AI及生成式AI正在深刻地改變著市場，也進(jìn)一步推動了對更高速率、更高帶寬、更高能效的解決方案的需求。

近日，光通信行業(yè)研究機(jī)構(gòu)LightCounting在一份報告中分析，光通信芯片組市場預(yù)計將在2025至2030年間以17%的年復(fù)合增長率（CAGR）增長，總銷售額將從2024年的約35億美元增至2030年的超110億美元。

按定義，光芯片又稱光子芯片或光電芯片，光芯片是實現(xiàn)光轉(zhuǎn)電、電轉(zhuǎn)光、分路、衰減、合分波等基礎(chǔ)光通信功能的芯片，是光器件和光模塊的核心。按功能分類，光芯片可分為有源光芯片和無源光芯片。有源光芯片負(fù)責(zé)光電信號轉(zhuǎn)換，包括激光器芯片和探測器芯片；無源光芯片則包括光開關(guān)芯片、光分束器芯片等。

“以太網(wǎng)和DWDM占據(jù)市場主導(dǎo)地位，而用于交換機(jī)ASIC與可插拔端口之間作為板載重定時器的PAM4 DSP芯片則是第三大細(xì)分市場。”該報告顯示。

該研究機(jī)構(gòu)通過光模塊和有源光纜（AOC）的銷售數(shù)據(jù)回溯芯片組歷史銷量數(shù)據(jù)。同時，芯片組銷售預(yù)測同樣基于對光收發(fā)器和有源線纜的預(yù)判。LightCounting表示，這種方法能清晰反映從數(shù)據(jù)中心互連到AI集群等眾多應(yīng)用場景中的光連接部署與芯片組需求間的關(guān)聯(lián)。

2024年，超大規(guī)模云服務(wù)商對AI基礎(chǔ)設(shè)施的巨額投資推動400G/800G以太網(wǎng)光模塊出貨量激增，進(jìn)而拉動PAM4芯片組（DSP、驅(qū)動器和TIA）需求。這一投資趨勢在2025年持續(xù)加強(qiáng)，中國云廠商也開始跟進(jìn)。

LightCounting認(rèn)為，唯一短期利空因素是1.6T光模塊部署延遲，導(dǎo)致單通道200G DSP的量產(chǎn)爬坡推遲至2025年下半年。無線前傳作為PAM4光器件新興市場，預(yù)計將在2025年復(fù)蘇，并在2026年繼續(xù)增長。

據(jù)介紹，在相干DWDM光模塊領(lǐng)域，需求正從板載方案轉(zhuǎn)向可插拔ZR/ZR+模塊。LightCounting預(yù)計ZR/ZR+模塊出貨量將于2025年超越板載光模塊。400ZR/ZR+需求主要由微軟和亞馬遜的數(shù)據(jù)中心集群互聯(lián)驅(qū)動，而谷歌和Meta將成為800ZR/ZR+在城域/區(qū)域網(wǎng)絡(luò)部署的主力軍。值得注意的是，微軟計劃跳過800ZR，直接從400ZR升級至1600ZR。

LightCounting同時關(guān)注Coherent-Lite模塊在數(shù)據(jù)中心集群及光交換（OCS）場景的潛在應(yīng)用。整體而言，預(yù)計相干DSP芯片出貨量將于2030年突破500萬片。

據(jù)了解，光芯片不僅能在計算領(lǐng)域大顯身手，主要應(yīng)用于光通信、數(shù)據(jù)中心、超高速互聯(lián)網(wǎng)、光子計算、量子計算和傳感器等領(lǐng)域，也在其他領(lǐng)域展現(xiàn)其應(yīng)用前景。如抗干擾性能強(qiáng)的光子技術(shù)使得光子雷達(dá)的研發(fā)成為可能，自動駕駛、圖像識別、虛擬現(xiàn)實、數(shù)云平臺等領(lǐng)域，光芯片也已被大量采用。在生命健康、超導(dǎo)材料以及國防裝備等方面，光芯片可實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)處理和分析，將形成神經(jīng)光子學(xué)、免疫分析、高超音速武器等新的重大應(yīng)用場景。

當(dāng)前，光芯片正引起越來越多科研機(jī)構(gòu)的興趣。2023年1月，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院電子工程系鄒衛(wèi)文教授團(tuán)隊提出光子學(xué)與計算科學(xué)交叉的創(chuàng)新思路，研制了實現(xiàn)高速張量卷積運(yùn)算的新型光子張量處理芯片。相關(guān)成果發(fā)表在《自然·通訊》期刊上。

2024年2月29日，香港城市大學(xué)副教授王騁團(tuán)隊與香港中文大學(xué)等科研人員合作，開發(fā)出了全球領(lǐng)先的微波光子芯片，可運(yùn)用光學(xué)進(jìn)行超快模擬電子信號處理及運(yùn)算。

官方表示，團(tuán)隊的研究成果不僅開辟了新的研究領(lǐng)域，即鈮酸鋰微波光子學(xué)，使微波光子芯片更小巧、具高訊號保真度與低延遲性能，也是芯片級模擬電子處理與運(yùn)算引擎的突破。相關(guān)研究成果也已發(fā)表在《自然》上。

在該論文中，科研人員展示了這種基于4英寸晶圓級鈮酸鋰（LN）薄膜平臺的集成MWP處理引擎。它可以在互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）兼容電壓下執(zhí)行多用途任務(wù)，處理帶寬高達(dá)67GHz，以高達(dá)每秒256千兆采樣率實現(xiàn)了超快模擬計算?？蒲腥藛T稱這種芯片比傳統(tǒng)電子處理器的速度快1000倍。