Рост оптических модулей

В оптических сетях связи оптические модули играют решающую роль. Он отвечает за преобразование электрических сигналов в оптические сигналы и преобразование полученных оптических сигналов обратно в электрические сигналы, тем самым завершая передачу и прием данных. Поэтому оптические модули являются ключевой технологией для подключения и достижения высокоскоростной передачи данных.

С развитием искусственного интеллекта конкуренция в вычислительной мощности стала новым полем битвы между технологическими компаниями. Являясь важной частью волоконно-оптической связи, оптические модули представляют собой оптоэлектронные устройства, которые реализуют функции фотоэлектрического преобразования и электрооптического преобразования в процессе передачи оптического сигнала, и их производительность оказывает непосредственное влияние на системы искусственного интеллекта.

Оптические модули стали наиболее незаменимыми аппаратными компонентами вычислительных мощностей искусственного интеллекта в дополнение к графическим процессорам, HBM, сетевым картам и коммутаторам. Мы знаем, что большие модели требуют мощных вычислительных мощностей для обработки и анализа больших объемов данных. Оптическая сеть связи обеспечивает высокоскоростной и эффективный режим передачи данных, который является важной основой и прочной базой для поддержки огромного спроса на вычисления.

30 ноября 2022 года был выпущен ChatGPT, и с тех пор охватило глобальное увлечение большими моделями. Недавно Sora, крупная модель для культурных и биологических видеороликов, вызвала энтузиазм рынка, а спрос на вычислительную мощность демонстрирует экспоненциальную тенденцию роста. В отчете, опубликованном OpenAI, указывается, что с 2012 года потребность в вычислительной мощности для приложений обучения ИИ удваивается каждые 3-4 месяца, а с 2012 года вычислительная мощность ИИ выросла более чем в 300 000 раз. Неотъемлемые преимущества оптических модулей, несомненно, идеально отвечают потребностям искусственного интеллекта с точки зрения высокопроизводительных вычислений и расширения приложений.

Оптический модуль обладает высокой скоростью и низкой задержкой, что обеспечивает мощные возможности обработки данных, обеспечивая при этом эффективность передачи данных. Пропускная способность оптического модуля велика, а это значит, что он может обрабатывать больше данных одновременно. Большое расстояние передачи делает возможным высокоскоростной обмен данными между центрами обработки данных, что помогает строить распределенные вычислительные сети искусственного интеллекта и способствует применению технологий искусственного интеллекта в более широком спектре областей.

За последние два года, под влиянием волны искусственного интеллекта, цена акций Nvidia резко выросла. Во-первых, в конце мая 2023 года рыночная капитализация впервые превысила отметку в триллион долларов. В начале 2024 года его рыночная стоимость достигла пика в 2 триллиона долларов.

Чипы Nvidia продаются как сумасшедшие. Согласно недавнему отчету о прибылях и убытках за четвертый квартал, квартальная выручка достигла рекордных $22,1 млрд, что на 22% больше, чем в третьем квартале, и на 265% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года, а прибыль выросла на 769%, что значительно превзошло ожидания аналитиков. В данных о доходах Nvidia центр обработки данных, несомненно, является самым ярким подразделением. Согласно статистике, продажи подразделения, ориентированного на искусственный интеллект, в четвертом квартале выросли до $18,4 млрд с $3,6 млрд в прошлом году, а годовой темп роста составил более 400 процентов.

И одновременно с замечательным ростом Nvidia, под воздействием волны искусственного интеллекта, некоторые отечественные предприятия по производству оптических модулей достигли определенных показателей. Zhongji Xuchuang в 2023 году достигла выручки в размере 10,725 млрд юаней, что на 11,23% больше, чем в прошлом году; Чистая прибыль составила 2,181 млрд юаней, увеличившись на 78,19% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Tianfu Communication достигла выручки в 1,939 млрд юаней в 2023 году, что на 62,07% больше, чем в прошлом году; Чистая прибыль составила 730 млн юаней, увеличившись на 81,14%.

Помимо растущего спроса на оптические модули вычислительной мощности искусственного интеллекта, также растет спрос на строительство центров обработки данных.

С точки зрения сетевой архитектуры центров обработки данных, основанной на существующих решениях 100G, обеспечение неблокирующей пропускной способности сети центров обработки данных одинакового размера требует добавления большего количества портов, большего места для серверов и коммутаторов, а также большего места в стойке для серверов. Эти решения не являются экономически эффективными и приводят к геометрическому увеличению сложности сетевой архитектуры.

Переход от 100G к 400G — это более экономичный способ увеличить пропускную способность центров обработки данных, одновременно снижая сложность сетевой архитектуры.

Прогноз рынка оптических модулей со скоростью 400G и выше

Согласно прогнозу Light Counting относительно продуктов, связанных с 400G и 800G, серия SR/FR является основным продуктом роста для центров обработки данных и интернет-центров:

Прогнозируется, что оптические модули со скоростью 400G будут развернуты в больших масштабах в 2023 году и займут большую часть доходов от продаж оптических модулей (скорость 40G и выше) в 2025 году:

Данные включают все центры обработки данных ICP и предприятия.

В Китае Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai и других крупных отечественных интернет-производителях, хотя в нынешней архитектуре их центров обработки данных по-прежнему преобладают порты 25G или 56G, планирование следующего поколения совместно указывает на высокоскоростную электрическую сеть на базе 112G SerDes. интерфейсы.

Благодаря постоянному прогрессу науки и технологий сеть 5G стала одной из горячих тем в современной сфере связи. Технология 5G не только обеспечит нам более высокую скорость передачи данных, но и поддержит больше соединений между устройствами, создавая тем самым больше возможностей для будущих умных городов, автономных транспортных средств и Интернета вещей. Однако за сетью 5G стоит множество ключевых технологий и оборудования, одной из которых является оптический модуль.

Для подключения DU и AAU удаленной радиочастотной базовой станции 5G будет использоваться оптический модуль с более высокой пропускной способностью. В эпоху 4G BBU был блоком обработки основной полосы базовых станций, а RRU — радиочастотным блоком. Чтобы уменьшить потери при передаче между BBU и RRU, часто использовалось оптоволоконное соединение, также известное как схема прямой передачи. В эпоху 5G сети беспроводного доступа будут полностью основаны на облаке с централизованной сетью беспроводного доступа (C-RAN). C-RAN представляет собой новое и эффективное альтернативное решение. Операторы могут оптимизировать количество устройств, необходимых для каждой базовой станции сотовой связи, через C-RAN и предоставить такие функции, как развертывание облака CU, виртуализация ресурсов в пулы и масштабируемость сети.

Для внешней передачи данных 5G будут использоваться оптические модули большей емкости. В настоящее время базовые станции 4G LTE в основном используют оптические модули 10G. Высокочастотный спектр и характеристики высокой пропускной способности 5G в сочетании с использованием технологии MassiveMIMO требуют сверхширокополосной связи оптических модулей. В настоящее время C-RAN пытается снизить скорость интерфейса CPRI путем переноса физического уровня DU в секцию AAU, тем самым снижая потребность в оптических модулях с высокой пропускной способностью и позволяя оптическим модулям 25G/100G соответствовать требованиям передачи со сверхвысокой полосой пропускания. будущей «высокочастотной» связи 5G. Таким образом, в будущем строительстве базовых станций C-RAN оптические модули 100G будут иметь большой потенциал.

Развертывание базовой станции 5G

Увеличение количества: В традиционной схеме базовой станции с одним ДУ, соединяющим 3 ААУ, требуется 12 оптических модулей; Принятый морфизм спрос на оптический модуль базовой станции с технологией достижения частоты еще больше увеличится. Будем считать, что в данной схеме один ДУ соединяет 5 ААУ, требуется 20 оптических модулей.

Краткое содержание:

По данным LightCounting, в 2010 году среди десяти крупнейших мировых поставщиков оптических модулей был только один отечественный производитель — Wuhan Telecom Devices. В 2022 году количество китайских производителей в списке увеличилось до 7, при этом первое место заняли Zhongji Xuchuang и Coherent; Китайские производители увеличили свою долю рынка оптических компонентов и модулей с 15% в 2010 году до 50% в 2021 году.

В настоящее время отечественный оптический модуль три Jiji Xuchuang, Tianfu communication и новый Yisheng, рыночная стоимость достигла 140 миллиардов юаней, 60 миллиардов юаней, 55 миллиардов юаней, из которых ведущий Zhongji Xuchuang по рыночной стоимости превосходит предыдущую глобальную индустрию оптических модулей. первый Coherent (недавняя рыночная стоимость около 63 миллиардов юаней), официально позиция первого брата в мире.

Взрывной рост новых приложений, таких как 5G, искусственный интеллект и центры обработки данных, стоит на пороге, и будущее отечественной индустрии оптических модулей предсказуемо.