianfu Communication behaalde in 2023 een omzet van 1,939 miljard yuan, een stijging op jaarbasis van 62,07%; De nettowinst bedroeg 730 miljoen yuan, een stijging op jaarbasis van 81,14%.

Naast de toenemende vraag naar optische modules in kunstmatige intelligentie AI-rekenkracht, groeit ook de vraag naar datacenterconstructies.

Vanuit het perspectief van de datacenternetwerkarchitectuur, gebaseerd op bestaande 100G-oplossingen, vereist het voldoen aan de niet-blokkerende netwerkdoorvoer van datacenters van dezelfde omvang het toevoegen van meer poorten, meer rackruimte voor servers en switches, en meer serverrackruimte. Deze oplossingen zijn niet kosteneffectief en leiden tot een geometrische toename van de complexiteit van de netwerkarchitectuur.

Migreren van 100G naar 400G is een kosteneffectievere manier om meer bandbreedte in datacenters te injecteren, terwijl ook de complexiteit van de netwerkarchitectuur wordt verminderd.

Marktvoorspelling van optische modules van 400G en hoger

Volgens de voorspelling van Light Counting van 400G- en 800G-gerelateerde producten is de SR/FR-serie het belangrijkste groeiproduct voor datacenters en internetcentra:

Er wordt voorspeld dat optische modules met 400G-snelheid in 2023 op grote schaal zullen worden ingezet, en in 2025 het grootste deel van de verkoopopbrengsten van optische modules (40G-tarieven en hoger) zullen in beslag nemen:

Gegevens omvatten alle ICP- en bedrijfsdatacenters

In China, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai en andere grote binnenlandse internetfabrikanten wijst de planning van de volgende generatie gezamenlijk op op 112G SerDes gebaseerde hogesnelheids-elektriciteit, ook al wordt de huidige architectuur van hun datacenters nog steeds gedomineerd door 25G- of 56G-poorten. interfaces.

Met de voortdurende vooruitgang van wetenschap en technologie is het 5G-netwerk een van de hot topics geworden in het hedendaagse communicatieveld. 5G-technologie zal ons niet alleen snellere gegevensoverdrachtsnelheden bieden, maar ook meer verbindingen tussen apparaten ondersteunen, waardoor meer mogelijkheden ontstaan ​​voor toekomstige slimme steden, autonome voertuigen en het internet der dingen. Achter het 5G-netwerk schuilen echter veel belangrijke technologieën en apparatuurondersteuning, waaronder de optische module.

Er zal een optische module met een hogere bandbreedte worden gebruikt om de DU en AAU van het externe 5G RF-basisstation te verbinden. In het 4G-tijdperk was BBU de basisbandverwerkingseenheid van basisstations, terwijl RRU de radiofrequentie-eenheid was. Om transmissieverlies tussen BBU en RRU te verminderen, werd vaak een optische vezelverbinding, ook wel bekend als voorwaartse transmissieschema, gebruikt. In het 5G-tijdperk zullen draadloze toegangsnetwerken volledig cloudgebaseerd zijn, met een gecentraliseerd draadloos toegangsnetwerk (C-RAN). C-RAN biedt een nieuwe en efficiënte alternatieve oplossing. Operators kunnen via C-RAN het aantal apparaten dat nodig is voor elk mobiel basisstation stroomlijnen en functies bieden zoals CU-cloudimplementatie, resourcevirtualisatie in pools en netwerkschaalbaarheid.

5G front-end transmissie zal gebruik maken van optische modules met een grotere capaciteit. Momenteel gebruiken 4G LTE-basisstations voornamelijk 10G optische modules. Het hoogfrequente spectrum en de hoge bandbreedtekarakteristieken van 5G, gekoppeld aan het gebruik van MassiveMIMO-technologie, vereisen ultrabreedband optische modulecommunicatie. Momenteel probeert C-RAN de CPRI-interfacesnelheid te verlagen door de fysieke laag van DU naar de AAU-sectie te migreren, waardoor de vraag naar optische modules met hoge bandbreedte wordt verminderd en 25G/100G optische modules in staat worden gesteld om te voldoen aan de transmissievereisten met ultrahoge bandbreedte. van toekomstige 5G ‘hoogfrequente’ communicatie. Daarom zullen 100G optische modules bij de toekomstige constructie van C-RAN-framework-basisstations een groot potentieel hebben.

Implementatie van 5G-basisstations

Toename van het aantal: In het traditionele basisstationschema met een enkele DU die 3 AAU verbindt, zijn 12 optische modules vereist; Door het aangenomen morfisme zal de vraag naar de optische basisstationmodule van de frequentiebereiktechnologie verder toenemen. We gaan ervan uit dat in dit schema een enkele DU 5 AAU verbindt, er zijn 20 optische modules vereist.

Samenvatting:

Volgens LightCounting was er in 2010 in de top tien van wereldwijde verkoopleveranciers van optische modules slechts één binnenlandse fabrikant, Wuhan Telecom Devices. In 2022 steeg het aantal Chinese fabrikanten op de lijst tot zeven, waarbij Zhongji Xuchuang en Coherent de eerste plaats behaalden; Chinese fabrikanten hebben hun marktaandeel in optische componenten en modules vergroot van 15% in 2010 naar 50% in 2021.

Op dit moment bereikte de binnenlandse optische module drie Jiji Xuchuang, Tianfu-communicatie en nieuwe Yisheng, de marktwaarde 140 miljard yuan, 60 miljard yuan, 55 miljard yuan, waarvan de leidende Zhongji Xuchuang van de marktwaarde voorbij de vorige wereldwijde optische module-industrie eerste Coherent (recente marktwaarde van ongeveer 63 miljard yuan), officieel 's werelds eerste broerpositie.

De explosieve groei van opkomende toepassingen zoals 5G, AI en datacenters staat op het spel, en de toekomst van de binnenlandse optische module-industrie is voorzienbaar.