Tôi đã dành nhiều thời gian để xem xét các cuộc gọi thu nhập quang học và có một chủ đề liên tục xuất hiện ở nhiều nơi khác nhau.
Nó xuất hiện trong ngôn ngữ của Ciena về đào tạo AI phân tán.
Nó xuất hiện trong các đơn đặt hàng AI và đám mây của Nokia.
Nó xuất hiện trong các bình luận của Lumentum về laser bơm và linh kiện độ rộng vạch hẹp.
Nó xuất hiện trong kế hoạch mở rộng indium phosphide của Coherent.
Nó xuất hiện trong các thỏa thuận sợi quang dài hạn với hyperscaler của Corning.
Và nó xuất hiện trong các hợp đồng sợi quang tối của Lumen.
Lúc đầu, những điều này có vẻ như những câu chuyện riêng biệt.
Một công ty đang nói về hệ thống quang học. Một công ty khác nói về laser. Một công ty khác nói về sợi quang. Một công ty khác nói về các tuyến đường vật lý. Một công ty khác nói về DSP kết hợp.
Nhưng tất cả đều chỉ ra cùng một sự thay đổi kiến trúc.
Đó là lớp mà tôi muốn đi qua trong báo cáo này.
Đây là một trong những cách yêu thích của tôi để tiếp xúc với siêu chu kỳ quang học và nó thường bị bỏ qua.
Nhưng các công ty đi đầu đang dồn dập khẳng định, và đã đến lúc lắng nghe.
Trong báo cáo này, tôi sẽ phân tích lớp này là gì, tất cả các tín hiệu chúng ta đang nghe thấy, tại sao nó lại xuất hiện, tầm quan trọng của thị trường này và 12 công ty có liên quan.
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm
Báo cáo này chỉ dành cho mục đích giáo dục và thông tin. Nó phản ánh quy trình nghiên cứu cá nhân của tôi và cách diễn giải của tôi về thông tin công khai. Đây không phải là lời khuyên tài chính, lời khuyên đầu tư hay khuyến nghị mua, bán hoặc nắm giữ bất kỳ chứng khoán nào. Tôi có thể nắm giữ vị thế ở một số công ty được thảo luận. Hãy tự nghiên cứu và đưa ra quyết định dựa trên khả năng chấp nhận rủi ro, khung thời gian và tình hình tài chính của riêng bạn.
Chủ đề là scale-across (mở rộng theo chiều ngang).
Tôi đã viết về điều này theo một vài cách khác nhau trước đây, nhưng tôi muốn tạo một báo cáo toàn diện về nó.
Ý tưởng thực sự rất đơn giản.
Các cụm AI đang trở nên quá lớn để giữ ở một nơi.
Tại một thời điểm nhất định, ràng buộc trở nên vật lý. Điện năng. Đất đai. Làm mát. Giấy phép. Kết nối sợi quang. Khả năng có sẵn tuyến đường. Khả năng có đủ cơ sở hạ tầng tại cùng một địa điểm vào cùng một thời điểm. Vì vậy, kiến trúc bắt đầu mở rộng ra.
Thay vì xây dựng một trung tâm dữ liệu AI khổng lồ và dồn mọi thứ vào một địa điểm, các hyperscaler bắt đầu kết nối nhiều tòa nhà, khuôn viên hoặc cơ sở với nhau để chúng có thể hoạt động như một môi trường đào tạo lớn hơn.
Scale-across bộc lộ một nút thắt cổ chai. Khi AI compute trải dài trên một khoảng cách, lớp giới hạn trở thành cơ sở hạ tầng quang học giữa các địa điểm đó như quang học kết hợp, sợi quang, laser bơm, laser độ rộng vạch hẹp, khuếch đại quang, các tuyến sợi quang tối và công suất indium phosphide đằng sau nhiều linh kiện quan trọng nhất.
Đây là một sự thay đổi kiến trúc.
Các lớp khác nhau
Tôi nghĩ cách dễ nhất để hiểu điều này là tách mạng lưới AI thành ba lớp.
Scale-up (mở rộng theo chiều dọc).
Scale-out (mở rộng theo chiều ngang trong trung tâm dữ liệu).
Scale-across (mở rộng theo chiều ngang giữa các tòa nhà).
Chúng rất khác nhau từ góc độ đầu tư.
Scale-up: bên trong giá đỡ
Đây là nơi các GPU được đặt gần nhau và cần giao tiếp như thể chúng là một bộ xử lý lớn hơn.
Khoảng cách ở đây là ngắn. Chúng ta đang nói về centimet đến vài mét.
Ràng buộc chính là di chuyển dữ liệu qua giá đỡ với băng thông cực cao và độ trễ thấp.
Scale-out: bên trong trung tâm dữ liệu
Scale-out là sảnh trung tâm dữ liệu.
Đây là mạng kết nối hàng nghìn giá GPU bên trong một tòa nhà lớn. Khoảng cách có thể lên tới khoảng hai km. Đây là nơi các bộ thu phát 800G và 1.6T đang tăng tốc hiện nay.
Công nghệ quang học chính ở đây là PAM4.
PAM4 là viết tắt của điều chế biên độ xung với bốn mức. Thay vì chỉ gửi ánh sáng dưới dạng bật hoặc tắt, nó sử dụng bốn mức cường độ. Điều đó cho phép hệ thống mang nhiều dữ liệu hơn qua cùng một kênh.
PAM4 hoạt động tốt bên trong tòa nhà. Nó tiết kiệm chi phí, hiệu quả và đã được triển khai trên quy mô lớn.
Đây là nơi phần lớn thị trường quang học hiện tại tập trung.
Scale-across: giữa các tòa nhà và địa điểm
Scale-across bắt đầu khi cụm mở rộng ra ngoài một tòa nhà.
Tại thời điểm đó, PAM4 bắt đầu gặp giới hạn về khoảng cách, đặc biệt là ở tốc độ cao hơn. Ở tốc độ 1.6T, các liên kết PAM4 loại FR thông thường nằm trong phạm vi khoảng hai km. Các biến thể phát hiện trực tiếp dài hơn có thể mở rộng xa hơn, nhưng kết hợp và kết hợp nhẹ (coherent-lite) trở nên thiết thực hơn khi các liên kết di chuyển vào khoảng cách trong khuôn viên và DCI.
DCI là viết tắt của kết nối trung tâm dữ liệu. Đây là mạng quang học được sử dụng để kết nối trung tâm dữ liệu này với trung tâm dữ liệu khác.
Đó là nơi quang học kết hợp xuất hiện, và đó là nơi báo cáo này thực sự bắt đầu.
Tại sao khoảng cách thay đổi ngăn xếp quang học
Bên trong trung tâm dữ liệu, công việc là di chuyển một lượng lớn dữ liệu trên một khoảng cách tương đối ngắn.
Giữa các trung tâm dữ liệu, vấn đề thay đổi.
Dữ liệu vẫn phải di chuyển nhanh chóng, nhưng bây giờ tín hiệu phải tồn tại qua khoảng cách. Nó phải di chuyển qua các tuyến sợi quang và xử lý độ phân tán, nhiễu, suy hao, khuếch đại và các yêu cầu về độ tin cậy trở nên quan trọng hơn nhiều khi liên kết dài hơn.
Đây là lúc quang học kết hợp xuất hiện.
PAM4 chủ yếu là về việc đọc cường độ ánh sáng, trong khi quang học kết hợp đọc nhiều thông tin hơn từ sóng ánh sáng.
Một bộ thu kết hợp trộn tín hiệu đến với một laser nội bộ riêng biệt. Điều đó cho phép hệ thống khôi phục thông tin về cả cường độ và pha (thời gian) của sóng ánh sáng.
Khi bạn sử dụng cả cường độ và pha, bạn có thể mang nhiều thông tin hơn qua cùng một kênh quang học. Bạn cũng có được xử lý tín hiệu số (DSP) tiên tiến hơn, giúp hiệu chỉnh độ méo tích tụ khi tín hiệu truyền đi xa.
Đó là lý do tại sao quang học kết hợp trở nên quan trọng khi các trung tâm dữ liệu AI trải dài qua các khuôn viên hoặc khu vực đô thị.
Ở 400G, quang học kết hợp có thể di chuyển dữ liệu khoảng 80 km mà không cần khuếch đại. Với khuếch đại, tầm xa có thể mở rộng hơn nhiều. Sự đánh đổi là độ phức tạp.
Các mô-đun kết hợp yêu cầu laser độ rộng vạch hẹp, DSP mạnh hơn và cụm quang học tiên tiến hơn. Chúng đắt hơn và sử dụng nhiều năng lượng hơn so với quang học tầm ngắn cơ bản.
Nhưng nếu công việc là kết nối các tòa nhà AI cách xa 10, 50 hoặc 100 km, thì kết hợp trở thành lựa chọn mặc định thực tế.
Và trong đó, có một sự tiến triển.
400ZR là nền tảng. Nó mang 400 gigabit mỗi giây và đã được vận chuyển với số lượng lớn trong nhiều năm.
800ZR và 800ZR+ đang trong giai đoạn tăng tốc hiện tại. Chúng di chuyển 800 gigabit mỗi giây và đang trở nên quan trọng hơn đối với các mạng đám mây và DCI.
Ciena đặc biệt cho biết ba hyperscaler đang sử dụng các giải pháp quang học của họ để đào tạo AI phân tán, và họ chỉ ra nền tảng RLS của mình cùng với các pluggable 800ZR là những sản phẩm đáp ứng nhu cầu đó.
Sau đó là 1600ZR, 1600ZR+ và 1600CL.
Chúng nhắm mục tiêu 1.6 terabit mỗi giây. Công việc của OIF về 1600ZR, 1600ZR+ và 1600CL đã tiến triển trong suốt năm 2025 và 2026, với các sản phẩm hiện đang được phát triển và công việc về khả năng tương tác vẫn đang tiếp diễn.
Một phần tôi thấy thực sự thú vị là coherent-lite (kết hợp nhẹ).
Coherent-lite được xây dựng cho khoảng giữa. Nó lấy công nghệ kết hợp và loại bỏ một số tính năng đường dài không cần thiết cho một liên kết trong khuôn viên.
Mục tiêu là khoảng 2 đến 20 km ở mức 30 watt, không cần khuếch đại bên ngoài.
Đó là khoảng cách lý tưởng bắt đầu có ý nghĩa khi AI compute lan rộng qua nhiều tòa nhà hoặc khuôn viên.
PAM4 bị kéo căng, ZR kết hợp đầy đủ có thể mang lại nhiều tầm xa và chi phí hơn mức liên kết yêu cầu, và coherent-lite nằm ở giữa.
Multi-Rail (đa đường ray) làm cho nhu cầu lớn hơn
Có một lớp khác mà tôi nghĩ vẫn chưa được đánh giá đúng mức trong mạng đa đường ray.
Một rail (đường ray) là một cấu trúc mạng hoàn chỉnh, độc lập được gắn vào cụm GPU.
Trong kiến trúc tham chiếu của NVIDIA cho nhà máy AI HGX của họ, mỗi GPU kết nối vào hai mặt phẳng mạng độc lập. Tùy thuộc vào cấu trúc liên kết, các mặt phẳng đó có thể cải thiện dự phòng, tổng hợp băng thông hoặc cả hai.
Mỗi rail là một cấu trúc quang học riêng của nó. Điều đó có nghĩa là một bộ switch, bộ thu phát và các đường chạy sợi quang khác. Và một khi khoảng cách tăng lên, một bộ yêu cầu khuếch đại khác.
Đây là lý do tại sao multi-rail có thể nhân nhu cầu quang học.
Lumentum đã nói trong cuộc gọi thu nhập tháng 5 năm 2026 rằng cơ hội multi-rail là "rất lớn", và nó có thể còn lớn hơn những gì mọi người đang mô hình hóa.
Michael Hurlston (CEO) nói thêm rằng Lumentum có thể bị hạn chế hơn trong các thành phần scale-across so với cả EML, đặc biệt là laser bơm và laser độ rộng vạch hẹp.
Đó là một bình luận quan trọng!
EML là chip laser mà mọi người đã nói đến cho các bộ thu phát 800G và 1.6T. Nhưng Lumentum đang nói rằng lớp thành phần scale-across có thể còn chặt chẽ hơn.
Nokia cũng ra mắt bộ khuếch đại trong dòng multi-rail tại OFC 2026 mà họ cho biết mang lại mật độ tăng gấp 8 lần mà không cần mở rộng cơ sở hạ tầng vật lý.
Đó là loại sản phẩm bạn tung ra khi khách hàng đang cố gắng đẩy nhiều dung lượng sợi quang hơn qua cùng một diện tích vật lý.
Vì vậy, multi-rail là một phần của cùng một luận điểm.
Nhiều compute phân tán hơn tạo ra nhiều liên kết quang học hơn. Nhiều rail hơn nhân số lượng liên kết lên. Khoảng cách bổ sung khuếch đại.
Điều đó đưa nút thắt cổ chai trở lại với laser, linh kiện quang học và sợi quang.
Nút thắt cổ chai bên dưới nút thắt cổ chai: InP
Scale-across tạo ra nhiều nhu cầu hơn cho các hệ thống quang học.
Các hệ thống đó yêu cầu laser, linh kiện kết hợp, laser bơm, cụm độ rộng vạch hẹp, chip khuếch đại và bộ tách sóng quang.
Rất nhiều chuỗi cung ứng đó chạm đến indium phosphide.
Indium phosphide, hay InP, là một vật liệu bán dẫn hợp chất được sử dụng trong nhiều laser quang học tốc độ cao, chip khuếch đại, linh kiện quang học kết hợp và một số bộ tách sóng quang.
Công suất epi và thiết bị InP đáng kể nằm bên ngoài công suất xưởng đúc CMOS đa năng. Cơ sở sản xuất nhỏ hơn, chuyên biệt hơn và trong lịch sử được xây dựng xung quanh nhu cầu viễn thông. Đó là lý do tại sao việc mở rộng quy mô nhanh chóng là khó khăn.
Trong mùa báo cáo này, một số công ty đã chỉ ra cùng một ràng buộc rộng.
Fabrinet cho biết số lượng vận chuyển và doanh thu thấp hơn mức nhu cầu do tình trạng thiếu hụt linh kiện trong laser, bộ nhớ và ASIC. Điều đó rất hữu ích vì Fabrinet là một nhà sản xuất hợp đồng. Họ sản xuất cho nhiều công ty trong chuỗi cung ứng quang học, vì vậy bình luận của họ đưa ra một cái nhìn tổng quan rộng.
Coherent cho biết indium phosphide là một ràng buộc chính trong nhiều quý và mô tả nó là một ràng buộc của ngành.
Lumentum cho biết sự mất cân bằng cung-cầu chip laser lớn hơn 30%, và khách hàng muốn sản lượng nhiều hơn mức công ty có thể cung cấp. Họ cũng cho biết laser bơm và linh kiện độ rộng vạch hẹp cho scale-across bị hạn chế hơn so với EML.
Nokia cho biết quy mô mà ngành công nghiệp đang xây dựng indium phosphide đang thúc đẩy nhu cầu trở lại chuỗi cung ứng và yêu cầu nhiều công suất hơn.
Applied Optoelectronics cho biết tình trạng thiếu hụt laser InP trong ngành củng cố nhu cầu tăng tốc mở rộng năng lực nội bộ.
Semtech, thông qua doanh nghiệp HieFo mới mua lại, cho biết nhu cầu chip khuếch đại đang vượt quá công suất khoảng 3 lần.
Tại sao công suất InP khó để thêm vào
Mở rộng quy mô silicon có cơ sở công nghiệp lớn hơn. Có nhiều nhà cung cấp thiết bị hơn, nhiều xưởng đúc hơn, nhiều kiến thức quy trình hơn và một hệ sinh thái lớn hơn nhiều.
InP chuyên biệt hơn. Quy trình sản xuất thường sử dụng MOCVD, viết tắt của Metal Organic Chemical Vapor Deposition (lắng đọng hóa học hữu cơ kim loại pha hơi). Đây là một quy trình được sử dụng để phát triển các lớp bán dẫn hợp chất trên một tấm wafer.
Cơ sở kiến thức hẹp hơn. Kích thước wafer nhỏ hơn. Chuỗi cung ứng đã chuyển từ wafer 3 inch lên 4 inch lên 6 inch, trong khi sản xuất silicon tiên tiến chạy trên wafer 300 mm lớn hơn nhiều.
Coherent đã đưa ra lý do kinh tế cho sự chuyển đổi này. Ban lãnh đạo cho biết việc chuyển từ sản xuất 3 inch lên 6 inch tạo ra nhiều hơn 4 lần thiết bị với chi phí chưa bằng một nửa.
Đó là một đòn bẩy công suất lớn. Nhưng những sự tăng tốc này cần thời gian. Các xưởng đúc mới cần chuyển giao quy trình, chứng nhận, học hỏi về năng suất, thiết bị và sự chấp nhận của khách hàng.
Đó là lý do tại sao phản ứng từ phía cung đang được tiến hành, trong khi ràng buộc vẫn có thể tồn tại. Coherent đang đặt mục tiêu tăng gấp đôi sản lượng InP nội bộ vào cuối năm dương lịch 2026, và tăng hơn gấp đôi một lần nữa vào cuối năm dương lịch 2027.
Lumentum đã mua lại một cơ sở ở Greensboro và đang chuyển đổi nó từ gallium arsenide sang indium phosphide, với sản xuất dự kiến sau khoảng sáu quý.
Nokia đang tăng công suất InP San Jose vào cuối năm 2026, mặc dù ban lãnh đạo cho biết công suất đó có ý nghĩa hơn trong dài hạn.
Semtech đang cố gắng mở rộng công suất HieFo lên 3x đến 4x vào cuối năm dương lịch 2026, sau đó thêm 3x đến 4x nữa vào cuối năm dương lịch 2027.
AAOI đang mở rộng sản xuất laser InP khoảng 350% vào năm 2027.
Ngành công nghiệp đang phản ứng. Câu hỏi là liệu nó có thể phản ứng đủ nhanh hay không.
Bài viết này thực sự rất dài.
Đọc tiếp tại đây:
