Vekst av optiske moduler

I optiske kommunikasjonsnettverk spiller optiske moduler en avgjørende rolle. Det er ansvarlig for å konvertere elektriske signaler til optiske signaler og konvertere mottatte optiske signaler tilbake til elektriske signaler, og dermed fullføre overføring og mottak av data. Derfor er optiske moduler nøkkelteknologien for å koble til og oppnå høyhastighets dataoverføring.

Med utviklingen av kunstig intelligens har datakraftkonkurranse blitt en ny slagmark for bryting mellom teknologiselskaper. Som en viktig del av optisk fiberkommunikasjon er optiske moduler optoelektroniske enheter som realiserer fotoelektrisk konvertering og elektrooptiske konverteringsfunksjoner i prosessen med optisk signaloverføring, og deres ytelse har en direkte innvirkning på AI-systemer.

Optiske moduler har blitt de mest uunnværlige maskinvarekomponentene i AI-datakraft i tillegg til GPU, HBM, nettverkskort og svitsjer. Vi vet at store modeller krever kraftig datakraft for å behandle og analysere store datamengder. Optisk kommunikasjonsnettverk gir en høyhastighets og effektiv dataoverføringsmodus, som er et viktig fundament og en solid base for å støtte denne enorme etterspørselen etter databehandling.

30. november 2022 ble ChatGPT sluppet, og siden den gang har en global mani for store modeller feid gjennom. Nylig har Sora, en stor modell for kulturelle og biologiske videoer, utløst markedsentusiasme, og etterspørselen etter datakraft viser en eksponentiell veksttrend. En rapport utgitt av OpenAI indikerer at siden 2012 har etterspørselen etter datakraft for AI-treningsapplikasjoner har doblet seg hver 3.-4. måned, og siden 2012 har AI-datakraften vokst med over 300 000 ganger. De iboende fordelene med optiske moduler oppfyller utvilsomt perfekt behovene til AI når det gjelder høyytelses dataytelse og applikasjonsutvidelse.

Den optiske modulen har egenskaper med høy hastighet og lav latens, som kan gi kraftige databehandlingsmuligheter samtidig som den sikrer dataoverføringseffektivitet. Og båndbredden til den optiske modulen er stor, noe som betyr at den kan behandle flere data samtidig. Den lange overføringsavstanden gjør høyhastighets datautveksling mellom datasentre mulig, noe som bidrar til å bygge distribuerte AI-datanettverk og fremmer bruken av AI-teknologi på et bredere spekter av felt.

De siste to årene, drevet av AI-bølgen, har Nvidias aksjekurs steget. For det første, i slutten av mai 2023, oversteg markedsverdien for første gang trillioner dollar. Tidlig i 2024 nådde den toppen på 2 billioner dollar i markedsverdi.

Nvidias sjetonger selger som gale. I følge den nylige resultatrapporten for fjerde kvartal nådde kvartalsinntektene en rekord på 22,1 milliarder dollar, opp 22 % fra tredje kvartal og 265 % fra samme periode i fjor, og fortjenesten økte med 769 %, noe som betraktelig slo analytikernes forventninger. I Nvidias inntektsdata er datasenteret utvilsomt den mest skinnende avdelingen. I følge statistikk steg den AI-fokuserte divisjonens salg i fjerde kvartal til 18,4 milliarder dollar fra 3,6 milliarder dollar i fjor, en årlig vekst på mer enn 400 prosent.

Og synkronisert med Nvidias bemerkelsesverdige vekst, under katalyse av bølgen av kunstig intelligens, har noen innenlandske optiske modulbedrifter oppnådd en viss ytelse. Zhongji Xuchuang oppnådde en omsetning på 10,725 milliarder yuan i 2023, en år-til-år økning på 11,23 %; Nettoresultatet var 2,181 milliarder yuan, en år-til-år økning på 78,19 %. Tianfu Communication oppnådde en omsetning på 1,939 milliarder yuan i 2023, en år-til-år økning på 62,07 %; Nettoresultatet var 730 millioner yuan, en år-til-år økning på 81,14 %.

I tillegg til den økende etterspørselen etter optiske moduler innen kunstig intelligens AI-datakraft, øker også etterspørselen etter datasenterkonstruksjon.

Fra perspektivet til datasenternettverksarkitektur, basert på eksisterende 100G-løsninger, krever det å legge til flere porter, mer rackplass for servere og svitsjer, og mer serverrackplass for å møte den ikke-blokkerende nettverksgjennomstrømningen til datasentre av samme størrelse. Disse løsningene er ikke kostnadseffektive og fører til en geometrisk økning i kompleksiteten til nettverksarkitekturen.

Migrering fra 100G til 400G er en mer kostnadseffektiv måte å injisere mer båndbredde i datasentre på, samtidig som det reduserer kompleksiteten til nettverksarkitekturen.

Markedsprognose for 400G og over hastighet optiske moduler

I følge Light Countings spådom om 400G- og 800G-relaterte produkter, er SR/FR-serien det viktigste vekstproduktet for datasentre og internettsentre:

Det er spådd at optiske moduler med 400G-hastighet vil bli distribuert i stor skala i 2023, og vil oppta mesteparten av salgsinntektene for optiske moduler (40G og høyere priser) i 2025:

Data inkluderer alle ICP- og bedriftsdatasentre

I Kina, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai og andre store innenlandske internettprodusenter, selv om den nåværende arkitekturen til datasentrene deres fortsatt domineres av 25G- eller 56G-porter, peker neste generasjons planlegging sammen på 112G SerDes-basert høyhastighetselektrisk grensesnitt.

Med den kontinuerlige utviklingen av vitenskap og teknologi, har 5G-nettverket blitt et av de hete temaene i dagens kommunikasjonsfelt. 5G-teknologi vil ikke bare gi oss raskere dataoverføringshastigheter, men også støtte flere tilkoblinger mellom enheter, og dermed skape flere muligheter for fremtidige smarte byer, autonome kjøretøy og tingenes internett. Men bak 5G-nettverket er det mange nøkkelteknologier og utstyrsstøtte, hvorav en er den optiske modulen.

En optisk modul med høyere båndbredde vil bli brukt til å koble DU og AAU til den eksterne 5G RF-basestasjonen. I 4G-tiden var BBU basebåndsbehandlingsenheten til basestasjoner, mens RRU var radiofrekvensenheten. For å redusere overføringstap mellom BBU og RRU, ble det ofte brukt optisk fiberforbindelse, også kjent som foroveroverføring. I 5G-tiden vil trådløse aksessnettverk være fullt skybaserte, med et sentralisert trådløst aksessnettverk (C-RAN).C-RAN gir en ny og effektiv alternativ løsning. Operatører kan strømlinjeforme antallet enheter som kreves for hver mobilbasestasjon gjennom C-RAN og tilby funksjoner som CU-skydistribusjon, ressursvirtualisering i bassenger og nettverksskalerbarhet.

5G front-end-overføring vil bruke optiske moduler med større kapasitet. For tiden bruker 4G LTE-basestasjoner hovedsakelig 10G optiske moduler. Høyfrekvensspekteret og høybåndbreddeegenskapene til 5G, kombinert med bruk av MassiveMIMO-teknologi, krever kommunikasjon med ultrabredbånd optisk modul. For øyeblikket prøver C-RAN å redusere CPRI-grensesnitthastigheten ved å migrere det fysiske laget av DU til AAU-seksjonen, og dermed redusere etterspørselen etter optiske moduler med høy båndbredde og gjøre det mulig for 25G/100G optiske moduler å møte overføringskravene med ultrahøy båndbredde av fremtidig 5G "høyfrekvent" kommunikasjon. Derfor vil 100G optiske moduler ha et stort potensial i den fremtidige konstruksjonen av C-RAN rammeverk basestasjoner.

Utplassering av 5G-basestasjon

Økning i antall: I det tradisjonelle basestasjonsskjemaet med en enkelt DU som kobler til 3 AAU, kreves det 12 optiske moduler; Vedtatt morfisme vil etterspørselen etter basestasjonens optiske modul av frekvensrekkevidde-teknologien øke ytterligere. Vi antar at i denne ordningen, kobler en enkelt DU 5 AAU, 20 optiske moduler er nødvendig.

Sammendrag:

I følge LightCounting, blant de ti største globale salgsleverandørene av optiske moduler i 2010, var det bare én innenlandsk produsent, Wuhan Telecom Devices. I 2022 økte antallet kinesiske produsenter på listen til 7, med Zhongji Xuchuang og Coherent på topp; Kinesiske produsenter har økt sin markedsandel innen optiske komponenter og moduler fra 15 % i 2010 til 50 % i 2021.

I dag er den innenlandske optiske modul tre Jiji Xuchuang, Tianfu kommunikasjon og nye Yisheng, markedsverdien nådde 140 milliarder yuan, 60 milliarder yuan, 55 milliarder yuan, hvorav den ledende Zhongji Xuchuang fra markedsverdi utover den forrige globale optiske modulindustrien første Coherent (nylig markedsverdi på rundt 63 milliarder yuan), offisielt verdens første bror posisjon.

Den eksplosive veksten av fremvoksende applikasjoner som 5G, AI og datasentre står på bunnen, og fremtiden til den innenlandske optiske modulindustrien er forutsigbar.