核心觀點(diǎn):
從光模塊產(chǎn)品演進(jìn)方向映射技術(shù)前瞻布局。隨著數(shù)據(jù)流量爆發(fā)與下游應(yīng)用的豐富,驅(qū)動(dòng)光模塊產(chǎn)品向著更小型化、更 高速率、更低成本的方向演進(jìn);同時(shí),光模塊已發(fā)展至800G以及后續(xù)1.6T等速率的升級(jí),帶動(dòng)光模塊相關(guān)技術(shù)路線的 前瞻研發(fā)與迭代升級(jí)。 CPO方案:AI算力下高效能比方案。CPO方案將引擎和交換芯片共同封裝,縮短了光引擎和交換芯片間的距離,主要應(yīng) 用于超大型云服務(wù)商數(shù)通短距場(chǎng)景,將有效解決高速率高密度互聯(lián)傳輸。薄膜鈮酸鋰方案:技術(shù)突破,尺寸與集成度問(wèn)題得以改善帶來(lái)新發(fā)展。鈮酸鋰材料研究歷史較早,具備優(yōu)異性能;隨 著薄膜鈮酸鋰新技術(shù)突破,大幅改善尺寸及價(jià)格問(wèn)題,隨著相干技術(shù)下沉為相干光調(diào)制器帶來(lái)重要發(fā)展機(jī)遇。
硅光方案:具有集成度高、成本下降潛力大、波導(dǎo)傳輸性能優(yōu)異三大優(yōu)勢(shì)。硅光模塊在高速率傳輸網(wǎng)中優(yōu)勢(shì)明顯,需 求增速將高于傳統(tǒng)光模塊;硅光模塊有望在2025年高速光模塊市場(chǎng)中占據(jù)60%以上份額。 LPO方案:成本優(yōu)勢(shì)突出,滿足AI計(jì)算中心短距離、大寬帶、低延時(shí)要求。相較DSP方案,LPO可大幅度減少系統(tǒng)功耗 和時(shí)延,適用于短距傳輸;而其系統(tǒng)誤碼率和傳輸距離較短的問(wèn)題,因?yàn)樵贏I計(jì)算中心短距離應(yīng)用場(chǎng)景下較為適配, 得以彌補(bǔ)。 我們認(rèn)為,光模塊作為AI算力環(huán)節(jié)中國(guó)產(chǎn)化程度高,技術(shù)儲(chǔ)備前沿核心產(chǎn)品,受AI大模型發(fā)展驅(qū)動(dòng)算力持續(xù)升級(jí)需求 將帶來(lái)快速增長(zhǎng),建議關(guān)注前瞻布局CPO/LPO等新技術(shù)主要玩家以及產(chǎn)品批量及出貨情況。
技術(shù)演進(jìn)方向:更小型化、更高速率、更低成本
從光模塊產(chǎn)品演進(jìn)方向映射技術(shù)前瞻布局
光模塊產(chǎn)品升級(jí)迭代路線:小型化、高速率、低功耗不斷升級(jí)。 數(shù)據(jù)中心側(cè):隨著數(shù)據(jù)流量爆發(fā)與下游應(yīng)用的豐富,帶動(dòng)高速光模塊速率的持續(xù)升級(jí),當(dāng)前全球主要玩家800G進(jìn)入 導(dǎo)入驗(yàn)證及批量出貨進(jìn)程,1.6T產(chǎn)品不斷前瞻研發(fā)中。 電信側(cè):隨著“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)持續(xù)推進(jìn),不斷推動(dòng)國(guó)內(nèi)外10G PON光模塊持續(xù)升級(jí)。此外,海外光纖到戶(hù)滲透率 較低,隨著新一輪升級(jí)改造,海外PON模塊有望加速發(fā)展。
產(chǎn)品向高速率升級(jí),驅(qū)動(dòng)多種技術(shù)路線變革。 從光模塊產(chǎn)品演進(jìn)方向映射技術(shù)前瞻布局,隨著人工智能、物/車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等新技術(shù)的逐步應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)數(shù)據(jù)流量的快速增長(zhǎng),數(shù)據(jù)中 心進(jìn)一步向大型化、集中化轉(zhuǎn)變,將帶動(dòng)高速率及中長(zhǎng)距離光模塊的快速發(fā)展。目前全球主要的云廠商已在數(shù)據(jù) 中心內(nèi)部批量部署200/400G光模塊,隨著AIGC發(fā)展趨勢(shì)明朗,高算力需求催化更高速率的800G/1.6T光模塊需求。 由于光模塊速率升級(jí)過(guò)程中會(huì)帶來(lái)功率損耗、信號(hào)失真等問(wèn)題,以及速率提升中對(duì)光芯片性能提出了更高要求, 進(jìn)而導(dǎo)致整體成本提升,驅(qū)動(dòng)更高速率光模塊的多種技術(shù)演進(jìn)。
CPO:AI算力下高效能比方案
大模型時(shí)代催生高算力需求
大模型時(shí)代帶來(lái)高算力需求,降低功耗將為超算廠商帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 大模型時(shí)代催生高算力需求 圖表3:大模型時(shí)代算力需求 www.cgws.com 6 據(jù)OpenAI測(cè)算,自2012年以來(lái),全球頭部AI模型訓(xùn)練算力需求3-4個(gè)月翻一番,每年頭部訓(xùn)練模型所需算力增長(zhǎng)幅 度高達(dá)10倍。高算力需求會(huì)帶來(lái)功耗上的提高,超算廠商的成本也會(huì)隨之上升。因此,在算力需求快速提升的背 景下降低功耗將為超算廠商帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
CPO技術(shù):光電一體封裝,大幅降低功耗
CPO技術(shù)具有低功耗、高性能、高質(zhì)量、高傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì),隨著5G時(shí)代高帶寬的計(jì)算、傳輸、存儲(chǔ)的要求,以及硅光技術(shù)的成熟,板上和板間也進(jìn)入了光互聯(lián)時(shí)代,通道數(shù)也大 幅增加,封裝上要求將光芯片與ASIC控制芯片封裝在一起,以提高互聯(lián)密度,提出了光電共封裝(CPO)的相關(guān)概念。 CPO是指把光引擎和交換芯片共同封裝在一起的光電共封裝,這種方式能夠使得電信號(hào)在引擎和芯片之間更快的傳輸, 縮短了光引擎和交換芯片間的距離,有效減少尺寸,降低功耗,提高效率。
CPO出貨量從800G開(kāi)始,未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊
CPO發(fā)展目前處于起步階段,未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊。LightCounting認(rèn)為,CPO出貨量預(yù)計(jì)將從800G和1.6T端口開(kāi)始,于2024至2025年開(kāi)始商用,2026至2027年開(kāi) 始規(guī)模上量,主要應(yīng)用于超大型云服務(wù)商的數(shù)通短距場(chǎng)景。CIR預(yù)計(jì)到2027年,共封裝光學(xué)的市場(chǎng)收入將達(dá)到 54 億美元。全球CPO端口的銷(xiāo)售量將從2023年的5萬(wàn)增長(zhǎng)到2027年的450萬(wàn)。2027年,CPO端口在800G和1.6T出貨總數(shù) 中占比接近30%。Yole報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,2022年CPO市場(chǎng)產(chǎn)生的收入達(dá)到約3800萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)2033年將達(dá)到26 億美元,2022-2033年復(fù)合年增長(zhǎng)率為46%。
CPO應(yīng)用于超大型云服務(wù)商數(shù)通短距場(chǎng)景,有效解決高速率高密度互聯(lián)傳輸
CPO將有效解決高速高密度互聯(lián)傳輸。LightCounting在2022年12月報(bào)告中稱(chēng),AI對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率的需求是目前的10倍以上,在這一背景下,CPO有望將現(xiàn)有可插 拔光模塊架構(gòu)的功耗降低50%,將有效解決高速高密度互聯(lián)傳輸場(chǎng)景。CIR表示,基于CPO的設(shè)備最初將用于超大規(guī)模 數(shù)據(jù)中心,此外,CPO預(yù)計(jì)將在一年左右的時(shí)間進(jìn)入其他類(lèi)型的數(shù)據(jù)中心,未來(lái)將進(jìn)一步在邊緣和城域網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì) 算和傳感器等領(lǐng)域發(fā)揮更多優(yōu)勢(shì)。
薄膜鈮酸鋰:技術(shù)突破,尺寸與集成度問(wèn)題得以改善帶來(lái)新發(fā)展
發(fā)展歷程:鈮酸鋰材料已有百年研究過(guò)程
鈮酸鋰材料的研究已經(jīng)接近100年,可以劃分為三個(gè)階段: 發(fā)展歷程:鈮酸鋰材料已有百年研究過(guò)程 第一階段(1928-1965年):國(guó)外對(duì)鈮酸鋰的生長(zhǎng)工藝和晶格結(jié)構(gòu)展開(kāi)研究。1928年礦物學(xué)家Zachariasian 首次對(duì)鈮酸 鋰結(jié)構(gòu)特性開(kāi)展初步研究;1937年,Sue等實(shí)驗(yàn)合成了鈮酸鋰,未引起廣泛關(guān)注;直至1949 年,美國(guó)Bell實(shí)驗(yàn)室的 Matthias 和 Remeika發(fā)現(xiàn)其高溫鐵電特性,鈮酸鋰正式進(jìn)入人們視野;1964年,Bell 實(shí)驗(yàn)室的Ballman利用Czochralski 法成功生長(zhǎng)出厘米級(jí)鈮酸鋰晶體;1965年,Bell實(shí)驗(yàn)室的Nassau和 Levinstein找到制備單疇鈮酸鋰的方法;1965年, Abrahams等建立新的鐵電與順電相下鈮酸鋰晶格結(jié)構(gòu)模型 ,一直沿用至今。
第二階段(1964-1967年):國(guó)外對(duì)鈮酸鋰的特性展開(kāi)廣泛研究。由于突破了材料生長(zhǎng)工藝,獲得了最優(yōu)的晶格模型, 1964-1967年,美國(guó)Bell實(shí)驗(yàn)室對(duì)鈮酸鋰的電光、倍頻、壓電、光折變等特性開(kāi)展一系列研究。 第三階段(1970年至今):我國(guó)從1970 年代開(kāi)始鈮酸鋰晶體生長(zhǎng)、缺陷、性能及其應(yīng)用研究。1980年,南開(kāi)大學(xué)與西 南技術(shù)物理所合作發(fā)現(xiàn)高摻鎂鈮酸鋰的高抗光損傷性能,該晶體被稱(chēng)為“中國(guó)之星”;同年,南京大學(xué)突破了周期極化 鈮酸鋰的生長(zhǎng)工藝,從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)相位匹配。
鈮酸鋰晶體性能優(yōu)異,在調(diào)制器制備方案中優(yōu)勢(shì)明顯
鈮酸鋰晶體具有光電效應(yīng)多、性能可調(diào)控性強(qiáng)、物理化學(xué)性能穩(wěn)定、光透過(guò)范圍寬等特點(diǎn)。1)鈮酸鋰晶體光電效應(yīng)多,具有包括壓電效應(yīng)、電光效應(yīng)、非線性光學(xué)效應(yīng)、光折變效應(yīng)、光生伏打效應(yīng)、光彈效 應(yīng)、聲光效應(yīng)等多種光電性能; 2)鈮酸鋰晶體的性能可調(diào)控性強(qiáng),是由鈮酸鋰的晶格結(jié)構(gòu)和豐富的缺陷結(jié)構(gòu)所造成,鈮酸鋰晶體的諸多性能可以通 過(guò)晶體組分、元素?fù)诫s、價(jià)態(tài)控制等進(jìn)行大幅度調(diào)控; 3)鈮酸鋰晶體的物理化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定,易于加工; 4)光透過(guò)范圍寬,具有較大的雙折射,而且容易制備高質(zhì)量的光波導(dǎo);所以基于鈮酸鋰晶體的聲表面波濾波器、光調(diào)制器、相位調(diào)制器、光隔離器、電光調(diào)Q開(kāi)關(guān)等光電器件在電子技術(shù)、 光通信技術(shù)、激光技術(shù)等領(lǐng)域中得到了廣泛研究和實(shí)際應(yīng)用。
薄膜鈮酸鋰技術(shù)方案新突破,體積顯著變小,利于實(shí)現(xiàn)高度集成
鈮酸鋰方案雖有性能優(yōu)勢(shì),但也存在不足。1)性能提升空間:受限于鈮酸鋰材料中的自由載流子效應(yīng),傳統(tǒng)鈮酸鋰基光電調(diào)制器信號(hào)質(zhì)量、帶寬、插入損耗等 關(guān)鍵性能參數(shù)的提升逐漸遭遇瓶頸,且與CMOS工藝不兼容。 2)尺寸問(wèn)題:傳統(tǒng)鈮酸鋰調(diào)制器由于尺寸較大,難以滿足光器件小型化趨勢(shì)。 3)成本及價(jià)格問(wèn)題:鈮酸鋰調(diào)制器價(jià)格數(shù)倍于磷化銦調(diào)制器,因此在中距離傳輸場(chǎng)景下磷化銦調(diào)制器更具優(yōu)勢(shì)。
薄膜鈮酸鋰潛在市場(chǎng)空間接近百億
鈮酸鋰晶體市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng),鈮酸鋰調(diào)制器2024年潛在市場(chǎng)規(guī)?;蚪賰|級(jí)。全球鈮酸鋰晶體市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng),2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1.46億美元。光學(xué)級(jí)是鈮酸鋰晶體的主要類(lèi)型,2016年占比約 60%。根據(jù)QYReseach數(shù)據(jù),2016年全球鈮酸鋰晶體市場(chǎng)營(yíng)收為1.24億美元(約8億元),預(yù)計(jì)2022年達(dá)到1.46 億美元(約10億元),CAGR為2.26%。其中,光學(xué)級(jí)是鈮酸鋰晶體的主要類(lèi)型,2016年全球光學(xué)級(jí)鈮酸鋰晶體 銷(xiāo)售收入約0.75億美元,約占全球銷(xiāo)售收入的60%。
薄膜鈮酸鋰調(diào)制器2024 年潛在市場(chǎng)規(guī)?;蚪賰|級(jí)。隨著高速相干光傳輸技術(shù)不斷從長(zhǎng)途/干線下沉到區(qū)域/數(shù)據(jù) 中心等領(lǐng)域,用于高速相干光通信的數(shù)字光調(diào)制器需求將持續(xù)增長(zhǎng),2024年全球高速相干光調(diào)制器出貨量將達(dá)到 200萬(wàn)端,按照每個(gè)端口平均需要1~1.5個(gè)調(diào)制器,若薄膜鈮酸鋰調(diào)制器體滲透率可達(dá)50%,對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)空間約 82-110億元。
硅光技術(shù):具有集成度高、成本下降潛力大、波導(dǎo)傳輸性能優(yōu)異三大優(yōu)勢(shì)
當(dāng)前硅光模塊技術(shù)階段:硅光子集成
當(dāng)下是混合集成,單片集成是未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向。硅光的混合集成方案主要包括激光器直接放置技術(shù)和晶圓鍵合技術(shù)。直接放置技術(shù)主要是指采用倒裝焊或貼裝工藝,將 預(yù)先制作好的III-V族材料激光器放置在硅光子芯片表面,通過(guò)焊球完成電連接,實(shí)現(xiàn)光源與硅光波導(dǎo)器件的混合集成。 晶圓鍵合技術(shù)是將III-V族材料外延層集成至硅波導(dǎo)等硅光器件上方,由III-V族材料產(chǎn)生的光可通過(guò)倏逝波耦合的方式進(jìn) 入硅光子回路,完成片上光源與硅光子芯片的混合集成。單片集成方案主要指硅上異質(zhì)外延III-V材料激光器。與混合集成光源相比,單片集成方案最主要的優(yōu)勢(shì)是其能夠與硅光 子工藝同步縮小線寬、提高集成度,在大規(guī)模光子集成芯片的研制中有巨大潛力,這也是硅光子技術(shù)的主要發(fā)展方向。
硅光方案具有集成度高、成本下降潛力大、波導(dǎo)傳輸性能優(yōu)異三大優(yōu)勢(shì)
硅光方案具有集成度高、成本下降潛力大、波導(dǎo)傳輸性能優(yōu)異三大優(yōu)勢(shì)。“以光代電”是硅光技術(shù)出現(xiàn)的關(guān)鍵思路,即利用激光束代替電子信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。硅光子技術(shù)是利用現(xiàn)有 CMOS工藝進(jìn)行光器件開(kāi)發(fā)和集成的新一代技術(shù),具有集成度高特點(diǎn),并表現(xiàn)出成本、波導(dǎo)傳輸性能等方面的優(yōu)勢(shì)。集成度高:硅光子技術(shù)以硅作為集成芯片的襯底,硅基材料成本低且延展性好,可以利用成熟的CMOS工 藝制作光器件。與傳統(tǒng)方案相比,硅光子技術(shù)具有更高的集成度及更多的嵌入式功能,有利于提升芯片的 集成度。
成本下降潛力大:傳統(tǒng)的GaAs/InP襯底因晶圓材料生長(zhǎng)受限,生產(chǎn)成本較高。近年來(lái),隨著傳輸速率的進(jìn) 一步提升,需要更大的三五族晶圓,芯片的成本支出將進(jìn)一步提升。與三五族半導(dǎo)體相比,硅基材料成本 較低且可以大尺寸制造,芯片成本得以大幅降低。波導(dǎo)傳輸性能優(yōu)異:硅的禁帶寬度為1.12eV,對(duì)應(yīng)的光波長(zhǎng)為1.1μm。因此,硅對(duì)于1.1-1.6 μm的通信波 段(典型波長(zhǎng)1.31μm/1.55 μm)是透明的,具有優(yōu)異的波導(dǎo)傳輸特性。此外,硅的折射率高達(dá)3.42,與二 氧化硅可形成較大的折射率差,確保硅波導(dǎo)可以具有較小的波導(dǎo)彎曲半徑。
硅光方案產(chǎn)業(yè)化面臨設(shè)計(jì)架構(gòu)、制造工藝、封裝、配套器件等難題
硅光方案產(chǎn)業(yè)化面臨設(shè)計(jì)架構(gòu)、制造工藝、封裝、配套器件等難題。設(shè)計(jì)面臨著架構(gòu)不完善、體積和性能平衡等難題:前端集成則面積利用率較低,工藝成本高;后端集成制造 難度大,尤其是波導(dǎo)制備還很難完成;混合集成的成本與設(shè)計(jì)難度仍然不小。 硅光芯片制造工藝不統(tǒng)一、設(shè)備短缺:光學(xué)元器件對(duì)制造工藝要求更精確,些許偏差就可能造成巨大問(wèn)題, 從而影響到良品率與制造成本。 封裝問(wèn)題:硅光芯片所采用的光的波長(zhǎng)非常的小,跟光纖、激光器存在不匹配問(wèn)題,導(dǎo)致耦合損耗比較大。 配套器件技術(shù)、成本問(wèn)題:硅光芯片需要的配套光器件很多,如調(diào)制器、陶瓷套管/插芯、光收發(fā)接口等, 而這些光器件仍然面臨技術(shù)不完善、制造成本高等問(wèn)題。
硅光模塊在高速率傳輸網(wǎng)中優(yōu)勢(shì)明顯,需求增速將高于傳統(tǒng)光模塊
硅光模塊市場(chǎng)空間廣闊,未來(lái)在高速光模塊市場(chǎng)占有率將達(dá)到60%以上。2020年以來(lái),全球大型數(shù)據(jù)中心、5G基站等建設(shè)速度加快,目前已進(jìn)入快速發(fā)展期。在此背景下,全球光模塊市場(chǎng)景氣度將迅速提升,預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到180億美元左右。硅光模塊在高速率傳輸網(wǎng)中優(yōu)勢(shì)明顯,需求增速將高于傳統(tǒng)光模塊,市場(chǎng)規(guī)模將快速擴(kuò)張。Yole預(yù)計(jì)硅光模塊市場(chǎng)規(guī)模將從2016年的2.02億美元,增長(zhǎng)到2025年的36.7億美元,200G/400G和100G光模塊市場(chǎng)規(guī)模的復(fù)合增長(zhǎng)率分別達(dá)到95.9%、37.3%。新思界產(chǎn)業(yè)研究中心認(rèn)為,2020年全球硅光模塊市場(chǎng)普及率較低,僅為15%左右,在5G與數(shù)據(jù)中心行業(yè)拉動(dòng)下,預(yù)計(jì)到2025年其市場(chǎng)普及率將達(dá)到45%左右,其中,在高速光模塊市場(chǎng)中占有率更高,將達(dá)到60%以上。
硅光技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景及相關(guān)廠商布局
數(shù)據(jù)中心、5G承載網(wǎng)、光傳感等市場(chǎng)將為硅光打開(kāi)增長(zhǎng)空間。 硅光技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景及相關(guān)廠商布局 www.cgws.com 22 1)數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景下,通信速率正由100、200G向400G、800G、1.6T迭代,而且迭代周期持續(xù)縮短。在此背景下, 傳統(tǒng)的可插拔光模塊在性?xún)r(jià)比及功耗方面難有進(jìn)步空間,而高集成高速硅光芯片由于在潛在降價(jià)空間與功耗方面 有明顯優(yōu)勢(shì),成為更優(yōu)越的選項(xiàng)。 2)在5G承載網(wǎng)市場(chǎng)中,5G前傳是硅光技術(shù)的又一市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn),Intel已針對(duì)5G前傳發(fā)布具有擴(kuò)展工作溫度范圍的 100G收發(fā)器,支持在-40℃~85℃的工作溫度范圍內(nèi)通過(guò)單模光纖實(shí)現(xiàn)10km鏈路。 3)光傳感領(lǐng)域硅光發(fā)展?jié)摿薮螅F(xiàn)階段來(lái)看,面向自動(dòng)駕駛的激光雷達(dá)硅光芯片以及面向消費(fèi)者健康監(jiān)測(cè)及診 斷的硅光芯片將是重要增長(zhǎng)點(diǎn)。
LPO:成本優(yōu)勢(shì)突出,滿足AI計(jì)算中心線短距、大寬帶、低延時(shí)要求
LPO技術(shù)方案:大幅減少系統(tǒng)功耗與時(shí)延
相較DSP方案,LPO可大幅度減少系統(tǒng)功耗和時(shí)延,但只適用于短距傳輸。 LPO技術(shù)方案:大幅減少系統(tǒng)功耗與時(shí)延,LPO(Linear-drive Pluggable Optics)是線性驅(qū)動(dòng)可插撥光模塊,在數(shù)據(jù)鏈路中只使用線性模擬元件,無(wú) CDR或DSP的設(shè)計(jì)方案。 通過(guò)LPO線性直驅(qū)的技術(shù)把DSP替換,使用高線性度、具備EQ功能的TIA和DRIVER芯片,功耗大幅降低、 延遲提升(功耗相較DSP可下降接近50%),但是系統(tǒng)誤碼率和傳輸距離有所犧牲,LPO只適用于特定短 距離應(yīng)用場(chǎng)景,如:數(shù)據(jù)中心服務(wù)器到交換機(jī)的鏈接,但未來(lái)可能會(huì)用于500m以?xún)?nèi),滿足數(shù)據(jù)中心最大的 需求。 考慮到傳統(tǒng)光模塊中DSP芯片的BOM成本占比不低,LPO的低價(jià)格特性有可能在800G時(shí)代實(shí)現(xiàn)大放量。
LPO具有功耗低、低延遲、低成本、可熱插拔的優(yōu)勢(shì)
LPO具有功耗低、低延遲、低成本、可熱插拔的優(yōu)勢(shì)。 LPO具有功耗低、低延遲、低成本、可熱插拔的優(yōu)勢(shì)。功耗低:相比于可插拔光模塊,LPO的功耗下降約50%,與CPO的功耗接近。低延遲:由于不再采用DSP,不涉及對(duì)信號(hào)的復(fù)原,整個(gè)系統(tǒng)的latency大大降低,可以應(yīng)用到對(duì)延遲要求比較高 的場(chǎng)景,例如高性能計(jì)算中心(HPC)中GPU之間的互聯(lián)。低成本:由于不再需要采用5nm/7nm工藝的DSP芯片,系統(tǒng)的成本得以降低。800G光模塊中,BOM成本約為600- 700美金,DSP芯片的成本約為50-70美金。Driver和TIA里集成了EQ功能,成本會(huì)增加3-5美金,系統(tǒng)總成本下降 在8%左右??蔁岵灏危合啾扔贑PO而言,LPO仍然采用可插拔模塊的形式,其可靠性高,維護(hù)方便,可以利用成熟的光模塊 供應(yīng)鏈,并未像CPO進(jìn)行較大的封裝形式革新,成為L(zhǎng)PO方案受到關(guān)注的另一大原因。
滿足AI計(jì)算中心線短距、大寬帶、低延時(shí)要求
LPO技術(shù)適用于AI大模型預(yù)訓(xùn)練。800G LPO技術(shù)無(wú)需DSP或者CDR芯片,因此相比傳統(tǒng)的DSP解決方案大大降低了功耗和延遲。這種低延遲傳輸能 力非常有利于當(dāng)前機(jī)器學(xué)習(xí)ML和高性能計(jì)算HPC等領(lǐng)域交換機(jī)之間,交換機(jī)到服務(wù)器和GPU之間的傳輸應(yīng)用,而其 系統(tǒng)誤碼率和傳輸距離較短的問(wèn)題,在AI計(jì)算中心短距離應(yīng)用場(chǎng)景下解決,較為適合AI大模型預(yù)訓(xùn)練場(chǎng)景,在AI時(shí)代有望加速落地。