本文來(lái)自微信公眾號(hào)“電子發(fā)燒友網(wǎng)”，文/李寧遠(yuǎn)。
ChatGPT再度引爆人工智能熱潮后，國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)都在加速發(fā)展人工智能算力，人工智能領(lǐng)域的軍備競(jìng)賽顯著拉動(dòng)了云數(shù)據(jù)中心中算力設(shè)備的加速升級(jí)。
為了應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)的爆炸，實(shí)現(xiàn)人工智能先進(jìn)算力的三大核心環(huán)節(jié)——硬件算力基礎(chǔ)、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸缺一不可，任何一個(gè)環(huán)節(jié)存在短板都會(huì)影響先進(jìn)算力水平。其中算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)骨干網(wǎng)和大型數(shù)據(jù)中心提出了更高的要求，光通信網(wǎng)絡(luò)作為人工智能算力的重要基礎(chǔ)和堅(jiān)實(shí)底座，構(gòu)筑算力網(wǎng)絡(luò)的光底座亟待新型光通信產(chǎn)品的支持。
打造算力時(shí)代的全光底座
算力在現(xiàn)在的時(shí)代，是無(wú)法替代的先進(jìn)生產(chǎn)力，是人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)落地應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐。這些技術(shù)與各行各業(yè)的融合發(fā)展大幅提高了行業(yè)智能化和數(shù)字化。
在算力需求迅猛增長(zhǎng)的如今，構(gòu)筑不斷升級(jí)的算力網(wǎng)絡(luò)需要一張無(wú)處不在，超低延時(shí)超高帶寬的確定性網(wǎng)絡(luò)作為支持，全光網(wǎng)底座打造的算力網(wǎng)絡(luò)才能釋放無(wú)限的算力。全光底座的建設(shè)首次提出于第28屆中國(guó)國(guó)際信息通信展覽會(huì)的“中國(guó)之光高峰論壇”上，全光底座是全光網(wǎng)的物理基礎(chǔ)。
中國(guó)聯(lián)通研究院發(fā)布的《算力時(shí)代的全光底座白皮書》也指出，算力時(shí)代打造全光底座需要關(guān)注六大關(guān)鍵技術(shù)，即全光傳送、全光交換、全光接入、全光智能、光算協(xié)同、靈活組網(wǎng)?？偟膩?lái)看，承載算力的全光底座要具備大帶寬、低時(shí)延、光算協(xié)同、彈性敏捷、安全可靠、架構(gòu)優(yōu)化等關(guān)鍵特征。
算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)骨干網(wǎng)和大型數(shù)據(jù)中心提出了更高的要求，如今200G/400G已經(jīng)在加速部署，400G技術(shù)在大規(guī)模企業(yè)、電信公司和其他需要超高速骨干網(wǎng)的組織中正逐漸擴(kuò)大規(guī)模。800G技術(shù)甚至1.6T技術(shù)也在穩(wěn)步研究突破中。
算力時(shí)代全光底座的建設(shè)讓光通信產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了一波新的增速機(jī)遇。
骨干網(wǎng)速率持續(xù)升級(jí)，光通信技術(shù)背后的核心光模塊
算力網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)背后是光通信相關(guān)器件的升級(jí)，打造光底座也需要新型光通信產(chǎn)品的支持。光模塊是算力的底座，在光通信產(chǎn)業(yè)里，最上游的是元器件供應(yīng)商，包括PCB、光芯片、光有源器件、光無(wú)源器件等。中游則是光模塊和光纖光纜等核心組件。
光芯片是光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)元件，通信系統(tǒng)的傳輸效率很大程度上取決于它的性能。有源光芯片可以分為激光器芯片和探測(cè)器芯片，在光模塊中約占據(jù)20%的成本。有源光器件和無(wú)源光器件在光模塊中占據(jù)七成以上的成本，是光模塊中價(jià)格中的大頭。
骨干網(wǎng)速率的持續(xù)升級(jí)和光模塊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展腳步高度契合，2015年以前，數(shù)據(jù)中心光模塊以10G、40G為主，自2016年起25G、100G光模塊開始部署，2019年開始大規(guī)模放量。隨后光模塊進(jìn)入后100G時(shí)代，上層交換機(jī)光模塊速率開始向200G/400G升級(jí)。去年200G/400G產(chǎn)品大規(guī)模放量，800G光模塊進(jìn)入導(dǎo)入階段。
根據(jù)光通信行業(yè)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Lightcounting統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2021年全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模超過100億美金，國(guó)產(chǎn)光模塊市場(chǎng)份額過半。同時(shí)LightCounting預(yù)測(cè)，2023年全球光模塊市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)4.34%，2024到2027年將加速增長(zhǎng)，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到11.43%，到2025年800G光模塊將開始主導(dǎo)市場(chǎng)。
目前全球光模塊產(chǎn)業(yè)鏈上，歐美日技術(shù)起步較早，專注于芯片和產(chǎn)品研發(fā)，國(guó)內(nèi)經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)成為全球光模塊制造基地。根據(jù)LightCounting今年公布的最新全球光模塊TOP10榜單，中際旭創(chuàng)與Coherent并列TOP10榜首，Cisco（Acacia）排名第三，華為（海思）排名第四，光迅科技排名第五，海信寬帶排名第六，新易盛排名第七，華工正源排名第八，Intel排名第九，索爾思光電排名第十。
圖源：LightCounting
中際旭創(chuàng)的400G系列的光模塊已經(jīng)穩(wěn)定量產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)主流設(shè)備商和互聯(lián)網(wǎng)云廠商中開始應(yīng)用。今年3月7日發(fā)布的全球首個(gè)400G ZR+Pro模塊，在發(fā)射光功率、接收靈敏度、光的信噪比三個(gè)核心指標(biāo)上都是遠(yuǎn)優(yōu)于業(yè)界平均水平。在800G光模塊領(lǐng)域，中際旭創(chuàng)也已經(jīng)開始小規(guī)模穩(wěn)定持續(xù)出貨。
值得一提的是，此前中際旭創(chuàng)傳統(tǒng)光模塊產(chǎn)品的光芯片主要來(lái)源為外購(gòu)，光芯片等上游核心器件積累不足向來(lái)是國(guó)內(nèi)光模塊廠商欠缺的地方。但到高速400G/800G光模塊中，中際旭創(chuàng)已采用自研的硅光芯片。
華為早在2020年就透露了800G可調(diào)超高速光模塊的布局，今年發(fā)布的800GE數(shù)據(jù)中心核心交換機(jī)CloudEngine 16800-X系列中也少不了800G光模塊的身影。
光迅科技數(shù)通光模塊產(chǎn)品矩陣同樣很豐富，除了中低速產(chǎn)品外，還包含200G、400G、800G等高速光模塊產(chǎn)品。目前光迅科技的400G光模塊已經(jīng)批量供應(yīng)，800G光模塊已實(shí)現(xiàn)小批量提供給部分客戶目前量還不大，CPO相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品也處于研發(fā)中。據(jù)悉，其1.6T光模塊產(chǎn)品已開發(fā)完成，產(chǎn)品正在推進(jìn)送樣測(cè)試工作。
光迅科技光模塊產(chǎn)品中，10G芯片自給率在90%左右，25G芯片自給率在70%左右，較之前也有了不小提升。
新易盛去年在高速率光模塊、硅光模塊、相干光模塊、800G LPO光模塊等領(lǐng)域有不少進(jìn)展。拓寬了不少800G和400G光模塊產(chǎn)品組合，部分800G光模塊產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)出貨，高速光模塊儲(chǔ)備充分只等下游需求放量。新易盛今年也推出了相關(guān)1.6T光模塊產(chǎn)品，目前正在送樣測(cè)試。
華工科技的100G/200G/400G全系列光模塊也實(shí)現(xiàn)了批量交付，在高端產(chǎn)品線中，華工自主研發(fā)的應(yīng)用于超大規(guī)模云數(shù)據(jù)中心的800G硅光模塊也正在推向市場(chǎng)，并表示后續(xù)發(fā)展將聚焦于高端光芯片自主可控。
此外，索爾思光電、劍橋科技、博創(chuàng)、太辰光等國(guó)內(nèi)光模塊廠商，除了在中低速產(chǎn)品布局外，也均開始向高速率光模塊領(lǐng)域延伸。光模塊作為光通信核心組件，在構(gòu)筑算力網(wǎng)絡(luò)的光底座的行業(yè)風(fēng)向下即將迎來(lái)下游市場(chǎng)需求的放量。
寫在最后
如今國(guó)內(nèi)光模塊廠商都已經(jīng)紛紛布局高速率光模塊領(lǐng)域，從目前的情況來(lái)看，不少?gòu)S商的800G光模塊已經(jīng)開始小規(guī)模應(yīng)用與導(dǎo)入，一些行業(yè)頭部廠商已經(jīng)著手1.6T光模塊的布局。
而且從國(guó)內(nèi)廠商的動(dòng)向來(lái)看，領(lǐng)先的光模塊廠商也在盡可能在上游光芯片與光器件領(lǐng)域積累。目前光芯片和光器件領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化率還是偏低，核心芯片價(jià)格居高不下拉高了整個(gè)光模塊的成本，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看向上游延伸進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代是降低成本的必要選擇，尤其是在400G、800G以及更高速率光模塊發(fā)展方向上。
算力時(shí)代的來(lái)臨，建設(shè)算力時(shí)代的全光底座是釋放算力的基礎(chǔ)，高速率光模塊和相關(guān)核心組件隨著產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，市場(chǎng)逐漸放量，將迎來(lái)一波新的發(fā)展機(jī)遇。
