2023年中國光模塊行業技術趨勢分析 CPO、硅光技術或將成為高算力場景下“降本增效”的解決方案【組圖】
光模塊行業主要上市公司:光迅科技(002281.SZ);中際旭創(300308.SZ);新易盛(300502.SZ);博創科技(300548.SZ);太辰光(300570.SZ);聯特科技(301205.SZ);中天科技(600522.SH);長飛光纖(601869.SH);九聯科技(688609.SH);德科立(688205.SH);劍橋科技(603083.SH)等
本文核心數據:中國代表性光模塊企業硅光技術進展、中國代表性光模塊企業CPO技術進展
800G光模塊將高速發展
光模塊高速率低功耗高集成的趨勢帶來諸多新機遇,龍頭廠商在高速率和多種技術方案下全面推進,其他廠商在高速率方面亦有基于不同技術方案的研發,或成為彎道超車,提高市占率的有效途徑。具體來看,800G方面,光模塊廠商在傳統800光模塊和基于硅光方案的800G均有不同程度進展。
硅光解決方案是重點突破方向
硅光解決方案集成度高,同時在峰值速度、能耗、成本等方面均具有良好表現,因而是光模塊未來的重要發展方向之一。硅光子技術是基于硅和硅基襯底材料,利用現有CMOS工藝進行光器件開發和集成的新一代技術。鑒于良率和損耗問題,硅光模塊方案的整體優勢尚不明顯,但在超400G的短距場景、相干光場景中,硅光模塊的低成本優勢或許會使得其成為數據中心網絡向400G升級的主流產品。國內光模塊代表性企業在硅光技術方面的進展如下:
相干技術應用場景大幅拓展
數據中心光互聯方案可根據其傳輸距離來選擇兩種支撐技術,一種是直接探測技術,另一種是相干探測技術。相干探測憑借著高容量、高信噪比等優勢在城域網內的長距離DCI互聯中得到廣泛應用,而直接探測的應用場景更適合相對短距離互聯。隨著單通道傳輸速率的提高,現代光通信領域越來越多的應用場景開始用到相干光傳輸技術,相干技術也從過去的骨干網下沉到城域甚至邊緣接入網。
“東數西算”提出要加快打通東西部間數據直連通道,提高網絡傳輸質量,這也就需要用400G、800G等相干光模塊來解決長距離數據中心之間的DCI互聯應用場景。
CPO技術將解決高速高密度互聯傳輸場景
光電共封裝(CPO)指的是交換ASIC芯片和硅光引擎(光學器件)在同一高速主板上協同封裝,從而降低信號衰減、降低系統功耗、降低成本和實現高度集成。CPO的發展才剛起步,并且其行業標準形成預計還要一定時間,但CPO的成熟應用或許會帶來光模塊產業鏈生態的重大變化。硅光技術既可以用在傳統可插拔光模塊中,也可以用在CPO方案中。800G傳輸速率下硅光封裝滲透率會有提升,而CPO方案則更多的是技術探索。但是從1.6T開始,傳統可插拔速率升級或達到極限,后續光互聯升級可能轉向CPO和相干方案。
目前,AI對網絡速率的需求是目前的10倍以上,在這一背景下,CPO有望將現有可插拔光模塊架構的功耗降低50%,將有效解決高速高密度互聯傳輸場景。
LPO將成為主要過渡方案
CPO成為主流尚需時日,LPO被認為是期間主要過渡方案。LPO(Linear-drive Pluggable Optics)是指線性驅動可插撥光模塊,具體來看,高速光模塊通常會引入DSP芯片,對高速信號進行信號處理,但DSP芯片功耗占比可達光模塊的50%;LPO取消了DSP,只留下driver和TIA,將DSP功能集成到交換芯片中。相比于可插拔光模塊,在不同應用方案中LPO的功耗下降約50%。
此外,由于不再采用DSP,系統的延遲和成本降低,可應用到對延遲要求比較高的場景,例如高性能計算中心(HPC)中GPU之間的互聯;相對于CPO,由于LPO仍然采用可插拔模塊的形式,未進行較大的封裝形式革新,可以利用成熟的光模塊供應鏈,因此被認為是800G光模塊時代最具潛力的技術路線。
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本報告前瞻性、適時性地對光模塊行業的發展背景、供需情況、市場規模、競爭格局等行業現狀進行分析,并結合多年來光模塊行業發展軌跡及實踐經驗,對光模塊行業未來的發展...
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