Дефицит лазеров для ИИ: NVIDIA скупает компоненты у поставщиков, рискуя сорвать поставки
В современной инфраструктуре высокоскоростные оптические каналы связи являются критически важным элементом для поддержания производительности и масштабируемости центров обработ данных, ориентированных на искусственный интеллект, особенно с их развитием в сторону крупных кластерных систем, отмечается в отчёте аналитиков TrendForce. Согласно их оценкам, в 2025 году глобальные поставки оптических трансиверов со скоростью 800 Гбит/с и выше достигнут 24 млн единиц, а в 2026 году ожидается их резкое увеличение — почти в 2,6 раза, до приблизительно 63 млн штук.
Эксперты подчеркнули, что стремительно растущий спрос на оптические трансиверы вызвал серьёзный дефицит в сегменте производства лазерных источников излучения на мировом рынке. Компания NVIDIA, следуя своей стратегии развития, заблаговременно зарезервировала значительные объёмы продукции у ведущих поставщиков EML-лазеров, что привело к удлинению сроков их поставок — теперь они оцениваются не ранее 2027 года. В этой ситуации производители оптических модулей и облачные провайдеры (CSP) вынуждены активно искать резервных поставщиков и рассматривать альтернативные технологические варианты, что провоцирует структурные изменения в отрасли, констатируют в TrendForce.
Помимо лазеров VCSEL, применяемых в линиях связи короткой и средней дальности, оптические модули для средних и дальних дистанций преимущественно используют два типа лазеров: EML, которые характеризуются высокой дальностью передачи и отличной целостностью сигнала, и лазеры с непрерывным излучением (CW). В EML-лазерах все ключевые компоненты интегрированы в единый кристалл, что делает их производство технологически сложным и ресурсоёмким. Выпуском таких лазеров занимается лишь ограниченный круг компаний, включая Lumentum, Coherent (Finisar), Mitsubishi, Sumitomo и Broadcom. При этом о предстоящем дефиците Mitsubishi предупреждала ещё более года назад, а Broadcom, вероятно, будет в первую очередь обеспечивать собственные нужды.
Источник изображения: TrendForce
Лазеры EML имеют ключевое значение для масштабирования вычислительных кластеров при увеличении дистанций между центрами обработки данных. Инициативы NVIDIA в области кремниевой фотоники и кооптированной оптики (CPO) продвигаются не так быстро, как ожидалось, что вынуждает по-прежнему полагаться на подключаемые оптические модули для наращивания кластеров. Чтобы гарантировать стабильность поставок в этом сегменте, NVIDIA заблаговременно зарезервировала за собой существенную долю производственных мощностей по выпуску EML-лазеров, что, в свою очередь, ограничило доступность этих компонентов для других игроков рынка.
CW-лазеры, применяемые совместно с кремниевыми фотонными чипами, конструктивно проще, поскольку в них отсутствует встроенный модулятор, что облегчает их изготовление и увеличивает число потенциальных поставщиков. Вследствие дефицита EML-лазеров, связка CW-лазеров с кремниевой фотоникой превратилась в основной альтернативный вариант для облачных провайдеров.
Однако и здесь возникают сложности. Выпуск CW-лазеров сталкивается с растущими ограничениями из-за нескольких причин: длительные сроки поставок оборудования сдерживают наращивание производственных линий, а жёсткие требования к надёжности влекут за собой трудоёмкие испытания. Многие производители передают эти этапы на сторону, что создаёт дополнительные узкие места в цепочке. Поскольку производственная экосистема CW-лазеров близка к исчерпанию свободных мощностей, поставщикам приходится активизировать усилия по расширению производства.
Источник изображения: NVIDIA
Кроме лазерных передатчиков, для сборки оптических модулей необходимы высокоскоростные фотоприёмники (PD). Крупные поставщики, включая Coherent, MACOM, Broadcom и Lumentum, предлагают фотодиоды PD 200G, способные работать на скорости 200 Гбит/с в каждом канале.
Фотодиоды изготавливаются на эпитаксиальных пластинах из фосфида индия (InP), подобно лазерам EML и CW. Поскольку производители лазеров стремятся увеличить мощности для эпитаксии, многие из них отдают заказы на InP-эпитаксию (процесс наращивания эпитаксиальных слоёв из фосфида индия на подложке) специализированным фабрикам, таким как IntelliEPI и VPEC, как сообщает TrendForce.
По оценкам TrendForce, потребность в технологиях искусственного интеллекта не только сократит доступность модулей памяти, но и окажет влияние на всю экосистему лазерного производства. Активные усилия NVIDIA по обеспечению поставок EML-лазеров ускорили внедрение непрерывных лазерных систем и кремниевой фотоники у конкурирующих компаний. Параллельно общая борьба за производственные ресурсы перераспределяет роли в цепочке поставок и способствует расширению мощностей среди поставщиков, специализирующихся на эпитаксии и обработке полупроводниковых соединений, отмечают эксперты.
Источник: