การเติบโตของโมดูลออปติคัล

ในเครือข่ายการสื่อสารแบบออปติก โมดูลออปติคอลมีบทบาทสำคัญ มีหน้าที่ในการแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณแสงและแปลงสัญญาณแสงที่ได้รับกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้า ส่งผลให้การส่งและรับข้อมูลเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นโมดูลออปติคอลจึงเป็นเทคโนโลยีหลักในการเชื่อมต่อและการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง

ด้วยการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์ การแข่งขันด้านพลังคอมพิวเตอร์ได้กลายเป็นสนามรบใหม่สำหรับการต่อสู้ระหว่างบริษัทเทคโนโลยี โมดูลออปติคัลเป็นส่วนสำคัญของการสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก โดยเป็นอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำให้เกิดการแปลงโฟโตอิเล็กทริกและการแปลงออปติคัลไฟฟ้าในกระบวนการส่งสัญญาณออปติคัล และประสิทธิภาพของโมดูลเหล่านี้มีผลกระทบโดยตรงต่อระบบ AI

โมดูลออปติคอลกลายเป็นส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ที่ขาดไม่ได้ที่สุดของพลังการประมวลผล AI นอกเหนือจาก GPU, HBM, การ์ดเครือข่าย และสวิตช์ เรารู้ว่าโมเดลขนาดใหญ่ต้องการพลังการประมวลผลอันทรงพลังในการประมวลผลและวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมาก เครือข่ายการสื่อสารแบบออปติกมีโหมดการรับส่งข้อมูลความเร็วสูงและมีประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นรากฐานที่สำคัญและเป็นฐานที่มั่นคงเพื่อรองรับความต้องการด้านคอมพิวเตอร์จำนวนมหาศาลนี้

ChatGPT เปิดตัวเมื่อวันที่ 30 พฤศจิกายน 2022 และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา กระแสความนิยมในโมเดลขนาดใหญ่ทั่วโลกก็แพร่กระจายไป เมื่อเร็วๆ นี้ Sora ซึ่งเป็นโมเดลขนาดใหญ่สำหรับวิดีโอด้านวัฒนธรรมและชีวภาพ ได้จุดประกายความกระตือรือร้นของตลาด และความต้องการพลังการประมวลผลกำลังแสดงแนวโน้มการเติบโตแบบทวีคูณ รายงานที่เผยแพร่โดย OpenAI ระบุว่าตั้งแต่ปี 2012 ความต้องการพลังการประมวลผลสำหรับแอปพลิเคชันการฝึกอบรม AI เพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 3-4 เดือน และตั้งแต่ปี 2555 พลังการประมวลผลของ AI ก็เติบโตขึ้นมากกว่า 300,000 เท่า ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของโมดูลออปติคัลตอบสนองความต้องการของ AI ได้อย่างสมบูรณ์แบบอย่างไม่ต้องสงสัย ในแง่ของประสิทธิภาพการประมวลผลประสิทธิภาพสูงและการขยายแอปพลิเคชัน

โมดูลออปติคัลมีลักษณะความเร็วสูงและมีเวลาแฝงต่ำ ซึ่งสามารถให้ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็รับประกันประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูล และแบนด์วิธของโมดูลออปติคัลมีขนาดใหญ่ ซึ่งหมายความว่าสามารถประมวลผลข้อมูลพร้อมกันได้มากขึ้น ระยะการส่งข้อมูลที่ยาวนานทำให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลความเร็วสูงระหว่างศูนย์ข้อมูลได้ ซึ่งช่วยสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ AI แบบกระจาย และส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี AI ในสาขาที่กว้างกว่า

ในช่วงสองปีที่ผ่านมา โดยได้รับแรงหนุนจากคลื่นของ AI ราคาหุ้นของ Nvidia ก็เพิ่มสูงขึ้น ประการแรก ณ สิ้นเดือนพฤษภาคม 2023 มูลค่าหลักทรัพย์ตามราคาตลาดเกินเครื่องหมายล้านล้านดอลลาร์เป็นครั้งแรก ในช่วงต้นปี 2024 มีมูลค่าตลาดถึงจุดสูงสุดที่ 2 ล้านล้านดอลลาร์

ชิปของ Nvidia ขายกันอย่างบ้าคลั่ง ตามรายงานผลประกอบการไตรมาสที่สี่ล่าสุด รายได้ประจำไตรมาสแตะระดับ 22.1 พันล้านดอลลาร์ เพิ่มขึ้น 22% จากไตรมาสที่สามและ 265% จากช่วงเดียวกันของปีที่แล้ว และกำไรเพิ่มขึ้น 769% ซึ่งเกินความคาดหมายของนักวิเคราะห์อย่างมาก ในข้อมูลรายได้ของ Nvidia ศูนย์ข้อมูลถือเป็นแผนกที่โดดเด่นที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัย ตามสถิติ ยอดขายในไตรมาสที่สี่ของแผนกที่เน้น AI เพิ่มขึ้นเป็น 18.4 พันล้านดอลลาร์ จาก 3.6 พันล้านดอลลาร์ในปีที่แล้ว ซึ่งมีอัตราการเติบโตมากกว่า 400 เปอร์เซ็นต์ต่อปี

และสอดคล้องกับการเติบโตที่โดดเด่นของ Nvidia ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของคลื่นปัญญาประดิษฐ์ องค์กรโมดูลออปติคัลในประเทศบางแห่งก็ประสบความสำเร็จในด้านประสิทธิภาพ Zhongji Xuchuang มีรายได้ 10.725 พันล้านหยวนในปี 2566 เพิ่มขึ้น 11.23% เมื่อเทียบเป็นรายปี กำไรสุทธิอยู่ที่ 2.181 พันล้านหยวน เพิ่มขึ้น 78.19% เมื่อเทียบเป็นรายปี Tianfu Communication มีรายได้ 1.939 พันล้านหยวนในปี 2566 เพิ่มขึ้น 62.07% เมื่อเทียบเป็นรายปี กำไรสุทธิอยู่ที่ 730 ล้านหยวน เพิ่มขึ้น 81.14% เมื่อเทียบเป็นรายปี

นอกเหนือจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับโมดูลออปติคัลในพลังการประมวลผล AI ปัญญาประดิษฐ์แล้ว ความต้องการการก่อสร้างศูนย์ข้อมูลก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

จากมุมมองของสถาปัตยกรรมเครือข่ายศูนย์ข้อมูล ซึ่งอิงตามโซลูชัน 100G ที่มีอยู่ การตอบสนองปริมาณงานเครือข่ายที่ไม่ปิดกั้นของศูนย์ข้อมูลที่มีขนาดเท่ากันนั้น จำเป็นต้องเพิ่มพอร์ตมากขึ้น พื้นที่แร็คมากขึ้นสำหรับเซิร์ฟเวอร์และสวิตช์ และพื้นที่แร็คเซิร์ฟเวอร์มากขึ้น โซลูชันเหล่านี้ไม่คุ้มต้นทุนและนำไปสู่ความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมเครือข่ายที่เพิ่มขึ้นทางเรขาคณิต

การย้ายจาก 100G เป็น 400G เป็นวิธีที่คุ้มต้นทุนมากขึ้นในการเพิ่มแบนด์วิดท์ให้กับศูนย์ข้อมูล ในขณะเดียวกันก็ลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมเครือข่ายด้วย

การคาดการณ์ตลาดโมดูลออปติคัลความเร็ว 400G ขึ้นไป

ตามการคาดการณ์ของ Light Counting เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ 400G และ 800G ซีรีส์ SR/FR เป็นผลิตภัณฑ์ที่เติบโตหลักสำหรับศูนย์ข้อมูลและศูนย์อินเทอร์เน็ต:

เป็นที่คาดการณ์ว่าโมดูลออปติคัลอัตรา 400G จะถูกนำไปใช้งานในวงกว้างในปี 2566 และจะครอบครองรายได้จากการขายส่วนใหญ่ของโมดูลออปติคัล (อัตรา 40G ขึ้นไป) ในปี 2568:

ข้อมูลรวมถึงศูนย์ข้อมูล ICP และองค์กรทั้งหมด

ในประเทศจีน, อาลีบาบา, ไป่ตู้, JD, Byte, Kwai และผู้ผลิตอินเทอร์เน็ตรายใหญ่ในประเทศอื่นๆ แม้ว่าสถาปัตยกรรมปัจจุบันของศูนย์ข้อมูลของพวกเขายังคงถูกครอบงำด้วยพอร์ต 25G หรือ 56G แต่การวางแผนรุ่นต่อไปก็ชี้ไปที่ระบบไฟฟ้าความเร็วสูงที่ใช้ SerDes 112G อินเทอร์เฟซ

ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เครือข่าย 5G จึงกลายเป็นหนึ่งในประเด็นร้อนในสาขาการสื่อสารในปัจจุบัน เทคโนโลยี 5G ไม่เพียงแต่จะทำให้เรามีความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วขึ้นเท่านั้น แต่ยังสนับสนุนการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ที่มากขึ้น ซึ่งจะสร้างความเป็นไปได้มากขึ้นสำหรับเมืองอัจฉริยะในอนาคต ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติ และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง อย่างไรก็ตาม เบื้องหลังเครือข่าย 5G มีเทคโนโลยีและอุปกรณ์สำคัญมากมายที่สนับสนุน หนึ่งในนั้นคือโมดูลออปติคอล

โมดูลออปติคอลแบนด์วิธที่สูงกว่าจะถูกนำมาใช้ในการเชื่อมต่อ DU และ AAU ของสถานีฐาน RF ระยะไกล 5G ในยุค 4G BBU เป็นหน่วยประมวลผลเบสแบนด์ของสถานีฐาน ในขณะที่ RRU เป็นหน่วยความถี่วิทยุ เพื่อลดการสูญเสียการส่งสัญญาณระหว่าง BBU และ RRU มักใช้การเชื่อมต่อไฟเบอร์ออปติกหรือที่เรียกว่ารูปแบบการส่งสัญญาณไปข้างหน้า ในยุค 5G เครือข่ายการเข้าถึงแบบไร้สายจะใช้ระบบคลาวด์เต็มรูปแบบ พร้อมด้วยเครือข่ายการเข้าถึงแบบไร้สายแบบรวมศูนย์ (C-RAN) C-RAN มอบโซลูชันทางเลือกใหม่และมีประสิทธิภาพ ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับปรุงจำนวนอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับสถานีฐานเซลลูลาร์แต่ละแห่งผ่าน C-RAN และจัดเตรียมฟังก์ชันต่างๆ เช่น การใช้งานคลาวด์ CU การจำลองเสมือนทรัพยากรลงในพูล และความสามารถในการปรับขนาดเครือข่าย

การส่งสัญญาณส่วนหน้า 5G จะใช้โมดูลออปติคัลที่มีความจุมากขึ้น ปัจจุบันสถานีฐาน 4G LTE ใช้โมดูลออปติคอล 10G เป็นหลัก สเปกตรัมความถี่สูงและลักษณะแบนด์วิดธ์สูงของ 5G ประกอบกับการใช้เทคโนโลยี MassiveMIMO จำเป็นต้องมีการสื่อสารโมดูลออปติคอลแถบความถี่กว้างพิเศษ ปัจจุบัน C-RAN กำลังพยายามลดความเร็วอินเทอร์เฟซ CPRI โดยการย้ายเลเยอร์ฟิสิคัลของ DU ไปยังส่วน AAU ซึ่งจะช่วยลดความต้องการโมดูลออปติคัลแบนด์วิธสูง และทำให้โมดูลออปติคัล 25G/100G สามารถตอบสนองความต้องการในการส่งแบนด์วิธสูงเป็นพิเศษ ของการสื่อสาร "ความถี่สูง" 5G ในอนาคต ดังนั้น ในการก่อสร้างสถานีฐานเฟรมเวิร์ก C-RAN ในอนาคต โมดูลออปติคัล 100G จะมีศักยภาพสูง

การใช้งานสถานีฐาน 5G

จำนวนที่เพิ่มขึ้น: ในรูปแบบสถานีฐานแบบดั้งเดิมที่มี DU เดียวเชื่อมต่อ 3 AAU จำเป็นต้องมีโมดูลออปติคัล 12 โมดูล การนำมอร์ฟิซึ่มมาใช้ ความต้องการโมดูลออปติคัลสถานีฐานของเทคโนโลยีการเข้าถึงความถี่จะเพิ่มขึ้นอีก เราถือว่าในรูปแบบนี้ ต้องใช้ DU เดียวเชื่อมต่อ 5 AAU,20 โมดูลออปติคัล

สรุป:

จากข้อมูลของ LightCounting หนึ่งในสิบซัพพลายเออร์ที่มียอดขายโมดูลออปติคัลระดับโลกสูงสุดในปี 2010 มีผู้ผลิตในประเทศเพียงรายเดียวคือ Wuhan Telecom Devices ในปี 2022 จำนวนผู้ผลิตจีนในรายชื่อเพิ่มขึ้นเป็น 7 ราย โดยมี Zhongji Xuchuang และ Coherent อยู่ในอันดับต้นๆ เสมอกัน ผู้ผลิตในจีนได้เพิ่มส่วนแบ่งการตลาดในส่วนประกอบและโมดูลด้านแสงจาก 15% ในปี 2010 เป็น 50% ในปี 2021

ปัจจุบัน โมดูลออปติคอลในประเทศสาม Jiji Xuchuang การสื่อสาร Tianfu และ Yisheng ใหม่ มูลค่าตลาดถึง 140 พันล้านหยวน 60 พันล้านหยวน 55 พันล้านหยวน ซึ่งผู้นำ Zhongji Xuchuang จากมูลค่าตลาดเกินกว่าอุตสาหกรรมโมดูลออปติคัลระดับโลกก่อนหน้านี้ แรกที่สอดคล้องกัน (มูลค่าตลาดล่าสุดประมาณ 63 พันล้านหยวน) ตำแหน่งพี่ชายคนแรกของโลกอย่างเป็นทางการ

การเติบโตอย่างรวดเร็วของแอปพลิเคชันเกิดใหม่ เช่น 5G, AI และศูนย์ข้อมูลกำลังยืนอยู่บนอนาคต และอนาคตของอุตสาหกรรมโมดูลออปติคัลในประเทศก็เป็นสิ่งที่คาดการณ์ได้