Отечественные лазерные чипы вступают в «золотое окно возможностей» 

Отечественные лазерные чипы вступают в «золотое окно возможностей»

Недавно в аналитическом отчете компании CITIC Securities отмечалось, что вычислительные кластеры на базе ИИ перешли от простого «наращивания вычислительных мощностей» к «конкуренции на уровне эффективности сетей». Это делает высокопроизводительные сети с высокой пропускной способностью и минимальной задержкой критически важным фактором для повышения эффективности работы центров обработки данных (ЦОД). Лазерные чипы служат ключевыми компонентами оптических модулей, определяя эффективность преобразования электрических сигналов в оптические, а также технологическое поколение самих модулей. В CITIC Securities полагают, что индустрия лазерных чипов получит импульс к развитию благодаря расширению мощностей сетевых «суперузлов» (реализующих масштабирование по принципам Scale-out и Scale-up), а также за счет роста ценности, обусловленного сменой технологических поколений. Таким образом, перед отраслью открываются колоссальные возможности для роста. Кроме того, под воздействием устойчивого рыночного спроса и краткосрочной ограниченности производственных мощностей рынок лазерных чипов в настоящее время характеризуется стремительным ростом, сопровождающимся структурным дисбалансом между спросом и предложением. На этом фоне конкурентные преимущества ведущих производителей становятся всё более очевидными. Мы сохраняем оптимистичный прогноз относительно будущего потенциала роста ведущих компаний в секторе лазерных чипов.

Связь | ИИ стимулирует рост как объемов производства, так и цен на лазерные чипы; фокус на новых возможностях для отечественных игроков

В настоящее время вычислительные кластеры на базе ИИ перешли от простого «наращивания вычислительных мощностей» к «конкуренции на уровне эффективности сетей», что делает высокопроизводительные сети с высокой пропускной способностью и минимальной задержкой абсолютно необходимыми для повышения эффективности работы центров обработки данных (ЦОД). Лазерные чипы являются ключевыми компонентами оптических модулей, определяя эффективность преобразования электрических сигналов в оптические, а также технологическое поколение этих модулей. Мы полагаем, что индустрия лазерных чипов выиграет от расширения мощностей сетевых «суперузлов» (масштабируемых по принципам Scale-out и Scale-up), а также от роста ценности, обусловленного сменой технологических поколений, что откроет перед отраслью значительные возможности для развития. Одновременно с этим, вследствие высокого рыночного спроса и краткосрочной ограниченности производственных мощностей, рынок лазерных чипов демонстрирует стремительный рост на фоне структурного дисбаланса между спросом и предложением. Как следствие, конкурентные преимущества ведущих производителей становятся всё более явными. Мы сохраняем позитивный прогноз относительно будущего потенциала роста ведущих компаний в индустрии лазерных чипов.

Лазерные чипы представляют собой ключевой элемент, формирующий ценность оптических модулей; при этом лазеры непрерывного излучения (CW) и лазеры с электроабсорбционной модуляцией (EML) являются доминирующими решениями для высокоскоростной передачи данных.

Лазерный чип — это чип-источник света, в котором используются полупроводниковые материалы группы III-V для генерации света посредством вынужденного излучения. Его основная функция заключается в преобразовании высокоскоростных электрических сигналов в оптические сигналы определенной длины волны. На рынке средств передачи данных для систем искусственного интеллекта (ИИ) лазерные чипы, как правило, подразделяются на три основных типа: VCSEL, EML и решения на базе кремниевой фотоники. Главные движущие силы, определяющие их развитие, неизменно сводятся к двум ключевым задачам: «повышение скорости передачи данных по одному каналу» и «увеличение дальности передачи». В эпоху стандартов 100G и более ранних версий центры обработки данных (ЦОД) полагались преимущественно на межсоединения ближнего радиуса действия (менее 100 метров); в этот период на рынке доминировали лазеры типа VCSEL благодаря низкому энергопотреблению и невысокой стоимости. Однако с наступлением эры 400G/800G скорость передачи данных по отдельному каналу стремительно превысила порог в 100 Гбит/с. Лазеры VCSEL — ограниченные эффектами многомодовой поперечной генерации — с трудом обеспечивали в условиях массового производства полосу пропускания, превышающую 30 ГГц. Одновременно с этим, по мере того как дальность межсоединений внутри кластеров ИИ увеличивалась до диапазона от 500 метров до 2 километров, ограничения, обусловленные хроматической дисперсией в многомодовых волокнах, становились всё более выраженными; в результате решения на базе VCSEL начали уступать свои позиции в качестве основной технологии. Напротив, лазеры типа EML — в которых реализована монолитная интеграция DFB-лазера и электроабсорбционного модулятора (EAM), обеспечивающая одновременно высокую полосу пропускания и низкий уровень частотной модуляции (чирпа), — стремительно выдвинулись на роль доминирующего решения для приложений стандартов 800G и 1.6T.

По мере того как отрасль переходит в эру 1.6T, решения на базе кремниевой фотоники приобретают всё большее значение, используя преимущества зрелых технологических процессов CMOS для монолитной интеграции таких компонентов, как модуляторы и детекторы, на одном кристалле — фотонно-интегральной схеме (PIC). Такой подход позволяет существенно снизить как сложность корпусирования, так и энергопотребление. Более того, единый источник лазерного излучения непрерывного действия (CW) может быть оптически разделен для обслуживания нескольких каналов (например, по схемам «1 к 2» или «1 к 4»), что позволяет напрямую амортизировать общие затраты и утверждает кремниевую фотонику в статусе основного тренда рынка. Мы рассматриваем эру 1.6T как критически важную поворотную точку, на которой решения на базе кремниевой фотоники трансформируются из категории «опциональной альтернативы» в категорию «ключевой, доминирующей технологии». Следовательно, стратегическая ценность лазеров непрерывного действия — выступающих в качестве незаменимого компонента в архитектурах кремниевой фотоники — повышается: из статуса сугубо «вспомогательного элемента» они переходят в разряд «критического компонента-узкого места».