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TF:数据中心网络扩张拉动数据传输需求,VCSEL NPO 光互连技术备受关注
TrendForce 最新报告《2027 年红外传感与光通信市场趋势》显示,在不断扩张的数据中心网络中,快速增长的数据传输需求正推升市场对相关光互连技术的关注。
TrendForce 最新报告《2027 年红外传感与光通信市场趋势》指出,随着数据中心网络规模不断扩大,数据传输需求急剧增长,市场对基于 VCSEL 的近封装光学(NPO)技术的兴趣日益浓厚。该技术因功耗低、易于维护以及供应链成熟而备受青睐。Lumentum、古河电工、高意、博通、艾迈斯欧司朗和海思等主要公司均在该领域投入重金开展研发。
预计多款VCSEL NPO 解决方案将于 2027 年至 2028 年间推出。叠加短距离光模块需求的持续增长,这一趋势预计将推动 VCSEL 出货量在 2031 年达到6.5 亿只,2025 年至 2031 年间的复合年均增长率达 38%。
在 AI 数据中心的 scale‑up 网络架构中,有源铜缆(AEC)主要依赖多个重定时器来减轻数据丢失和信号衰减。然而,随着传输速率迈入1.6 Tbps 时代,铜缆上的高频电信号衰减大幅增加。这预计将加速短距离传输向光互连技术的转型,包括VCSEL NPO 和 Micro LED CPO等架构。
从供应商策略来看,Lumentum、古河电工、高意、博通、艾迈斯欧司朗和海思正积极开发 VCSEL NPO 解决方案,以把握 scale‑up 网络领域的未来机遇。其中,高意、博通、艾迈斯欧司朗和海思采用成熟的850nm VCSEL 搭配光电二极管,可实现高达3.2 Tbps 的总带宽,但色散效应将限制其在传输距离和带宽上的进一步提升。
Lumentum 与古河电工则采用了成本较高的1060nm VCSEL 方案,高意也计划采用该路线。该方案具备极高的光纤耦合效率、低色散、低相对强度噪声(RIN)以及在高温工作环境下性能优异等特点,因而更契合未来传输速率进一步提升的需求。
TrendForce 指出,Micro LED CPO 和 VCSEL NPO 均需要将发射端和接收端阵列与 ASIC/GPU 集成,以实现超低功耗和极高的传输密度。尽管 Micro LED CPO 在长期内具备逼近每 bit 能耗理论极限的潜力,但该技术目前仍面临巨量转移、光纤兼容性以及耦合效率等方面的挑战,其供应链也仍在建设之中。
与 Micro LED CPO 相比,VCSEL NPO 在每 bit 能耗、维护灵活性和供应链就绪度方面具备更为成熟的商用条件。850nm 和 1060nm 两种方案均能满足 AI 数据中心的高密度传输需求。凭借在性能与实际可行性之间的良好平衡,VCSEL NPO 已成为现阶段 scale‑up 光互连架构中极具竞争力的选择。
未来 VCSEL NPO 的发展将聚焦于进一步提升综合性能。在光学层面,供应商将致力于优化VCSEL 波长与光纤技术的搭配;在芯片层面,研发重点是将单个 VCSEL 的单通道速率从 100G 提升至 200G 标准,并开发单个器件尺寸仅为100 至 200 µm 的更小型 Micro VCSEL,进而通过更高密度的多通道阵列进一步提升传输带宽。
总体而言,性能、技术成熟度以及供应链完备性的持续提升,正不断强化 VCSEL NPO 的竞争优势,并加速构建围绕该技术的技术壁垒。
全球 VCSEL 需求量预测(2025‑2031):2025 年为 9300 万只;2026‑2030 年逐年增长;2031 年预计达到 65000 万只;2025‑2031 复合年均增长率 38%。
发布于 江西
