Развитие чипов для оптической связи расходится: кремниевая фотоника отвоёвывает долю, а высококлассные лазеры остаются в дефиците
По прогнозу Nomura, кремниевая фотоника увеличит свою долю в высокоскоростных оптических сетях, однако улучшение поставок чипов среднего и начального уровня будет сочетаться с нехваткой высококлассных лазеров; VCSEL и MicroLED предлагают новые решения для соединений на более коротких расстояниях.
Первоисточник:Nomura International (Hong Kong) Ltd.Первая публикация на Unhidea:Дата первоисточника:
Главный вывод
Nomura считает, что рост спроса на оптическую связь помогает кремниевой фотонике отвоёвывать часть доли EML, однако поставки высококлассных лазеров и подложек из фосфида индия остаются ключевыми ограничениями для расширения отрасли.
Почему кремниевая фотоника может увеличить свою долю?
Nomura ожидает, что в ближайшие 3–5 лет высокоскоростные оптические модули 800G и 1.6T, а также решения с оптикой вблизи корпуса и совместно упакованной оптикой продолжат поддерживать спрос на оптические чипы. По мнению банка, решения, сочетающие лазеры непрерывного излучения с кремниевой фотоникой, с более диверсифицированными цепочками поставок и более конкурентоспособной себестоимостью, отвоёвывают долю у лазеров с электроабсорбционной модуляцией (EML).
Для сетевых соединений между серверами центров обработки данных Nomura прогнозирует, что к 2027 году доля модулей кремниевой фотоники на основе лазеров непрерывного излучения среди подключаемых модулей 800G и 1.6T может достичь 60%–70%, а остальную часть составят преимущественно решения EML.
Изменение долей не означает исчезновения спроса на фосфид индия (InP): кремниевой фотонике по-прежнему нужны лазеры InP в качестве источника света. Nomura ожидает роста поставок лазерных чипов InP, включая EML, VCSEL и лазеры непрерывного излучения, с 480 млн штук в 2026 году до 1,542 млрд штук в 2028 году.
Почему предложение останется поляризованным при росте спроса?
Переход с 800G на 1.6T повышает скорость одного канала EML с 100G до 200G, а мощность лазеров непрерывного излучения — с 70 до 100 милливатт; оптика вблизи корпуса и совместно упакованная оптика дополнительно создают спрос на лазеры мощностью свыше 120 милливатт.
Nomura прогнозирует, что с выходом китайских производителей на мировой рынок предложение чипов среднего и начального уровня, таких как лазеры непрерывного излучения мощностью 70/100 милливатт и EML 100G, станет более обильным в ближайшие 1–2 года. Однако лазеры непрерывного излучения мощностью свыше 200 милливатт, EML свыше 200G и высокоскоростные VCSEL по-прежнему в основном находятся в руках глобальных производителей. Медленное наращивание мощностей, длительные сроки поставки оборудования и проблемы с выходом годной продукции сохранят дефицит предложения в 2026–2027 годах.
Подложки InP на начальном этапе цепочки поставок также являются узким местом: предложение высококлассной продукции сосредоточено у Sumitomo Electric, JX Advanced Metals и AXT; Nomura считает, что китайский экспортный контроль в отношении подложек InP и сырья также может повлиять на эффективное мировое предложение.
Как VCSEL и MicroLED бросают вызов существующим решениям?
В настоящее время кремниевая фотоника в основном использует «быструю и узкую» архитектуру с небольшим числом высокоскоростных каналов; VCSEL и MicroLED применяют «медленную и широкую» архитектуру с параллельной передачей по большему числу каналов средней и низкой скорости. Nomura относит кремниевую фотонику к решениям для более дальних расстояний, считает VCSEL подходящим примерно для 10–100 метров, а MicroLED — ориентированным на сверхкороткие расстояния в пределах 10 метров.
Решение MOSAIC от Microsoft показывает компромисс между числом каналов и скоростью: обычная линия 800 Гбит/с обычно использует 8 каналов по 100 Гбит/с, тогда как MOSAIC передаёт данные параллельно по 400 оптическим каналам по 2 Гбит/с.
Новые подходы всё ещё сталкиваются с инженерными трудностями: для MicroLED необходимо решить вопросы выхода годной продукции и однородности при массовом переносе миниатюрных светоизлучающих устройств; для VCSEL — вопросы сопряжения и выравнивания массивов, а также упаковки высокой плотности.
С какими компромиссами сталкиваются поставщики модуляторов и модулей?
Модуляторы записывают электрические сигналы в световые волны. В совместно упакованных продуктах Broadcom применяется более зрелое решение MZM, занимающее большую площадь чипа, но менее чувствительное к температуре; микрокольцевой модулятор (MRM), используемый Nvidia, меньше и требует более низкого напряжения управления, но нуждается в схемах термоконтроля для подавления вызванного температурой дрейфа длины волны.
Nomura считает, что преимущества китайских производителей в сфере подключаемых оптических модулей помогают местным компаниям, выпускающим оптические чипы, завоёвывать долю рынка; в ближайшие 2–3 года будут сосуществовать различные оптические решения, а поставщикам облачных услуг и клиентам в области ИИ также понадобятся продукты, изготовленные по индивидуальным требованиям. Одновременно глобальные клиенты стремятся диверсифицировать поставки, а китайские производители оптических чипов по-прежнему сталкиваются с регуляторными рисками при выходе на зарубежные рынки.