Юаньцзе Технології 20CM досягли максимального рівня! Остання ціна акцій — 1140 юанів, перевищуючи Камбрі, і наближаючись до Гуйлінь Мацзаяо. Давайте розберемося разом: що таке оптичний зв'язок, оптичний модуль, оптичний чіп і CPO?

Запитання до AI · Як вибух обчислювальних можливостей AI сприяє підвищенню економічної ситуації в галузі оптичного зв’язку?

20 березня фондовий ринок Китаю зустрів історичний момент. У зв’язку з тим, що сектор оптичного зв’язку продовжує розвиватися, акції компанії Yuanjie Technology під час торгів перевищили тисячу юанів, ставши восьмим “тисячним акцією” в історії фондового ринку Китаю. Станом на момент написання, акції зупинилися на 20% на рівні 1140 юанів за акцію, не лише обігнавши “лідера холоду” компанію Cambricon, але й наблизившись до акцій короля фондового ринку Guizhou Moutai, зайнявши друге місце за ціною на ринку.

Для інвесторів це історія не лише про ціну акцій, але й про галузь. На фоні вибуху попиту на обчислювальні можливості AI, оптичний зв’язок, як ключовий елемент ланцюга обчислювальних можливостей, переживає новий підйом економічної ситуації, а Yuanjie Technology є типовим представником цього “ринку оптичного зв’язку”.

Цей підйом у секторі оптичного зв’язку тісно пов’язаний з останніми двома глобальними технологічними подіями — конференціями GTC та OFC. Ринок загалом вважає, що гіганти обчислювальних можливостей, такі як NVIDIA, пришвидшують впровадження нових архітектур, що покращить прибутковість постачальників хмарних послуг, активізуючи величезний ринок попиту на AI-інференцію, таким чином забезпечуючи постійний зростаючий попит на оптичний зв’язок. Аналіз компанії Dongfang Securities вказує на те, що у сценаріях Scale out (горизонтальне розширення мережі) рішення CPO (спільна упаковка оптики) поступово стає зрілим.

Дивлячись на весь ланцюг, сигнали високої економічної ситуації є чіткими. Основні постачальники послуг хмарних обчислень всередині та поза Китаєм продовжують збільшувати капітальні витрати, зосереджуючи увагу на будівництві інфраструктури обчислювальних можливостей, таких як AIDC та сервери AI. Як основний елемент обчислювальної мережі, попит на оптичні модулі постійно підвищується. Компанія Wanlian Securities зазначила, що відома досліджувальна організація ринку оптичного зв’язку LightCounting підвищила прогнози з доставки оптичних модулів на 800G та 1.6T, що ще раз підтверджує, що галузь перебуває у циклі зростання.

Оглядаючи історію фондового ринку Китаю, лише кілька акцій раніше досягали тисячної вартості, включаючи такі як “старі вісімки” — компанії ZhongAn Technology, Yunsai Zhiliang, а також Guizhou Moutai, Cambricon, Stone Technology, Hemai Co., та Aimeike. Тепер Yuanjie Technology, скориставшись хвилею AI-обчислень, приєдналася до цього рідкісного клубу, і кожен її крок, безумовно, продовжуватиме привертати сильну увагу ринку.

Проте терміни, такі як оптичні модулі, оптичний зв’язок, спільна упаковка оптики (CPO), оптоволокно, оптичні чіпи, оптичні пристрої тощо, змушують багатьох людей плутатися і не розуміти. Ці на перший погляд складні концепції насправді є різними елементами ланцюга оптичної індустрії, стаття від 华夏ETF пояснює це дуже чітко:

01, “AI — це світло”

Багато людей вважають, що в суперечці великих моделей AI основним є порівняння обчислювальних потужностей GPU, але насправді, те, що визначає стелю обчислювальних можливостей AI, ніколи не було обчислювальною потужністю одного чіпа, а швидкістю передачі величезних обсягів даних. Коли десятки тисяч чіпів спільно обробляють трильйони параметрів, традиційні електричні сигнали на основі мідних кабелів вже досягли стелі в плані пропускної здатності, втрат та енергоспоживання, ставши найбільшим гальмом для звільнення обчислювальних можливостей.

Тоді “світло” стає рішучим фактором. Як вже відомий найшвидший носій інформації, світло долає межі електричного з’єднання, з’єднуючи величезні вузли обчислювальних можливостей в мережу, запобігаючи перетворенню основних чіпів в “інформаційні острови”.

Оптичний зв’язок. Це метод зв’язку, при якому лазер використовується як носій інформації, а оптоволокно — як канал передачі. Він є основним елементом усіх згаданих “світлових” індустрій, зокрема оптичних модулів, оптичних чіпів, оптичних пристроїв, які всі обертаються навколо нього.

Оптичні чіпи та електронні чіпи формують основні компоненти, а через точну упаковку вони стають звичними нам оптичними модулями: оптичний чіп + електронний чіп = оптичний модуль.

Багато оптичних модулів підключаються до оптоволоконних ліній, зрештою формуючи глобальну мережу оптичного зв’язку, яка підтримує обчислення AI: оптичний модуль + оптоволокно = оптичний зв’язок.

В епоху AI оптичний зв’язок не є другорядним елементом, а є “швидкісною магістраллю” обчислювальних можливостей, що є основною інфраструктурою для переходу AI від простих діалогів до складних завдань.

02, Оптоволокно: швидкісна магістраль для світла

Щоб світло могло здійснювати швидку та низьковтратну передачу, спочатку потрібен спеціальний стабільний “канал”, а оптоволокно є цією найосновнішою дорогою.

Воно виготовлене з високочистого кварцового скла у вигляді дуже тонких волокон, використовуючи принцип повного відбиття світла, дозволяючи світловим сигналам передаватися у ньому зі швидкістю, близькою до швидкості світла, при цьому з дуже низькими втратами, високою стійкістю до завад і значно більшою пропускною здатністю, ніж у мідних кабелів. Те, що ми називаємо “оптоволоконним підключенням”, прокладається саме з цього матеріалу; у центрах обчислювальних можливостей AI, які з’єднують сервери, GPU та комутатори, також використовуються величезні обсяги оптоволокна. Без оптоволокна світловий сигнал не має стабільного шляху передачі, тому оптичний зв’язок не може бути обговорений.

У порівнянні з традиційними комунікаційними мережами, центри обчислювальних можливостей AI суттєво збільшили щільність використання оптоволокна, головним чином у трьох основних сценаріях: внутрішньокабінетне з’єднання, міжкабінетне з’єднання та з’єднання центрів обробки даних (DCI). У кластерах з десятками тисяч вузлів будь-яка затримка може призвести до ефекту діжки, тому мережі AI вимагають архітектури 1:1 без блокування, кожен GPU потребує окремого швидкісного каналу оптоволокна (таких як InfiniBand або RoCEv2).

За оцінками Guosheng Securities, у архітектурі кластерів NVIDIA DGX H100/H200 SuperPOD, споживання оптоволокна в одному шафному модулі перевищує 5-10 разів споживання традиційного шафного модуля. Згідно з даними CRU, попит на оптоволокно та оптичні кабелі AIDC, ймовірно, зросте з 5% у 2024 році до 30% у 2027 році, а центри обробки даних замінять телекомунікаційних операторів як основне джерело зростання на ринку оптоволокна.

Одночасно, військові безпілотники стають недооціненим новим споживчим ринком, де оптоволокно є незамінним для завадозахисту, наведення та зв’язку, споживання на один безпілотник велике, а завдання не підлягають поверненню, що наділяє їх характеристиками споживчих товарів.

Сильні жорсткі обмеження з боку пропозиції призводять до підвищення цін на оптоволокно. Глобальний обсяг виробництва оптоволокна та оптичних кабелів сильно сконцентрований, Китай займає понад 60%, решта переважно в США та Японії, а актуальна готовність до розширення за межами Китаю дуже низька, що призводить до тривалого дефіциту нових поставок. Основне вузьке місце — етап оптичних преформ (попередніх преформ), висока технічна бар’єра, а цикл розширення виробництва триває 18–24 місяці, що безпосередньо обмежує верхню межу короткострокових поставок у галузі. Серед компаній, які займаються цим бізнесом, є Yangtze Optical Fibre, Hengtong Optic-Electric, Zhongtian Technology, FiberHome Communications тощо.

03, Оптичні модулі: вузол перетворення світла

Серед усіх термінів, які найчастіше згадуються, це оптичні модулі, які є найосновнішим “вузлом перетворення” у системі оптичного зв’язку. Наші комп’ютери, GPU, комутатори можуть розпізнавати та обробляти лише електричні сигнали, але для дальньої та високошвидкісної передачі підходять світлові сигнали, а основна роль оптичних модулів полягає в тому, щоб виконувати двостороннє перетворення цих двох типів сигналів: спочатку перетворювати електричний сигнал, що виходить з пристроїв, на світловий сигнал, щоб він міг передаватися через оптоволокно; коли світловий сигнал досягає цільового пристрою, його знову перетворюють на електричний сигнал для обробки обчислень пристроєм.

Для прикладу, електричний сигнал схожий на малий вантажний автомобіль, який може їздити лише на короткі відстані у місті, тоді як світловий сигнал — це великий вантажний автомобіль, здатний здійснювати далекі подорожі на швидкості, а оптичний модуль є перевалочним пунктом на швидкісній магістралі, відповідальним за перевантаження вантажів з маленького вантажного автомобіля на великий вантажний автомобіль для відправлення, а коли вантаж досягає місця призначення, його розвантажують і завантажують назад у малий вантажний автомобіль для доставки до остаточного пункту. Зараз попит AI на обчислювальні можливості зростає, вимоги до швидкості перетворення та пропускної спроможності оптичних модулів також зростають, і терміни 800G, 1.6T, 3.2T, про які часто говорять у галузі, вказують на обчислювальні можливості оптичних модулів.

Якщо раніше оптичні модулі вже пройшли етап активного підвищення, то зараз, на даний момент, їх майбутній попит продовжує підтверджуватися та зростати.

Можемо почати з останніх дій провідних закордонних хмарних компаній: згідно з останніми фінансовими звітами таких AI-гігантів, як Amazon, Google, Microsoft, Meta, у 2025 році капітальні витрати чотирьох компаній зростуть на 67% у річному вимірі, а у 2026 році капітальні витрати можуть досягти 660 мільярдів доларів, що на 60% більше в річному вимірі, і ці величезні інвестиції практично всі зосереджуються на будівництві кластерів обчислювальних можливостей AI. Це робить етап мережевої передачі, де знаходяться оптичні модулі, ключовим напрямком інвестицій.

З іншого боку, чіпи обчислювальних можливостей, такі як GPU, TPU, ASIC, продовжуватимуть зростати в обсягах у 2026 році, нове покоління чіпів також пришвидшує свій перехід до комерційного використання, що створює надійні передумови для зростання попиту у 2027 році.

На даний момент китайські виробники оптичних модулів вже мають значну конкурентоспроможність на світовому ринку оптичного зв’язку, китайські виробники оптичних модулів займають понад 60% світового ринку (LightCounting 2025), а в сегменті оптичних модулів швидкістю 800G і вище їх частка перевищує 70%. Компанії, такі як Zhongji Xuchuang, Newray, Huagong Tech, Guangxun Tech, Sols Technology (придбана компанією Dongshan Precision), мають частки, що входять до десятки найбільших у світі, глибоко співпрацюючи з такими закордонними хмарними гігантами, як Amazon, Google, Microsoft, Meta, а також з ключовими виробниками обладнання, такими як Cisco та Nokia.

За умов множинних факторів, попит на пропускну здатність портів кластерів обчислювальних можливостей у найближчі два роки, щонайменше, залишиться у тренді швидкого зростання. Пов’язані компанії також продовжать отримувати вигоду від оновлення та зростання обсягу виробництва високоякісних оптичних модулів 800G, 1.6T, 3.2T, логіка зростання їх прибутків чітка та має сильну підтримку. Серед представників галузі можна виділити Zhongji Xuchuang, Newray, Huagong Tech, Cambridge Technology, Dongshan Precision, Lentech тощо.

04, Оптичні пристрої: елементи оптичного модуля

Оптичний модуль, як перевалочний пункт, не є порожнім ящиком, його функціонування цілком залежить від підтримки безлічі великих і малих оптичних пристроїв всередині. Оптичні пристрої є загальним терміном для всіх основних елементів, які обробляють світлові сигнали в системі оптичного зв’язку.

Сюди входять як основні компоненти, що відповідають за випромінювання та прийом світла, так і функціональні елементи, що використовуються для підсилення світлових сигналів, об’єднання/розділення світлових сигналів, або з’єднання оптоволокна, регулювання світлових сигналів. Вони схожі на обладнання для завантаження та розвантаження в перевалочному пункті, конвеєри, з’єднувальні порти, без будь-якого з елементів перевалочний пункт не зможе працювати плавно. Інтеграція та надійність оптичних пристроїв безпосередньо визначає, чи зможе оптичний модуль працювати стабільно та ефективно.

Оптичні пристрої поділяються на активні та пасивні оптичні пристрої; найпростіший критерій для їх розрізнення — чи потрібно їх підключати до електроживлення, чи потрібно їм активно “працювати”.

Активні оптичні пристрої повинні бути підключені до електрики, щоб працювати; вони є основними учасниками, що активно обробляють сигнали в оптичному зв’язку. Наприклад, оптичні чіпи, лазери, детектори, які потребують електричної енергії для виконання перетворення світла на електрику, підсилення сигналу; вони є “двигуном” у системі, з високими технічними бар’єрами та високими цінами, є основним прибутковим сегментом у ланцюзі, а також ключовою точкою конкуренції в галузі оптичного зв’язку у світі.

Пасивні оптичні пристрої повністю не потребують електрики, вони лише використовують матеріали, структури, фізичні форми, щоб передавати, розподіляти, об’єднувати і фокусувати світлові сигнали, вони є чистими фізичними компонентами в оптичному зв’язку. Їх багато видів, що використовують скло, метал, кераміку та інші базові матеріали, кожен з яких має низьку вартість. Продукти середнього та низького рівня мають високий рівень локалізації, але для високоякісних точних пасивних пристроїв все ще залежимо від імпорту, компанії в галузі зазвичай розширюють асортимент продукції, щоб масштабуватися. Технічна конкуренція зосереджена на інноваціях у матеріалах, оптичних рішеннях, точній обробці. Серед представників галузі — Tianfu Communication, Shijia Photonics, Guangxun Technology, Guangku Technology, Taicheng Technology тощо.

05, Оптичні чіпи: основа оптичного модуля

Серед усіх оптичних пристроїв найважливішими та з найвищими технічними бар’єрами є оптичні чіпи (лазерні чіпи + детекторні чіпи). Вони є основними компонентами, які насправді виконують перетворення електричних та оптичних сигналів у оптичному модулі, схожими на основного перекладача в перевалочному пункті.

Оптичні чіпи поділяються на два основні види: один знаходиться на передавальному боці, відповідає за перетворення електричних сигналів на світлові; інший — на приймальному боці, відповідає за відновлення світлових сигналів у електричні. Продуктивність оптичних чіпів безпосередньо визначає верхню межу швидкості оптичного модуля, рівень енергоспоживання, навіть вартість масового виробництва, подібно до професійних навичок перекладача, що безпосередньо визначає швидкість і точність перекладу, є одним із найосновніших елементів у системі оптичного зв’язку, а також визнаним “вузьким місцем” у технологічному аспекті. У звичайних високоякісних оптичних модулях вартість оптичних чіпів становить близько 50%.

На даний момент ринок оптичних чіпів у світі все ще повністю контролюється закордонними виробниками. Більшість закордонних компаній з виробництва оптичних чіпів мають повне покриття ланцюга виробництва — від оптичних чіпів, оптичних трансиверів до оптичних модулів — окрім підкладки, яку потрібно закуповувати ззовні, дизайн чіпів, епітаксія пластин та інші ключові етапи вони можуть здійснювати самостійно, і вже досягли масового виробництва оптичних чіпів зі швидкістю 25G та вище. Крім того, у сфері високоякісних комунікаційних лазерів закордонні провідні компанії також мають дуже розвинену структуру, незалежно від того, мова йде про налаштовані лазери, лазери з надзвичайно вузькою смугою або лазери великої потужності, у них є глибокі технологічні накопичення.

З погляду глобальної конкуренції, ринок оптичних чіпів демонструє помітні відмінності в ієрархії. Такі компанії, як Broadcom, Lumentum, Coherent, завдяки багаторічному технологічному накопиченню, глибокому проникненню на ринок та потужним дослідженням і розробкам, знаходяться на вершині галузі, стабільно займаючи основну частину світового ринку оптичних чіпів. Особливо у сегменті високоякісних продуктів, таких як швидкісні та продуктивні EML чіпи та складні оптичні інтегровані чіпи, вони мають абсолютну технологічну перевагу.

Що стосується внутрішнього ринку, китайські компанії вже освоїли ключові технології у сферах оптичних чіпів 2.5G та 10G, при цьому рівень локалізації оптичних чіпів 2.5G та нижче перевищує 90%; рівень локалізації оптичних чіпів 10G становить приблизно 60%; але в сегменті високої якості 25G та вище рівень локалізації значно знижується, складаючи лише 4%, що створює величезні можливості для заміщення.

Варто зазначити, що згідно з даними Changguang Huaxin, наразі дефіцит потужностей у сегменті високоякісних оптичних чіпів вже зріс до 25%-30%, і ця нестача, як очікується, триватиме до 2027 року, що надає китайським виробникам оптичних чіпів не менше 1-2 років буферного періоду, а можливості для заміщення стають все більш очевидними. Серед представників — Yuanjie Technology, Changguang Huaxin, Jias Electronic, Guangxun Technology, Dongshan Precision тощо.

06, CPO: новий план упаковки

Наостанок поговоримо про часто згадуваний CPO, який не є новим елементом, а є абсолютно новим дизайном пристрою та планом упаковки.

Те, що ми щойно обговорювали — оптичний модуль, є незалежним, знімним, стандартизованим блоком, зазвичай встановленим на зовнішніх портах комутаторів або серверів, між ним і основним чіпом, що відповідає за обробку даних у пристрої, є певна відстань, електричному сигналу потрібно пройти певний шлях на платі, щоб дістатися до оптичного модуля; чим вища швидкість, тим легше виникають втрати сигналу, що також призводить до більшого споживання енергії.

CPO, у свою чергу, є спільною упаковкою оптики, по суті, це об’єднання основних компонентів, що відповідають за обробку світлових сигналів (світловий двигун) і основного чіпа комутатора на одній платі, що дозволяє цим двом основним компонентам бути дуже близько один до одного. Таким чином, відстань передачі електричного сигналу значно скорочується, спостерігаються зменшення втрат сигналу та енергоспоживання системи, а ефективність передачі даних значно підвищується, що краще відповідає вимогам AI-суперкомп’ютерів щодо максимальної швидкості та енергоефективності.

Простими словами, це об’єднання “центру обробки даних” та “перевалочного пункту для сигналів”, які раніше працювали окремо, тепер з’єднані в одному офісному приміщенні, що усуває витрати часу та коштів на переміщення всередині.

На даний момент технологія CPO все ще знаходиться на стадії лабораторних досліджень і ще не була масово запущена в виробництво, перебуваючи на етапі “очікування”.

На початку року NVIDIA оголосила, що масштабно впровадить технологію CPO у 2023 році, а 2026 рік стане роком, коли CPO перейде від етапу 0 до 1 у масштабі.

Варто зазначити, що CPO не створює абсолютно нової логіки оптичного зв’язку, а просто є оновленням у формі упаковки, є продовженням технології оптичних модулів до більш високого рівня інтеграції. Одночасно підвищення технічних бар’єрів ще більше вигідне для провідних виробників. З одного боку, основними елементами перетворення світла залишаються оптичні чіпи, оптичні пристрої та оптичний дизайн, CPO сильно залежить від кремнієвих оптичних чіпів (PIC), а кремній є основним запасом провідних виробників оптичних модулів; з іншого боку, технології знімних оптичних модулів можуть бути безпосередньо перенесені на рішення CPO. Серед представників — Yuanjie Technology, Changguang Huaxin, Jias Electronic, Guangxun Technology тощо.