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1、优于大势“光进铜退”趋势下MicroLED发展机遇报告摘要:随着万亿参数大模型与MoE混合专家架构普及,ScaleUp单节点纵向扩展成为高密度智算核心底座,聚焦芯片间、板间、机柜内超短距mathrm?0.1siml0mprime)紧耦合互联,承担多GPU全连接通信与内存共享任务,对链路提出百纳秒级时延、指数级带宽密度、超低比特功耗、高密度散热及低成本扩容的严苛要求,与ScaleOut长距互联需求形成本质差异。ScaleUp通信领域呈现“光进铜退”趋势。当前ScaleUp领域主流互联方案均触性能天花板:铜缆DAC成本低廉,但高频损耗严重、传输距离受限,1.6T/3.2T速率下串扰与散热问题凸显;
2、英伟达NVLink、AMDInfinityFabric等专用方案时延较优,却生态封闭、成本高昂、扩展性差,难以规模化部署;VCSEL光互连虽实现光电转换,但单通道速率瓶颈明显,高阶调制推高功耗,无法支撑海量并行通信;硅光CPO依赖激光器与硅基调制器,耦合难度大、封装成本高,更适配中长距场景,非超短距最优解。整体来看,现有技术普遍存在功耗占比过高、带宽增长受限、信号完整性不足、散热承压等共性问题,成为单节点算力扩容的核心制约。MicroLED以宽而慢并行光互连架构,成为该场景颠覆性方案。其采用微米级MicroLED阵列光源通过TIR透镜耦合进入多芯光纤,摒弃激光光源与复杂调制器件,通过低速率并行
3、通道叠加实现超高带宽,核心优势突出:单位比特能耗仅12pJ/bit,远优于传统方案,根治高密度散热难题;MicroLED同样适配共封装结构,可使端到端时延低至80150ns,满足紧耦合协同需求;并行传输无电磁串扰,带宽可线性扩展,适配多GPU集群扩容;器件结构简化带来显著成本下降空间,天然具备故障冗余,可靠性优势明显,在超短距场景适配性无可替代。MicroLED互连精准破解ScaleUp互联核心痛点,契合下一代高密度算力架构方向,国内具备完整产业链基础,中长期国产化替代与产业放量空间广阔,是AI光互连赛道核心优质方向。建议以下相关供应链环节:MicroLED芯片、TIR透镜、光学棱镜和透镜、C
4、IS传感器等。相关报告投资逻辑1、核心观点自大语言模型蓬勃发展以来,AI算力基础设施投资成为当下最热门投资主题。过去三年算力增长了300倍,但互连带宽仅增长了30倍。由于大语言模型的训练和推理往往是需要数万张算力卡同时工作,且相互之间密集通讯,“连接”已经成为巨大算力集群工作效率的核心变量。ScaleUp单卡互联带宽是ScaleOut领域的10倍,这推动了“超节点”的崛起,算力芯片厂商开始将更多的算力卡纳入到ScaleUp互连领域,借以提高集群的互连效率。由于对ScaleUp领域互连带宽的极致需求,“光互连”开始从ScaleOut领域向ScaleUp领域渗透,我们认为这对“光互连”供应链厂商而
5、言是一个新的10倍的市场空间。但市场目前在“光互连”领域存在多种的技术路径选择,尚未有一种技术具备明显的优势。我们在本文着重介绍一种极具竞争潜力的“光互连”技术MicroLED,未来有望成为一个重大投资机遇。2、产业变化当前数据中心网络的链路技术始终面临“传输距离、功耗、可靠性”的三元难题。铜缆链路虽具备功率效率高、可靠性强的优势,但传输距离极短(仅ScaleOutScaleAcross。整体而言,算力扩展范围越小、卡间物理互联距离越短,单卡带宽越高;三者带宽差距由互联链路、转发层级、传输距离决定,也对应了英伟达分层扩容的技术边界ScaleUp为单机内卡间互联,基于NVLink与NVSwitc
6、h芯片直连组网,传输距离短、无跨节点转发开销,无需CPU中转调度,链路全互联无阻塞,单卡互联带宽峰值最高,Blackwell架构下可达TB级,是三者中数据交互性能最优的扩展方式。ScaleOut属于跨服务器集群横向扩展,依靠InfiniBand高速网络实现多节点互联,数据需经过网络交换机转发,存在协议封装与路由损耗,单卡可用带宽明显低于单机NVLink,仅能达到数百GB级别,可支撑大规模分布式训练集群扩容。ScaleAcross为跨集群、跨地域全域扩展,依托长距离骨干网络互联,受多跳转发、传输损耗、广域调度开销限制,单卡实际有效带宽最低,仅适用于全局算力资源统筹调度,无法支撑高频高吞吐卡间数据