从2024CFCF光连接大会看光模块产业趋势0702

从2024CFCF光连接大会看光模块产业趋势0702

摘要

光模块产业当前呈现稳健增长态势，特别是在以太网升级换代的大背景下，从400G向800G乃至更高速率的过渡正在加速。预计未来1.06T量级的增长将是行业的一大亮点。一些企业在第二季度的业绩表现良好，使得市场对他们的中期报告充满期待，从而推高了股价。行业内对于长期的技术升级和市场需求保持乐观态度。尽管市场可能低估了大型科技公司在人工智能（AI）领域的投入决心，但这些公司已经在计算能力、网络和存储等方面进行了巨额投资，其中网络成为明显的瓶颈。因此，网络升级被视为重中之重，光模块作为关键技术拥有独特的投资价值，并呈现出估值较低的状态，提供了良好的投资机会。会议集中讨论了以太网的新机遇、硅光技术和1.6T技术的商用化问题，特别关注了数据中心网络结构的分类及其对算力集群规模的影响。英伟达的以太网平台以其硬件创新、网络拓扑结构优化和高性能光模块配置而脱颖而出，能够在满足高带宽需求的同时，在AI推理场景中提供出色的表现。硅光技术被视为低成本、低功耗的选择，已有产品开始大批量出货，并受到市场的广泛看好。随着技术的进步，光通信领域正在探索多种技术路径来降低功耗和成本，包括LPO、LRO和eML等。这些技术各有特点，展示了在未来构建高效、节能且灵活的光通信网络的巨大潜力。整个光模块产业链正在加速迭代，头部企业正专注于新产品的供应，展现了高增长的潜力。

问答

问：2024年光连接大会上，有哪些重点议题得到了讨论？

答：在2024年光连接大会上，会议的主要焦点集中在以太网发展的新机遇上，此外还涉及了LPO硅光及1.6T技术的商用元年开始。

问：数据处理中心在网络结构上有何特点及应用场景划分？

答：根据英伟达专家的观点，数据处理中心被分为传统云数据中心（支持多租户、小规模工作负荷，GPU数量可达数百至数千块，采用传统以太网即可满足需求）、AI云数据中心（需高效率处理大规模生成式AI任务，需要满足南北向与东西向高带宽需求，推荐使用英伟达的spectrum以太网平台）以及AS factories（专为超大规模AI模型设计，仅服务于少数用户，适合进行超大规模模型训练）。

问：英伟达以太网平台相比传统以太网有哪些关键改进之处？

答：英伟达以太网平台通过升级网卡硬件（例如51.2T带宽的交换机配备100G服务）和网络拓扑结构（从收敛架构转变为一比一无收敛架构），从而实现对ROC标准的支持并达到接近IB性能的表现。此外，该方案可以显著提升AI集群的有效带宽表现，从传统以太网的约60%提升至接近95%，性能提升幅度达1.6倍。

问：英伟达Quantum系列交换机在网络拓扑升级后的性能表现如何？英伟达对于Infinity Band和以太网方案在市场中的定位有何不同？

答：以英伟达Quantum系列中最新的Quantum 800交换机为例，该交换机在两层交换机网络架构下可支持大约一万张B系列GPU之间的互联；若将网络结构提升至三层，则能支持约75万张相同类型的GPU互连。这种性能提升显著，尤其适用于未来大规模AI模型训练场景，并有助于理解不同网络协议和拓扑结构适用的场景。英伟达倾向于推广Infinity Band方案，因为它主要应用于训练市场，在此领域内并无显著竞争对手，而Infinity Band方案具有更高的附加值。相比之下，以太网方案预计会被搭配性能要求较低的芯片，适应更多推理场景及性价比较高的应用环境，如云服务商的分布式部署等。

问：英伟达为何选择推广大规模采用以太网方案，尤其是对推理市场的意义何在？

答：由于以太网方案具有较高的性价比优势，可以减轻客户对英伟达硬件绑定的程度，有利于市场需求的增长。此外，随着800G以太网的需求增量增大，特别是亚马逊这样的大型企业寻求灵活性与成本效益最大化，这对英伟达来说意味着更大的市场份额。同时，相比于硅光、LPO、CPU和其他传统方案，英伟达通过推动以太网方案，在保证自身GPU竞争力的同时，也能有效应对来自潜在对手的竞争压力。

问：硅光技术在数据中心网络中的发展前景如何，以及当前行业内普遍采用哪些硅光集成方案？

答：硅光技术因其高速传输能力和低成本、低功耗特性备受看好，尤其适合短距离传输场景。目前800G硅光已有批量出货，而1.6T硅光方案在产业链中的送样结果良好，英伟达对其性能评价积极。主流的硅光集成方案包括倒装集成、转移印刷等，其中到端集成方案因难度较小、良率较高成为国内主流选项。国内外头部厂商都在积极布局硅光领域，并强调自主研发硅光芯片的能力，以期获得更高的盈利水平。然而，过去硅光方案上量受阻的主要原因是缺乏统一的设计标准，随着标准逐渐成熟并实现向传统CMOS产线的切换，硅光技术有望实现更大规模的应用和降低成本的效果。

问：LPO技术在以太网方案中的应用现状及前景如何？

答：LPO（Low-Power Optical）因其低成本和低功耗的优势，在以太网解决方案中展现出良好的发展潜力。尽管目前主要用于短距离传输，但随着其在第一层服务器网卡向交换机传输领域的逐步尝试，并随着技术成熟逐渐推广至交换机间互联，预计将获得较大发展。不过，由于交换机间互联距离较远且需配合定制升级，当前仍处于循序渐进过程中。

问：LRO技术相较于传统DSP和LPO有何不同特点及优势？

答：LRO（Linear Receiver Optics）是一种介于传统DSP版本和LPU版本之间的方案，主要优势在于在低成本低功耗的基础上大幅提升互联性能。相比LPO，LRO能在确保高速率（单波200G）的同时，实现时间上的显著缩短和功耗的大幅下降。虽然LPO目前在800G一代有望大规模应用，但在1.6T及以上世代，LPO发展可能不及传统页面和硅光方案。

问：CPU在光互联场景中的地位及面临的挑战是什么？

答：CPU应用于服务器外部光互联领域，旨在降低功耗。然而，当前在可靠性、维护性、部署灵活性以及商业模式等方面还存在挑战，如谷歌、微软等公司正在持续推进验证研发并建立相关联盟以加速CPU产业链的发展。预计在未来发展中，CPU将在51.2T及更高速率阶段发挥重要作用，甚至有可能在交换机时代实现光互联。

问：传统EML（电注入激光器）方案在1.6T及下一代3.2T时代的市场前景如何？

答：在1.6T阶段，200G EML光芯片已有量产能力，单模光模块也开始规模化生产。同时，海外头部产业链更多关注新产品供应，例如3.2T下一代产品，而非过度关注老产品的价格。因此，传统可插拔EML方案具有很强的生命力，例如三菱已经成功开发出单波400G的EML芯片，速度比硅光方案更快。旭创等公司在此领域依旧拥有较强的竞争力，表明3.2T时代的可插拔EML方案将持续保持活跃。