Quang học tiến gần hơn đến chip: NPO và CPO định hình lại kết nối tính toán AI
TREE NEWS đưa tin: Trong một báo cáo nghiên cứu mới, các nhà phân tích của Zhongtai Securities là Wang Fang và Sun Yuewen lập luận rằng sự tăng trưởng bùng nổ của nhu cầu suy luận AI đang đẩy kết nối trung tâm dữ liệu đến một điểm bước ngoặt quan trọng. Trích dẫn dữ liệu của Google, họ lưu ý rằng lượng token xử lý hàng tháng trên các sản phẩm của Google đã tăng vọt từ 9,7 nghìn tỷ vào tháng 5 năm 2024 lên hơn 3.200 nghìn tỷ vào tháng 5 năm 2026—tăng hơn 300 lần trong hai năm. Sự gia tăng này đang buộc phải chuyển từ cáp đồng sang quang học gần gói (NPO) và quang học đóng gói chung (CPO), vì tín hiệu điện tốc độ cao ngày càng khó truyền đi ngay cả trên khoảng cách ngắn.
Chuyện gì đã xảy ra
Báo cáo phác thảo một tiến trình công nghệ rõ ràng: từ kết nối đồng và mô-đun quang cắm được, đến NPO và CPO. Động lực cốt lõi là khi khối lượng token bùng nổ, các GPU cần cộng tác thường xuyên và nhanh chóng hơn, đòi hỏi mạng lưới toàn phần (full-mesh) có độ trễ thấp, băng thông cao. Dữ liệu chi tiêu vốn từ các nhà cung cấp dịch vụ đám mây quy mô lớn xác nhận xu hướng này: Google đã nâng hướng dẫn chi tiêu vốn năm 2026 lên 195–205 tỷ đô la, Amazon lên khoảng 220 tỷ đô la, và Meta lên 130 tỷ đô la.
Kiến trúc kết nối đang phân nhánh thành hai hướng chính: Scale-up (miền tính toán kết nối chặt chẽ, độ trễ thấp) và Scale-out (kết nối các máy chủ và tủ rack qua mạng). Cả hai đều yêu cầu kết nối quang nhưng với các ràng buộc về nguồn điện, lỗi và bảo trì khác nhau. Giới hạn của đồng cũng đang thu hẹp: khi tốc độ SerDes tiến từ 25G NRZ lên 200G PAM4, phạm vi hiệu quả của đồng giảm từ khoảng 4 mét xuống còn khoảng 1 mét, khiến các giải pháp quang học ngày càng cần thiết.
Phân tích tác động thị trường
Sự chuyển dịch từ quang học cắm được sang NPO và CPO đại diện cho một sự phân bổ lại giá trị đáng kể trong chuỗi cung ứng AI. Những người hưởng lợi chính bao gồm laser CW công suất cao (dùng cho nguồn sáng bên ngoài), bộ mảng sợi quang (FAU), đầu nối mật độ cao và đóng gói tiên tiến. Ví dụ, Cisco ước tính CPO có thể giảm 25–30% công suất toàn hệ thống so với kiến trúc cắm được trên switch 51,2T. Dữ liệu của Broadcom cho thấy công suất quang CPO là 7,1kW so với 16,2kW của DSP cắm được trong kết nối 576 GPU.
NVIDIA là nhà áp dụng CPO nổi bật nhất, với các switch Quantum-X800 và Spectrum-X đã được sản xuất. Nền tảng COUPE của TSMC đang nổi lên như nền tảng sản xuất chính, với NVIDIA, Broadcom và Ayar Labs đều hướng tới nó. Tuy nhiên, CPO phải đối mặt với năm trở ngại lớn: hiệu suất liên kết, quản lý nhiệt, nguồn sáng bên ngoài, kiểm tra/chẩn đoán và sửa chữa. Vấn đề hiệu suất là rất quan trọng—bất kỳ khiếm khuyết nào trong cụm đóng gói chung có thể dẫn đến phế liệu tốn kém.
Những điểm chính cho nhà đầu tư
- Dịch chuyển giá trị: Các nhà sản xuất mô-đun quang cắm được truyền thống có thể bị gián đoạn, trong khi các nhà cung cấp laser CW, FAU, đầu nối mật độ cao và đóng gói tiên tiến có khả năng hưởng lợi.
- Tập trung vào thực thi: Báo cáo nhấn mạnh rằng mặc dù logic rõ ràng, thu nhập thực tế sẽ phụ thuộc vào việc giành được thiết kế của khách hàng, giao hàng theo số lượng, tỷ lệ hiệu suất và dữ liệu độ tin cậy.
- Phân kỳ công nghệ: Quang tử silicon và VCSEL sẽ cùng tồn tại, với VCSEL phù hợp cho các liên kết khoảng cách ngắn, song song cao và quang tử silicon cho khoảng cách xa hơn và WDM.
- Theo dõi các cột mốc: Các chỉ số chính bao gồm thử nghiệm NPO 3,2T của Alibaba, xác nhận kép của Tencent về quang tử silicon 3,2T và VCSEL, và nền tảng Hi-ONE của Huawei.
Các nhà đầu tư nên theo dõi tốc độ áp dụng NPO/CPO trong các trung tâm dữ liệu quy mô lớn, vì điều này sẽ quyết định thời điểm và quy mô của sự dịch chuyển chuỗi giá trị.
