AI爆发期，光互连将给连接器带来什么机遇？

在AI服务器与交换机带宽容量不断增长的趋势下，光模块市场空间逐步释放，这将给连接器行业带来什么发展机遇？

▲AI 图源/包图网

要说2024年最火的赛道，一定不能不提人工智能AI。

　　ChatGPT的广泛应用，让人们直观感受到了AIGC的惊人学习天赋，而它仅仅是一个缩影。

　　在大众没有注意的角落，AI技术不断发展，直至爆发。数据中心、5G通信、自动驾驶、医疗设备、工业自动化...AI的边界仍然在不断拓宽。

　　随着AI技术的广泛应用，AI数据中心、AI云计算和AI边缘计算等AI领域的需求急剧增加对高速、低延迟的数据传输也提出了更高、更迫切的要求。

▲AI服务器市场规模 数据来源/集邦咨询、IDC、Big-Bit产业研究室

　　2023年全球AI服务器118万台，同比增加37%。华为预测未来三年内，全球超大型数据中心数量将突破1000个，AI服务器是未来发展趋势。

　　产业链上的企业财报，证明了这一点：

　　华丰科技为华为AI服务器供应的高速线模组产品价值量占AI服务器价值量的3%-5%，今年上半年通讯领域业务实现了增长。

　　得益于AI领域服务器、AI数据中心对连接器的需求增加，意华股份今年上半年通讯连接器产品营收增长了0.39%。其400G等新一代铜缆高速连接器等可用于服务器等应用场景，其中高速铜缆连接器更适用于低损耗信号传输场景。

　　而在AI服务器领域，除了铜互连方案，光互连也扮演着极为重要的角色。

01 | 光互连铜互连，谁更适合新趋势?

　　光互连与铜互连，两者最大的不同在于传输介质，光互连方案是先将电信号转化为光信号，再进行传输，而铜互连则是利用铜的导电性，直接进行电信号的传输。

　　由此，也带来了两者不同的优劣势：

　　相比铜互连，光互连有以下优势：

　　▷ 高带宽：光互连能够提供极高的数据传输速率，远超铜互连的极限。

　　▷ 低延迟：由于光速快于电信号，光互连可以实现更低的信号传输延迟。

　　▷ 长距离传输：光信号可以在更长的距离内保持信号质量，无需中继器。

　　▷ 抗干扰性强：光信号不受电磁干扰，保证了数据传输的安全性。

　　▷ 低损耗：光互连的传输损耗远低于铜互连，尤其在长距离传输时更为明显。

　　而铜互连，则具有以下的优势：

　　▷ 成本效益：铜互连技术成熟，成本相对较低，适用于短距离通信场景。

　　▷ 低功耗：铜互连不涉及光电转化，因此具有低功耗特点，有利于节能。

　　▷ 高兼容性：铜互连技术具有良好的兼容性和易于处理和维护的特点。

 　　当前，高速铜互连技术在AI服务器内部被广泛应用。英伟达的新一代GPU架构Blackwell就采用了高速铜互连技术，在带宽与传输速率、散热、系统拓展方面进行了升级。Blackwell架构以其突破性的1.8TB/s双向吞吐量、支持多达576个GPU的无缝高速通信以及优化的能耗和散热设计，较大程度提升了带宽、扩展性和能效比。

　　而与铜缆方案相比，光缆方案在多AI服务器之间的应用更为广泛。

02 | 光纤速率新突破，光互连技术加速发展

　　当下AI的发展需要更多的数据喂养，而数据量的爆炸性增长和计算需求的急剧提升对信息传输技术提出了更高的要求。

　　近年来，在光纤传输速率的不断突破下，光互连技术方案有效解决了传统铜缆互连在AI高负荷场景下的瓶颈问题。

　　英国科学家通过利用新的光纤波长频段实现了高达30.1万Gbps网速的技术。

　　中国电信研究院与中兴通讯和长飞光纤合作，实现了单波速率1.2Tbit/s、单根光纤120Tbit/s的传输速率，每秒能传输多个AI模型的数据。

　　英特尔的OCI芯片通过光学I/O技术，在100米光纤上支持64个32Gbps的单向数据传输通道，取代了传统的铜线连接。

　　浪潮科技PCIe光互连技术方案，成功地将PCIe Gen5的信号传输范围扩大到30米，相较于传统铜互连方式，传输距离提高了20倍，满足了大规模数据中心、机柜内和机柜间长距离高速总线信号互连的需求。

03 | 算力提升，光模块成为关键节点

　　CPU训练大型AI模型需要的庞大数据量，直接催生了AI对更高速度和更大数据传输容量的需求，而光模块能够提供长距离、高速、高带宽的光纤通信解决方案。

　　在AI光模块技术不断进步下，从400G到800G甚至1.6T的传输速率已经成为现实。

　　目前AI光模块市场上，中际旭创已经实现了800G规格的量产，腾海收购70%股权的华云光电也已具备大规模量产100G至800G光模块的技术能力。华为近期也推出了支持400Gbps传输速率的AI光模块产品，满足AI数据中心和AI云计算领域的高速互连需求。

▲华云光电 200G QSFP56 SR4 CDR 可应用于AI服务器

图源/华云光电官网

　　按封装类型，AI光模块可分为SFP、SFP+、QSFP、QSFP28、QSFP-DD、CFP、XFP等。光连接器广泛应用于AI服务器、AI交换机、AI处理器间、板间以及AI设备间的高速信号传输。

　　安费诺400G QSFP-DD SR8 16通道光收发器在OM4多模光纤上的最大链路长度为100米，数据速率为400Gb/s，用于AI云计算、AI大数据以及与AI数据中心建设相关的其他AI技术。

　　鸿腾精密高速光模块与CPO技术通过缩短交换芯片与光引擎之间的距离，提高了电信号传输速度，减小尺寸并降低功耗。

　　意华股份持续与华为、中兴合作，开发了SFP、SFP+等系列产品，今年上半年通讯领域AI相关业务得到了增长。

▲安费诺400G QSFP-DD SR8 可应用于AI服务器

图源/安费诺官网

04 | 新风口？光互连技术未来可期

　　根据中商产业研究院报告，2023年全球光模块的市场规模约99亿美元，同比增长3.1%，中国的市场规模约为540亿元。

　　AyarLabs的研究显示，在远距离互联的情况下，光互连的带宽密度功耗比远优于铜互连。似乎可以窥见，受益于AI技术的发展，光连接器行业在AI数据中心、AI云计算等AI领域的高速互连需求增长，光互连技术与光连接器也正朝着高速、高带宽、低损耗的方向发展。

　　如今，我们正站在一个新时代的门槛上，一个由AI驱动的、充满无限可能的时代。抓住AI浪潮下的发展机遇，洞悉AI产业链发展前景，合理布局AI高速互连市场，连接器企业将有望分得AI市场的蜜羹。

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审核编辑 黄宇