ฉันใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการอ่านรายงานผลประกอบการของบริษัทออปติคัล และมีประเด็นหนึ่งที่ปรากฏขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าในหลายที่
มันปรากฏในภาษาของ Ciena เกี่ยวกับการฝึกอบรม AI แบบกระจายศูนย์
มันปรากฏในคำสั่งซื้อ AI และคลาวด์ของ Nokia
มันปรากฏในความคิดเห็นของ Lumentum เกี่ยวกับปั๊มเลเซอร์และส่วนประกอบแบบเส้นสเปกตรัมแคบ
มันปรากฏในแผนการขยายกำลังการผลิตอินเดียมฟอสไฟด์ของ Coherent
มันปรากฏในข้อตกลงใยแก้วนำแสงระยะยาวกับผู้ให้บริการไฮเปอร์สเกลของ Corning
และมันปรากฏในสัญญาเช่าเส้นใยแก้วมืดของ Lumen
ในตอนแรก สิ่งเหล่านี้อาจดูเหมือนเป็นเรื่องราวที่แยกจากกัน
บริษัทหนึ่งพูดถึงระบบออปติคัล อีกบริษัทพูดถึงเลเซอร์ อีกบริษัทพูดถึงใยแก้วนำแสง อีกบริษัทพูดถึงเส้นทางทางกายภาพ และอีกบริษัทพูดถึง DSP แบบโคฮีเรนต์
แต่ทั้งหมดกำลังชี้ไปที่การเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรมเดียวกัน
นั่นคือชั้นที่ฉันต้องการจะอธิบายในรายงานนี้
นี่เป็นหนึ่งในวิธีที่ฉันชอบที่สุดในการมีส่วนร่วมกับซูเปอร์ไซเคิลออปติคัล และมักถูกมองข้าม
แต่บริษัทที่อยู่ในแนวหน้ากำลังย้ำถึงเรื่องนี้ และถึงเวลาแล้วที่จะต้องฟัง
ในรายงานนี้ ฉันจะอธิบายว่าชั้นนี้คืออะไร สัญญาณทั้งหมดที่เราได้ยิน เหตุใดจึงมีความสำคัญ ความสำคัญของตลาดนี้ และ 12 บริษัทที่มีส่วนเกี่ยวข้อง
ข้อจำกัดความรับผิดชอบ
รายงานนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาและให้ข้อมูลเท่านั้น สะท้อนถึงกระบวนการวิจัยส่วนตัวของฉันและการตีความข้อมูลที่เปิดเผยต่อสาธารณะ ไม่ใช่คำแนะนำทางการเงิน คำแนะนำการลงทุน หรือคำแนะนำในการซื้อ ขาย หรือถือครองหลักทรัพย์ใดๆ ฉันอาจมีสถานะเป็นเจ้าของในบางบริษัทที่กล่าวถึง โปรดศึกษาด้วยตนเองและตัดสินใจตามความเสี่ยงที่ยอมรับได้ กรอบเวลา และสถานะทางการเงินของคุณ
หัวข้อคือ scale-across
ฉันเคยเขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ในรูปแบบต่างๆ มาก่อน แต่ฉันต้องการสร้างรายงานที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเรื่องนี้
แนวคิดนี้ตรงไปตรงมามาก
คลัสเตอร์ AI มีขนาดใหญ่เกินกว่าจะเก็บไว้ในที่เดียว
เมื่อถึงจุดหนึ่ง ข้อจำกัดจะกลายเป็นเรื่องทางกายภาพ พลังงาน ที่ดิน ระบบทำความเย็น การขออนุญาต การเข้าถึงใยแก้วนำแสง ความพร้อมของเส้นทาง ความสามารถในการได้รับโครงสร้างพื้นฐานที่เพียงพอในสถานที่เดียวกันในเวลาเดียวกัน ดังนั้นสถาปัตยกรรมจึงเริ่มกระจายตัวออกไป
แทนที่จะสร้างศูนย์ข้อมูล AI ขนาดยักษ์แห่งเดียวและบังคับทุกอย่างไว้ในไซต์เดียว ผู้ให้บริการไฮเปอร์สเกลจะเริ่มเชื่อมต่ออาคาร วิทยาเขต หรือสิ่งอำนวยความสะดวกหลายแห่งเข้าด้วยกัน เพื่อให้สามารถทำงานเป็นสภาพแวดล้อมการฝึกอบรมขนาดใหญ่แห่งเดียว
Scale-across เผยให้เห็นคอขวด เมื่อการประมวลผล AI แผ่ขยายไปทั่วระยะทาง ชั้นที่จำกัดจะกลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานออปติคัลระหว่างไซต์เหล่านั้น เช่น ออปติกแบบโคฮีเรนต์ ใยแก้วนำแสง ปั๊มเลเซอร์ เลเซอร์เส้นสเปกตรัมแคบ การขยายสัญญาณออปติคัล เส้นทางใยแก้วมืด และกำลังการผลิตอินเดียมฟอสไฟด์ที่อยู่เบื้องหลังส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดหลายชิ้น
นี่คือการเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรม
ชั้นต่างๆ
ฉันคิดว่าวิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจเรื่องนี้คือการแยกเครือข่าย AI ออกเป็นสามชั้น
Scale-up
Scale-out
Scale-across
ทั้งสามชั้นนี้แตกต่างกันมากจากมุมมองการลงทุน
Scale-up: ภายในแร็ค
นี่คือจุดที่ GPU อยู่ใกล้กันและต้องสื่อสารกันราวกับว่าเป็นโปรเซสเซอร์ขนาดใหญ่ตัวเดียว
ระยะทางที่นี่สั้น เรากำลังพูดถึงเซนติเมตรถึงไม่กี่เมตร
ข้อจำกัดหลักคือการย้ายข้อมูลข้ามแร็คด้วยแบนด์วิดท์ที่สูงมากและความหน่วงต่ำ
Scale-out: ภายในศูนย์ข้อมูล
Scale-out คือโถงของศูนย์ข้อมูล
นี่คือเครือข่ายที่เชื่อมต่อแร็ค GPU หลายพันตัวภายในอาคารขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง ระยะทางสามารถยาวได้ถึงประมาณสองกิโลเมตร นี่คือจุดที่ทรานซีฟเวอร์ 800G และ 1.6T กำลังเพิ่มขึ้นในขณะนี้
เทคโนโลยีออปติคัลหลักที่นี่คือ PAM4
PAM4 ย่อมาจาก pulse-amplitude modulation with four levels แทนที่จะส่งแสงเป็นเพียงเปิดหรือปิด มันใช้ระดับความเข้มสี่ระดับ ทำให้ระบบสามารถส่งข้อมูลได้มากขึ้นผ่านช่องทางเดียวกัน
PAM4 ทำงานได้ดีภายในอาคาร มีประสิทธิภาพด้านต้นทุน มีประสิทธิภาพ และถูกนำไปใช้ในวงกว้างแล้ว
นี่คือจุดที่การซื้อขายออปติคัลในปัจจุบันส่วนใหญ่อยู่
Scale-across: ระหว่างอาคารและไซต์งาน
Scale-across เริ่มต้นเมื่อคลัสเตอร์ขยายเกินกว่าอาคารเดียว
เมื่อถึงจุดนั้น PAM4 จะเริ่มถึงขีดจำกัดระยะทาง โดยเฉพาะที่ความเร็วสูงกว่า ที่ความเร็ว 1.6T ลิงก์ PAM4 แบบ FR-class ทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณสองกิโลเมตร ตัวแปรแบบ direct-detect ที่ยาวกว่าสามารถขยายออกไปได้อีก แต่แบบโคฮีเรนต์และโคฮีเรนต์-ไลท์จะใช้งานได้จริงมากกว่าเมื่อลิงก์เคลื่อนเข้าสู่ระยะทางของวิทยาเขตและ DCI
DCI หมายถึง data center interconnect เป็นเครือข่ายออปติคัลที่ใช้เชื่อมต่อศูนย์ข้อมูลแห่งหนึ่งไปยังอีกแห่งหนึ่ง
นั่นคือจุดที่ออปติกแบบโคฮีเรนต์เข้ามามีบทบาท และนั่นคือจุดที่รายงานนี้เริ่มต้นขึ้นจริงๆ
เหตุใดระยะทางจึงเปลี่ยนสแต็กออปติคัล
ภายในศูนย์ข้อมูล หน้าที่คือการย้ายข้อมูลจำนวนมหาศาลในระยะทางที่ค่อนข้างสั้น
ระหว่างศูนย์ข้อมูล ปัญหาเปลี่ยนไป
ข้อมูลยังคงต้องเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว แต่ตอนนี้สัญญาณต้องอยู่รอดในระยะทาง มันต้องเคลื่อนที่ผ่านเส้นทางใยแก้วนำแสงและจัดการกับการกระจายตัว สัญญาณรบกวน การสูญเสีย การขยายสัญญาณ และข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ ซึ่งมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อลิงก์ยาวขึ้น
นี่คือจุดที่ออปติกแบบโคฮีเรนต์เข้ามามีบทบาท
PAM4 ส่วนใหญ่เกี่ยวกับการอ่านความเข้มของแสง ในขณะที่ออปติกแบบโคฮีเรนต์อ่านข้อมูลจากคลื่นแสงได้มากกว่า
เครื่องรับแบบโคฮีเรนต์จะผสมสัญญาณขาเข้ากับเลเซอร์ภายในที่แยกจากกัน ทำให้ระบบสามารถกู้คืนข้อมูลเกี่ยวกับทั้งความเข้มและเฟส (จังหวะเวลา) ของคลื่นแสงได้
เมื่อใช้ทั้งความเข้มและเฟสแล้ว คุณสามารถนำข้อมูลผ่านช่องทางออปติคัลเดียวกันได้มากขึ้น คุณยังได้รับ DSP (digital signal processing) ขั้นสูง ซึ่งช่วยแก้ไขการบิดเบือนที่สะสมเมื่อสัญญาณเดินทางเป็นระยะทาง
นั่นคือเหตุผลที่ออปติกแบบโคฮีเรนต์มีความสำคัญเมื่อศูนย์ข้อมูล AI แผ่ขยายไปทั่ววิทยาเขตหรือเขตเมือง
ที่ 400G ออปติกแบบโคฮีเรนต์สามารถเคลื่อนย้ายข้อมูลได้ประมาณ 80 กิโลเมตรโดยไม่ต้องขยายสัญญาณ ด้วยการขยายสัญญาณ ระยะทางสามารถขยายออกไปได้อีกมาก ข้อแลกเปลี่ยนคือความซับซ้อน
โมดูลแบบโคฮีเรนต์ต้องการเลเซอร์เส้นสเปกตรัมแคบ DSP ที่แข็งแกร่งกว่า และชุดประกอบออปติคัลที่ทันสมัยกว่า มีราคาแพงกว่าและใช้พลังงานมากกว่าออปติกระยะสั้นพื้นฐาน
แต่ถ้าหน้าที่คือการเชื่อมต่ออาคาร AI ในระยะ 10, 50 หรือ 100 กิโลเมตร แบบโคฮีเรนต์จะกลายเป็นค่าเริ่มต้นที่ใช้งานได้จริง
และภายในนี้ มีความก้าวหน้า
400ZR เป็นพื้นฐาน มันส่งข้อมูล 400 กิกะบิตต่อวินาที และถูกจัดส่งในปริมาณมากเป็นเวลาหลายปี
800ZR และ 800ZR+ เป็นการเพิ่มขึ้นในปัจจุบัน สิ่งเหล่านี้ส่งข้อมูล 800 กิกะบิตต่อวินาที และมีความสำคัญมากขึ้นสำหรับเครือข่ายคลาวด์และ DCI
Ciena กล่าวโดยเฉพาะว่าผู้ให้บริการไฮเปอร์สเกลสามรายใช้โซลูชันออปติคัลสำหรับการฝึกอบรม AI แบบกระจายศูนย์ และชี้ไปที่แพลตฟอร์ม RLS บวกกับปลั๊กอิน 800ZR ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ตอบสนองความต้องการนั้น
จากนั้นก็มี 1600ZR, 1600ZR+ และ 1600CL
สิ่งเหล่านี้กำหนดเป้าหมายที่ 1.6 เทราบิตต่อวินาที งาน OIF เกี่ยวกับ 1600ZR, 1600ZR+ และ 1600CL ก้าวหน้าผ่านปี 2025 และ 2026 โดยขณะนี้ผลิตภัณฑ์อยู่ระหว่างการพัฒนา และงานด้านความสามารถในการทำงานร่วมกันยังคงดำเนินไป
ส่วนหนึ่งที่ฉันพบว่าน่าสนใจจริงๆ คือโคฮีเรนต์-ไลท์
โคฮีเรนต์-ไลท์ถูกสร้างขึ้นสำหรับพื้นที่ตรงกลาง มันใช้เทคโนโลยีโคฮีเรนต์และลบคุณสมบัติระยะไกลบางอย่างที่ไม่จำเป็นสำหรับลิงก์ในวิทยาเขตออกไป
เป้าหมายคือประมาณ 2 ถึง 20 กิโลเมตรที่ประมาณ 30 วัตต์ โดยไม่ต้องขยายสัญญาณภายนอก
นั่นคือระยะทางที่เหมาะสมที่สุดที่เริ่มมีความสำคัญเมื่อการประมวลผล AI แผ่ขยายไปทั่วอาคารหรือวิทยาเขตหลายแห่ง
PAM4 ถูกยืดออก โคฮีเรนต์ ZR เต็มรูปแบบสามารถนำระยะทางและค่าใช้จ่ายแฝงที่มากกว่าที่ลิงก์ต้องการ และโคฮีเรนต์-ไลท์อยู่ตรงกลาง
Multi-Rail ทำให้ความต้องการใหญ่ขึ้น
มีอีกชั้นหนึ่งที่ฉันคิดว่ายังไม่ได้รับการชื่นชมเพียงพอในเครือข่ายแบบ multi-rail
rail คือโครงสร้างเครือข่ายอิสระที่สมบูรณ์ซึ่งเชื่อมต่อกับคลัสเตอร์ GPU
ในสถาปัตยกรรมอ้างอิงของ NVIDIA สำหรับโรงงาน AI HGX แต่ละ GPU จะเชื่อมต่อกับระนาบเครือข่ายอิสระสองระนาบ ขึ้นอยู่กับโทโพโลยี ระนาบเหล่านั้นสามารถปรับปรุงความซ้ำซ้อน แบนด์วิดท์รวม หรือทั้งสองอย่าง
แต่ละ rail คือโครงสร้างออปติคัลของตัวเอง นั่นหมายถึงชุดสวิตช์ ทรานซีฟเวอร์ และชุดเส้นใยแก้วนำแสงอีกชุดหนึ่ง และเมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น ก็จะมีข้อกำหนดในการขยายสัญญาณอีกชุดหนึ่ง
นี่คือเหตุผลที่ multi-rail สามารถเพิ่มความต้องการออปติคัลได้หลายเท่า
Lumentum กล่าวในการประชุมทางโทรศัพท์เกี่ยวกับผลประกอบการเดือนพฤษภาคม 2026 ว่าโอกาสของ multi-rail นั้น "มหาศาล" และอาจใหญ่กว่าที่ผู้คนกำลังจำลองไว้
Michael Hurlston (CEO) กล่าวเพิ่มเติมว่า Lumentum อาจถูกจำกัดในส่วนประกอบ scale-across มากกว่าแม้แต่ EML โดยเฉพาะปั๊มเลเซอร์และเลเซอร์เส้นสเปกตรัมแคบ
นั่นคือความคิดเห็นที่สำคัญ!
EML คือชิปเลเซอร์ที่ทุกคนพูดถึงอยู่แล้วสำหรับทรานซีฟเวอร์ 800G และ 1.6T แต่ Lumentum กำลังบอกว่าชั้นส่วนประกอบ scale-across อาจจะตึงตัวยิ่งกว่า
Nokia ยังเปิดตัวแอมพลิฟายเออร์แบบอินไลน์ multi-rail ที่ OFC 2026 ซึ่งบริษัทกล่าวว่าสามารถเพิ่มความหนาแน่นได้ 8 เท่าโดยไม่ต้องขยายโครงสร้างพื้นฐานทางกายภาพ
นั่นคือประเภทของผลิตภัณฑ์ที่คุณเปิดตัวเมื่อลูกค้าพยายามผลักดันความจุของใยแก้วนำแสงมากขึ้นผ่านพื้นที่ทางกายภาพเดียวกัน
ดังนั้น multi-rail จึงเป็นส่วนหนึ่งของวิทยานิพนธ์เดียวกัน
การประมวลผลแบบกระจายมากขึ้นสร้างลิงก์ออปติคัลมากขึ้น rail มากขึ้นจะคูณจำนวนลิงก์ ระยะทางเพิ่มการขยายสัญญาณ
นั่นทำให้คอขวดกลับมาที่เลเซอร์ ส่วนประกอบออปติคัล และใยแก้วนำแสง
คอขวดภายใต้คอขวด: InP
Scale-across สร้างความต้องการระบบออปติคัลมากขึ้น
ระบบเหล่านั้นต้องการเลเซอร์ ส่วนประกอบแบบโคฮีเรนต์ ปั๊มเลเซอร์ ชุดประกอบเส้นสเปกตรัมแคบ ชิปขยายสัญญาณ และโฟโตดีเทคเตอร์
ห่วงโซ่อุปทานจำนวนมากแตะต้องอินเดียมฟอสไฟด์
อินเดียมฟอสไฟด์ หรือ InP เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมที่ใช้ในเลเซอร์ออปติคัลความเร็วสูง ชิปขยายสัญญาณ ส่วนประกอบออปติคัลแบบโคฮีเรนต์ และโฟโตดีเทคเตอร์บางชนิด
กำลังการผลิต InP epi และอุปกรณ์ที่มีความหมายตั้งอยู่นอกกำลังการผลิต CMOS ทั่วไป ฐานการผลิตมีขนาดเล็กกว่า เชี่ยวชาญมากกว่า และในอดีตสร้างขึ้นจากความต้องการด้านโทรคมนาคม นั่นคือเหตุผลที่การขยายขนาดอย่างรวดเร็วจึงเป็นเรื่องยาก
ในช่วงฤดูกาลรายงานนี้ บริษัทหลายแห่งชี้ไปที่ข้อจำกัดกว้างๆ เดียวกัน
Fabrinet กล่าวว่าการจัดส่งและรายได้ต่ำกว่าระดับความต้องการเนื่องจากการขาดแคลนส่วนประกอบในเลเซอร์ หน่วยความจำ และ ASIC ซึ่งมีประโยชน์เพราะ Fabrinet เป็นผู้ผลิตตามสัญญา มันสร้างให้กับหลายบริษัททั่วทั้งห่วงโซ่อุปทานออปติคัล ดังนั้นความคิดเห็นของมันจึงให้ภาพรวมในวงกว้าง
Coherent กล่าวว่าอินเดียมฟอสไฟด์เป็นข้อจำกัดหลักมาหลายไตรมาส และอธิบายว่าเป็นข้อจำกัดของอุตสาหกรรม
Lumentum กล่าวว่าความไม่สมดุลของอุปทาน-อุปสงค์ของชิปเลเซอร์มากกว่า 30% และลูกค้าต้องการผลผลิตมากกว่าที่บริษัทจะจัดหาได้ นอกจากนี้ยังกล่าวว่าปั๊มเลเซอร์และส่วนประกอบเส้นสเปกตรัมแคบสำหรับ scale-across นั้นถูกจำกัดมากกว่า EML
Nokia กล่าวว่าระดับที่อุตสาหกรรมกำลังสร้างอินเดียมฟอสไฟด์กำลังผลักดันความต้องการกลับเข้าสู่ห่วงโซ่อุปทานและต้องการกำลังการผลิตมากขึ้น
Applied Optoelectronics กล่าวว่าการขาดแคลนเลเซอร์ InP ในอุตสาหกรรมตอกย้ำความจำเป็นในการเร่งการขยายขีดความสามารถภายใน
Semtech ผ่านธุรกิจ HieFo ที่เพิ่งซื้อกิจการมา กล่าวว่าความต้องการชิปขยายสัญญาณนั้นสูงกว่ากำลังการผลิตประมาณ 3 เท่า
เหตุใดการเพิ่มกำลังการผลิต InP จึงเป็นเรื่องยาก
การปรับขนาดซิลิคอนมีฐานอุตสาหกรรมที่ใหญ่กว่า มีซัพพลายเออร์อุปกรณ์ โรงงานผลิต ความรู้ด้านกระบวนการ และระบบนิเวศที่ใหญ่กว่ามาก
InP มีความเชี่ยวชาญมากกว่า กระบวนการผลิตมักใช้ MOCVD ซึ่งย่อมาจาก Metal Organic Chemical Vapor Deposition นี่คือกระบวนการที่ใช้ในการปลูกชั้นเซมิคอนดักเตอร์แบบผสมบนเวเฟอร์
ฐานความรู้แคบกว่า ขนาดเวเฟอร์เล็กกว่า ห่วงโซ่อุปทานได้ย้ายจากเวเฟอร์ 3 นิ้วเป็น 4 นิ้วเป็น 6 นิ้ว ในขณะที่การผลิตซิลิคอนขั้นสูงทำงานบนเวเฟอร์ขนาด 300 มิลลิเมตรที่ใหญ่กว่ามาก
Coherent ให้เหตุผลทางเศรษฐกิจว่าทำไมการเปลี่ยนแปลงนี้จึงมีความสำคัญ ผู้บริหารกล่าวว่าการย้ายจากการผลิต 3 นิ้วเป็น 6 นิ้วสร้างอุปกรณ์ได้มากกว่า 4 เท่าในราคาที่น้อยกว่าครึ่งหนึ่ง
นั่นคือคันโยกกำลังการผลิตที่สำคัญ แต่การเพิ่มขึ้นเหล่านี้ต้องใช้เวลา โรงงานผลิตใหม่ต้องการการถ่ายโอนกระบวนการ การรับรองคุณภาพ การเรียนรู้ผลผลิต อุปกรณ์ และการยอมรับของลูกค้า
นั่นคือเหตุผลที่การตอบสนองของอุปทานกำลังดำเนินการ ในขณะที่ข้อจำกัดยังคงมีอยู่ Coherent ตั้งเป้าที่จะเพิ่มผลผลิต InP ภายในเป็นสองเท่าภายในสิ้นปีปฏิทิน 2026 และเพิ่มมากกว่าสองเท่าอีกครั้งภายในสิ้นปีปฏิทิน 2027
Lumentum เข้าซื้อกิจการโรงงาน Greensboro และกำลังแปลงจากแกลเลียมอาร์เซไนด์เป็นอินเดียมฟอสไฟด์ โดยการผลิตจะใช้เวลาประมาณหกไตรมาส
Nokia กำลังเพิ่มกำลังการผลิต InP ในซานโฮเซในช่วงปลายปี 2026 แม้ว่าผู้บริหารจะกล่าวว่ากำลังการผลิตนั้นมีความหมายมากกว่าในระยะยาว
Semtech กำลังพยายามขยายกำลังการผลิต HieFo 3 ถึง 4 เท่าภายในสิ้นปีปฏิทิน 2026 จากนั้นอีก 3 ถึง 4 เท่าภายในสิ้นปีปฏิทิน 2027
AAOI กำลังขยายการผลิตเลเซอร์ InP ประมาณ 350% ภายในปี 2027
อุตสาหกรรมกำลังตอบสนอง คำถามคือมันสามารถตอบสนองได้เร็วพอหรือไม่
บทความนี้ยาวมาก
อ่านต่อได้ที่นี่:
