По мере того, как кластеры ИИ масштабируются от 800G до 1.6T и выше, инфраструктура оптической связи становится основой следующего поколения центров обработки данных.Два продвинутых материала привлекают беспрецедентное внимание: Индий фосфид (InP) и тонкопленочный литий ниобат (TFLN).

Многие отраслевые дискуссии обозначают эти две технологии как конкурентов. На самом деле, они служат принципиально разным целям внутри высокоскоростных оптических систем.Другой управляет им..

Проще говоря:

• Индий фосфид строит двигатель оптической связи
• Тонкопленочный ниобат лития действует как система передачи и ускорения

Вместо того, чтобы заменять друг друга, они все чаще интегрируются в одни и те же высокопроизводительные оптические модули.

Понимание разделения труда: генерация света против модуляции света

Если бы оптическая связь была эстафетой:

• InP будет стартовым бегуном, ответственным за запуск сигнала.
• TFLN будет средним бегуном, ответственным за максимизацию скорости, пропускной способности и эффективности передачи.
• Кремниевая фотоника будет действовать как интегратор системы, соединяя все компоненты в масштабируемые архитектуры.

Индий фосфид: оптический двигатель

InP является основным материалом для производства высокопроизводительных лазерных чипов, таких как:

• EML (электро-абсорбционные модулируемые лазеры)
• Лазеры CW
• Высокоскоростные оптические передатчики

Его главное преимущество заключается в способности эффективно излучать свет на:

• 1310 нм
• 1550 нм

Это два окна передачи с наименьшими потерями в волоконно-оптической связи.

Без InP не существует эффективного источника света для современных оптических модулей 800G или 1.6T.

Тонкопленочный ниобат лития: оптический ускоритель

TFLN не генерирует свет. Вместо этого он выполняет ультравысокоскоростную модуляцию путем кодирования электрических сигналов на оптические волны.

К его преимуществам относятся:

• Сверхвысокая пропускная способность
• Низкая потеря вставки
• Низкое потребление энергии
• Отличная электрооптическая эффективность
• Возможность передачи на большие расстояния

Поскольку центры обработки данных ИИ требуют более низкой задержки и более высокой пропускной способности, производительность модуляции становится все более критической.

Почему фосфор индия становится стратегическим материалом

Взрывной рост вычислений ИИ создает сильное давление на цепочку поставок оптики.

Согласно нескольким отраслевым прогнозам Omdia и Yole:

• Мировой спрос наИнП субстратыбыстро превышает предложение
• Эффективная мощность на 2025 год остается сильно ограниченной
• Ожидается, что дефицит поставок сохранится до 2027 года.

В высокоскоростных оптических модулях оптические чипы составляют более половины от общей стоимости BOM, а субстраты InP являются одними из наиболее важных фундаментальных материалов.

Ключевые факторы спроса на ВП

1Расширение центра обработки данных ИИ

Массивные кластеры GPU требуют:

• Более быстрые оптические соединения
• Более высокая плотность каналов
• Общение с меньшей задержкой

Каждое увеличение скорости передачи приводит к дополнительному спросу на лазеры на основе InP.

2Кремниевая фотоника все еще требует внешних лазеров.

Силиконовая фотоника быстро растет, особенно в:

• Модули 800G
• 1.6T архитектуры
• Оптические комплектующие

Однако кремний сам по себе не может эффективно излучать свет.

Это означает, что кремниевые фотонические платформы по-прежнему зависят от внешних CW лазеров на основе InP.

По мере того как увеличивается распространение кремниевой фотоники, растет и спрос на InP.

3Концентрированная глобальная цепочка поставок

Глобальное производство InP-субстратов по-прежнему сильно сконцентрировано среди небольшого количества производителей, в основном в:

• Япония
• Соединенные Штаты

Между тем, циклы расширения производства обычно требуют:

• 2 ¢ 3 года
• Высокий опыт выращивания кристаллов
• Строгий контроль урожая

Это делает быстрое масштабирование мощности чрезвычайно трудным.

Почему литий-ниобат с тонкой пленкой ускоряется

В то время как InP решает проблему "источника света", TFLN решает следующее узкое место:

Скорость и энергоэффективность

Традиционные технологии модуляции приближаются к физическим пределам в:

• пропускной способности
• энергоэффективность
• тепловая производительность

TFLN становится одним из сильнейших кандидатов на модуляционные платформы следующего поколения.

Недавние технические достижения

Недавние промышленные демонстрации показали:

• Сверхширокий оптический диапазон охвата
• Электрооптические полосы пропускания более 67 ГГц
• Однополосная передача свыше 240 Гбит/с PAM-4
• Улучшенная работа на низком напряжении

Эти достижения позиционируют TFLN как перспективный технологический путь для:

• 1.6T оптические модули
• 3.2T архитектуры
• Будущие платформы взаимосвязи ИИ

Роль TFLN в будущих оптических системах

TFLN особенно привлекателен для:

• Длинная передача
• Ультравысокоскоростная модуляция
• Энергоэффективные оптические соединения
• Оптические комплектующие
• Сети ИИ следующего поколения

Несмотря на то, что коммерциализация все еще развивается, зрелость техники быстро улучшается.

Будущее - это интеграция, а не замена

Одно из самых больших заблуждений в отрасли заключается в том, что одна материальная платформа будет доминировать в будущей оптической связи.

Реальность гораздо более совместная.

Будущие оптические системы все больше и больше движутся к гибридной экосистеме:

Многоматериальная оптическая архитектура

Индий фосфид

Ответственность за:

• Производство лазеров
• Оптическое излучение
• Высокопроизводительные источники света

Силиконовая фотоника

Ответственность за:

• Масштабная интеграция
• Эффективность упаковки
• Масштабируемость на уровне системы

Литий-ниобат тонкопленочного типа

Ответственность за:

• Модуляция высокой скорости
• Трансмиссия малой мощности
• Расширенное кодирование сигнала

Эти технологии не исключают друг друга. Во многих передовых оптических модулях они сосуществуют внутри одного пакета.

1.6T и 3.2T оптические модули укрепят это сотрудничество

Переход от:

• 800G → 1,6T
• 1.6T → 3.2T

делает специализацию еще более важной.

По мере увеличения скорости передачи оптические системы требуют:

• Лучшие лазеры
• Более быстрые модуляторы
• Более продвинутая интеграция
• Более низкое потребление энергии

Ни одна материальная платформа не может решить все эти проблемы в одиночку.

Будущее оптической сети ИИ будет зависеть от скоординированных инноваций в нескольких материалах и архитектурах устройств.

Заключительные мысли

Индий фосфид и тонкопленочный литий ниобат не конкурируют за ту же роль.

Они решают различные инженерные проблемы в рамках одной и той же системы оптической связи.

• InP создает свет
• TFLN управляет светом
• Силиконовая фотоника интегрирует систему

Вместе они составляют технологическую основу инфраструктуры взаимосвязи ИИ следующего поколения.

Поскольку спрос на вычисления ИИ продолжает расти, индустрия оптической связи отходит от "замены материалов" и движется к "функциональному сотрудничеству".

Следующая эра оптических сетей будет определяться не одним победителем, а эффективностью совместной работы этих технологий.