跟着DeepSeek的产生,AI芯片商场整个产生,光模块动作GPU以表最赢利的细分产物之一,商场需求迅速增加。
2.光模块时间正在数据核心范围首要征求光互连与铜互连两种表面,此中光互连计划拥有传输隔断长、功耗低的上风。
3.目前,光模块商场时间迭代周期加快,800G光模块估计将正在2025年动手商用,同时改日1~2年将整个进入1.6T期间。
4.除此除表,液寒光模块、LPO、CPO、硅光时间等新时间的演进将有帮于光模块正在功耗、本钱和职能上达成进一步冲破。
5.估计到2030年,环球AI光模块累计存量商场空间将抵达数百亿美元,光模块将成为AI期间的首要根源措施之一。
实情上,对AI来说,“算力、存力、运力”缺一弗成,正在DeepSeek的启发之下,运力,也便是光互联时间,也正在产生之中。可能说,光模块是GPU以表,最赢利的细分产物之一。
数据核心范围,首要征求分为光互连与铜互连两种表面。两者最大的区别正在于传输介质,光互连计划是先将电信号转化为光信号,再实行传输;铜互连则是诈欺铜的导电性,直接实行电信号的传输。
目今,跟着AI对GPU集群的算力需求产生式增加,光互联正在构修智算核心万卡集群中起到环节用意。数据显示,AI大模子教练需超算集群互联,单台GPU供职器需配6~8个光模块,英伟达2025年1.6T模块采购量或达60万支。加之光模块(Optical Modules)时间不竭冲破,从400G到800G乃至1.6T传输速度已成为实际,光模块商场增速惊人。
光模块动作光纤通讯中的首要构成个人,是达成光信号传输历程中光电转换和电光转换功用的光电子器件。Cignal AI预测显示,2021年~2025年,400ZR闭连光模块四年间将增加10倍。从2024年起,800ZR将慢慢商用并迅速增加,而1600ZR的商用将从2027年动手。
据东吴证券测算,当等效800G光模块与H100数目比分袂为3/4/5/6时,直至2030年环球AI光模块累计存量商场空间分袂为720/960/1200/1440亿美元。
商场趋向上来看,光模块时间迭代周期正正在加快。正在数据核心范围,直调直检光模块的速度约每3~4年更新一代,跟着AI智算的引入,迭代周期映现缩短趋向。目今主流速度为800G光模块,而1.6T光模块估计将正在2025年动手商用,同时估计改日1~2年将整个进入1.6T期间,到2030年3.2T将走向范畴商用。正在干线搜集范围,闭连光模块的速度更新周期较长,约10年一代;目今处于单波400Gb/s阶段,估计到2030年将抵达800G。
国内方面,策略动手向400G/800G全光相联倾斜,也为全面行业的产生按下了 “加快键”。2025年1月6日,国度生长改良委、国度数据局、工业和音信化部连结揭橥《国度数据根源措施修立指引》 。此中昭彰指出,搜集措施和算力措施需适合数据代价开释的需求,向数据高速传输、算力高效供应偏向升级。尤为环节的是,激动国度要道节点和需求地之间 400G/800G 高带宽的全光相联,指挥电信运营商等普及 “大祖传输通道” 的效劳,胀动算网深度调和。
光模块厂商方面,日本和美国的光模块厂商慢慢退出环球商场,中国厂商排名稳步上升。据LightCounting估计,2024年我国光模块的商场范畴约为26.5亿美元,估计2029年希望抵达约65亿美元。2024~2029年,中国占环球光模块总商场份额的20~25%。
光模块代工:稳懋半导体、宏捷AWSC、三安光电(收购环宇)、海威华芯、志伟光电、鲲游光电等;
光芯片:源杰科技、长光华芯、仕佳光子、光迅科技、华工科技、海信宽带、华为海思、高意(Coherent)、博通(Broadcom)、Lumentum、AAOI等;
激光器芯片:Coherent、中科光芯、Avago、艾迈斯欧司朗、光安伦、海信宽带、MACOM、光迅科技、三菱电机、三安光电、华为海思等;
光器件:天孚通讯、光迅科技、华工科技、太辰光、博创科技、高意(Coherent)、Lumentum、AAOI等;
光模块:中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、博创科技、联特科技、剑桥科技、高意(Coherent)、Lumentum、AAOI等;
光纤光缆:光纤预造棒、通讯光纤、通讯光缆、特种光缆、室内光缆、蝶形光缆、光电复合缆、通讯电缆、数据电缆等;
电信商场:华为、中兴通信、狼烟通讯、瑞斯康达、格林伟迪、诺基亚、思科、中国挪动、中国电信、中国联通、中国广电、Verizon、AT&T、T-Mobile、SingTel、Vodafone等;
数互市场:阿里云、腾讯云、华为云、百度云、AWS、Microsoft、Google、Meta、海潮音信、华为、联思、戴尔(DELL)、慧与(HPE)、思科(Cisco)等。
光模块高速增加之下,功耗成了高速光互联行使的最大挑拨。思科数据显示,2010~2022 年环球数据核心的搜集交流带宽提拔了80倍,但价值是交流芯片功耗加多约8倍,光模块功耗加多26倍,交流芯片串行器/解串器(SerDes)功耗加多25倍。
通例光模块策画都基于风冷的行使场景,正在浸没或喷淋液冷境况下或者显露失效处境,所以必要针对液冷境况的行使实行策画并类型联系时间哀求。
因为DSP可能占到光模块BOM本钱的20%~40%,所以LPO计划调换了守旧的DSP,将功用集成到交流芯片中,只留下驱动芯片(Driver)和跨阻放大器(TIA)芯片,从而得回更低的功耗、更低的本钱、更低的延时、更易保卫的特色。只是,LPO通讯隔断短,同时规范化刚起步,互联互通存正在挑拨。
新易盛、剑桥科技等已揭橥联系产物,中际旭创已实行联系产物开拓,海信宽带已推出800G线性互联光缆。
CPO指的是把光引擎和交流芯片合伙封装正在一道的光电共封装时间,CPO分为基于2D、2.5D、3D封装三种表面。该计划缩短了光引擎和交流芯片间隔断,有用削减尺寸、低重功耗、普及效劳。只是,CPO目前处于资产化初期,正在工艺、仿真以及测试等方面仍面对良多挑拨。
英伟达通过政策投资AyarLabs、TSMC构修硅光平台、芯片共封装本事,同时有音书称英伟达将正在本年3月的GTC大会上推出行使CPO时间的交流机新品;
硅光时间是以硅和硅基衬底原料(如SiGe/Si、SOI等)动作光学介质,通过互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容的集成电途工艺造作相应的光子器件和光电器件(征求硅基发光器件、调造器、探测器、光波导器件等),并诈欺这些器件对光子实行发射、传输、检测和照料,以达成其正在光通讯、光传感、光谋划等范围中的本质行使。
就硅光时间正在通讯兴办中的简直行使而言,目前除了激光器表,光模块中大个人器件的造作都已达成。目前的硅光时间已可能代替良多守旧的光器件,只是其已经具有很多时间困难与测试和规范化的题目。
估计到2025年至2030年,其正在传感范围的商场范畴将抵达数百亿美元,而正在2030年至2035年,硅光芯片正在谋划范围的商场范畴则希望冲破千亿美元。比拟表率冲破征求:
Marvell揭橥首款6.4T的3D硅光引擎,守旧的幼型光模块最多只可集成8个光通道,而3D硅光引擎则可能扩展到16、32乃至64个通道,从而达成12.8T的硅光模块,极大地提拔了编造的职能;
英特尔推出了光谋划互连OCI,这是一种基于其内部硅基光电子时间的齐全集成的光I/O处分计划,拥有4 Tbps的双向带宽,援救64个通道,每个偏向传输速度高达32 Gbps,且传输隔断超出100米;
意法半导体新推出的硅光时间和新一代 BiCMOS 时间,可能帮帮云谋划供职商和光模块厂商造胜职能和能效挑拨,规划从 2025 年下半年动手,800Gb/s 和 1.6Tb/s 光模块将慢慢提拔产量;
中际旭创400G硅光模块已进入商场导入阶段,正正在给与海表客户认证,800G硅光模块已开拓获胜,并向海表客户送样,400G/800G的硅光模块已采用自研的硅光芯片;
熹联光芯100G硅光模块已达成范畴化量产,400G光学引擎及硅光模块正处于多个客户认证测试中;正在张家港经开区修立中国第一条硅光芯片及封测临盆线亿元;
华工科技2021年400G硅光芯片已达成量产,2022年揭橥800G硅光芯片并达成幼批量临盆;
光迅科技2018年揭橥100G硅光收发芯片并正式投产行使,200G/400G硅光数通模块仍然动手出货,800G产物已动手向客户送样。
遵循机构预测,2029年环球薄膜铌酸锂调造器商场将抵达20亿美元,年复合增加率为41.0%。中国商场范畴也正在扩充,2022年铌酸锂芯片和调造器商场占据率超出30%。
富士通、HyperLight、SRICO是薄膜铌酸锂调造器范围当先企业,目前仍然推出联系产物;
新易盛、中际旭创、联特科技、光迅科技、铌奥光电、易缆微、上海安湃、宁波元芯、极刻光核、光库科技均有联系产物正在研发。
强度调造直接检测(IM-DD)时间是目今数据核心主导时间,业界正正在研究“闭连精简版”处分计划。闭连光模块是指正在发射端采用高阶调造时间、正在接管端采用闭连检测时间而具备干预放大本事的光模块,其敏捷度高、传输隔断更长、通讯容量大、波长拣选性好。只是,闭连下重时间比拟IMDD更为繁杂。
遵循Cignal AI的统计和预测,改日几年闭连光模块的商场范畴将映现15%支配的年均增速,商场范畴将从50亿美元慢慢亲切100亿美元。
60~200GBaud高速闭连范围的oDSP芯片首要玩家是Ciena、Acacia、Marvell和华为。而正在闭连下重范围,有三起先要收购,预示着这一商场愈发无法被蔑视:Marvell以100亿美元的估值收购了Inphi、Cisco以45亿美元的估值收购了Acacia、Nokia也告示将以23亿美元的估值收购Infinera。
OIO是一种基于芯片的光互连处分计划,与谋划芯片(中间照料器、图形照料器、张量照料器)集成正在统一封装中,产物样子征求板载光学(OBO)、NPO、CPO及改日或者计划的光电子集成电途(OEIC)。
与守旧贸易处分计划比拟,OIO可能将数据传输带宽提拔7倍,功耗低重为本来的1/5,尺寸减幼为本来的1/12,明显提拔互连职能,满意高职能谋划场景的需求,为资源池化供应了保证。
Yole预测,OIO环球商场范畴估计到2033年将增加至23亿美元;而且估计其贸易生态齐全产生的时刻正在5年后。