فهم تطور تكنولوجيا أجهزة الإرسال والاستقبال البصرية

في 30 يوليو، تم إدراج InnoLight رسميًا في بورصة هونغ كونغ، مما يمثل واحدة من أكبر الاكتتابات العامة الأولية في سوق هونغ كونغ لعام 2026. كقائد في صناعة الوحدات البصرية، تتخصص InnoLight في البحث والتطوير وتصنيع أجهزة الإرسال والاستقبال البصرية والمكونات. مع الأهمية المتزايدة لشبكات الاتصال في بنية تحتية الذكاء الاصطناعي، تستمر صناعة الوحدات البصرية في النمو بسرعة عالية.

اليوم، سنناقش صناعة الوحدات البصرية، ونفحص حالة تطورها الحالية واتجاهات التطور التكنولوجي المختلفة.

01 الحالة الحالية لصناعة الوحدات البصرية

تعتبر الوحدات البصرية الأجهزة الأساسية في الاتصالات الحديثة بالألياف الضوئية وشبكات مراكز البيانات. تتكون من نهايات الإرسال والاستقبال، وتعمل كأجهزة واجهة تحول الإشارات الكهربائية والبصرية بين معدات الشبكة وروابط الألياف الضوئية. يحدد الأداء الفيزيائي الأساسي لهذه الوحدات بشكل مباشر سقف عرض النطاق الترددي، وحدود زمن انتقال الإرسال، والاستهلاك الكلي للطاقة لشبكة البيانات بأكملها.

في مجموعات الحوسبة للذكاء الاصطناعي، يعتمد الاتصال بين وحدات معالجة الرسوميات (شبكات التوسع الأفقي/الرأسي) على وحدات بصرية 800G/1.6T لنقل البيانات بسرعة عالية وزمن انتقال منخفض. منذ عام 2024، أصبح 800G المعدل الأساسي لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي؛ بدأت وحدات 1.6T في شحنات الحجم في عام 2025. ستدفع منصة NVIDIA Rubin (2026) معدلات 200G/للحارة، مما يزيد من الطلب على وحدات 1.6T والوحدات ذات السرعات الأعلى. تمثل الوحدات البصرية الآن حصة متزايدة من تكاليف شبكة مركز البيانات، مما يجعلها رابطًا حاسمًا في بنية تحتية الذكاء الاصطناعي.

وفقًا لـ LightCounting، من المتوقع أن ينمو سوق الوحدات البصرية للاتصالات البيانات العالمية من 19 مليار دولار في عام 2025 إلى 47 مليار دولار بحلول عام 2028، بمعدل نمو سنوي مركب لمدة 3 سنوات يبلغ 35%. في عام 2025، نما سوق 800G بسرعة من 4 مليارات دولار في عام 2024 إلى 13 مليار دولار، مما ساهم في الغالبية العظمى من نمو السوق. من المتوقع أن تشهد وحدات 1.6T اعتمادًا سريعًا في عام 2026 بعد شحنات صغيرة النطاق في عام 2025. مجتمعة، قد تصل شحنات 800G/1.6T إلى 22.5 مليار دولار في عام 2026، مما يمثل 87% من إجمالي السوق، مع احتمال ارتفاع هذا الرقم إلى 32 مليار دولار بحلول عام 2027.

فيما يتعلق بالتصنيع العالمي، تهيمن الشركات الصينية على المشهد. في عام 2024، كانت سبع من أكبر 10 شركات تصنيع وحدات بصرية عالمية صينية (InnoLight، Huawei، Eoptolink، Accelink، Hisense Broadband، HG Genuine، Source Photonics). ومع ذلك، فإن التوزيع الجغرافي لقدرة الإنتاج يشهد تغييرات هيكلية.

القادة المحليون يسرعون من توسعهم في جنوب شرق آسيا: شهد مصنع InnoLight في تايلاند أن الإيرادات الخارجية تمثل 90.58% في عام 2025؛ بدأ مصنع Eoptolink في تايلاند المرحلة الأولى من الإنتاج في عام 2023، ومن المقرر أن تبدأ المرحلة الثانية في أوائل عام 2025، وتخطط الشركة لمواصلة التوسع وبناء مرافق جديدة.

القادة الأجانب يزيدون من استثمارات التصنيع المحلية: تحافظ Coherent على قواعد في كاليفورنيا وتكساس والمملكة المتحدة وسويسرا وفيتنام، مع نفقات رأسمالية للسنة المالية 2025 تبلغ 441 مليون دولار (+27.1% على أساس سنوي) بشكل أساسي لتوسيع القدرة. تمتلك Lumentum مرافق في أمريكا الشمالية والمملكة المتحدة واليابان وتايلاند، وتبني خط إنتاج InP جديد في غرينزبورو، نورث كارولينا. يوفر قانون الرقائق الأمريكي حوالي 52 مليار دولار في شكل إعانات وحوافز ضريبية لتصنيع الرقائق والوحدات البصرية المحلية.

بين عامي 2024 و2025، ظلت النفقات الرأسمالية المجمعة لأكبر ثلاثة قادة عالميين في الوحدات البصرية (InnoLight، Eoptolink، Coherent) مستقرة عند حوالي مليار دولار، لكن عام 2026 يمثل نقطة تسارع. بلغت النفقات الرأسمالية لـ InnoLight في الربع الأول من عام 2026 1.929 مليار يوان (+380% على أساس سنوي)، مع توقع نمو القدرة السنوية من 20 مليون وحدة في عام 2024 إلى 38 مليون في عام 2026. من المتوقع أن تصل القدرة الفعالة لـ Eoptolink إلى 25-30 مليون وحدة في عام 2026. من المتوقع أن تتضاعف خط إنتاج InP بقياس 6 بوصات لـ Coherent أربع مرات في غضون عامين. توقعت LightCounting سابقًا فجوة عرض بنسبة 100% لوحدات 400G/800G في عام 2024، وتستمر هذه التوازن الضيق بين العرض والطلب. على الرغم من التوسع العدواني، تظل القدرة على التسليم العامل التنافسي الأساسي.

02 اتجاهات التطور التكنولوجي

يدفع التوسع السريع في قوة الحوسبة للذكاء الاصطناعي إلى زيادة هائلة في حركة مرور مراكز البيانات العالمية وطلب الاتصال البيني، مما يجعل حلول الاتصال البصري التقليدية غير كافية بشكل متزايد لمجموعات الحوسبة من الجيل التالي. تتطور الوحدات البصرية عبر جميع الأبعاد، مع التركيز على سرعات أعلى، واستهلاك أقل للطاقة، وتحسين التكلفة، وزيادة التكامل.

تزداد معدلات النقل بشكل أسي، مع دورات تكرار أقصر - الانتقال من 10G/25G إلى 100G/400G، ثم 800G، والآن تدخل منتجات 1.6T الاستخدام التجاري. تعالج LPO (البصريات القابلة للتوصيل ذات القيادة الخطية) وCPO (البصريات المدمجة مع الحزمة) قضايا استهلاك الطاقة، بينما تستخدم الفوتونيات السيليكونية عمليات CMOS لدمج المكونات البصرية، مما يقلل التكاليف ويحسن الأداء.

1. الفوتونيات السيليكونية (SiPh): تقنية المنصة الأساسية لعصر السرعة العالية

الفوتونيات السيليكونية هي تقنية منصة أساسية لمجال الربط البيني البصري بأكمله. تقدم مزايا في التكامل والتكلفة، على الرغم من أن التكنولوجيا وسلسلة التوريد لا تزال في طور النضج. تعتمد الوحدات التقليدية على رقائق السيليكون الكهربائية عالية السرعة، والمكونات البصرية، ورقائق أشباه الموصلات III-V، وتعمل بشكل أساسي كـ "روابط كهربائية". مع تقلص أحجام الترانزستورات، تواجه الروابط الكهربائية عنق زجاجة في النقل، وتقدم الفوتونيات السيليكونية نهجًا جديدًا. إنها تقنية الجيل التالي تعتمد على السيليكون والركائز القائمة على السيليكون (مثل SiGe/Si، SOI) التي تستخدم عمليات CMOS الحالية للتطوير والتكامل.

المفهوم الأساسي للفوتونيات السيليكونية هو "استبدال الكهرباء بالضوء"، باستخدام أشعة الليزر بدلاً من الإشارات الإلكترونية لنقل البيانات عن طريق دمج المكونات البصرية والإلكترونية على شريحة ميكروية واحدة. تتوقع LightCounting أن تنمو حصة السوق للوحدات القائمة على الفوتونيات السيليكونية من 24% في عام 2022 إلى 44% بحلول عام 2028.

وفقًا لـ Yole Intelligence، بلغ سوق الشرائح الفوتونية القائمة على السيليكون 68 مليون دولار في عام 2022 ومن المتوقع أن ينمو بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 44% ليصل إلى أكثر من 600 مليون دولار بحلول عام 2028. المحرك الرئيسي للنمو هو الوحدات القابلة للتوصيل بسرعة 800G وما فوق للربط البيني لمراكز البيانات عالية السرعة وتطبيقات التعلم الآلي التي تتطلب إنتاجية أعلى وزمن انتقال أقل.

2. LPO: تبادل الهامش القياسي للطاقة المنخفضة في السيناريوهات قصيرة المدى

LPO (البصريات القابلة للتوصيل ذات القيادة الخطية) ليست شكلًا جديدًا ولكنها ابتكار في بنية الدائرة للوحدات القابلة للتوصيل التقليدية. منطقها الأساسي هو "الاحتفاظ بمزايا القابلية للتوصيل مع إزالة رقائق DSP الزائدة". تحتفظ بطبيعة "التوصيل الساخن" للوحدات التقليدية مع تبسيط الدوائر الداخلية. تم تحسينها للربط البيني قصير المدى داخل وبين رفوف مراكز البيانات، وهدفها هو تحقيق طاقة منخفضة، وتكلفة منخفضة، وزمن انتقال منخفض.

3. NPO: حل قريب من الحزمة للتوسع

NPO (البصريات القريبة من الحزمة) هو حل انتقالي عملي يوازن بين الأداء والواقع الصناعي الحالي، ويقع بين البصريات القابلة للتوصيل التقليدية وCPO. الفكرة الأساسية هي وضع المحرك البصري (OE) بجوار شريحة xPU المعبأة على نفس لوحة الدوائر المطبوعة عالية الأداء، متصلة بوحدة معالجة الرسومات عبر روابط كهربائية قصيرة وعالية الأداء للغاية. تكون المسافة بين وحدة معالجة الرسومات وOE عادةً ضمن بضعة سنتيمترات، مما يضمن فقدان القناة ≤13dB. مقارنةً بالوحدات التقليدية، تكون كثافة الربط البيني أعلى بمقدار 2-3 مرات، مما يخدم كجسر نحو CPO.

دخل سوق NPO فترة من النمو السريع، مع بدء التوسع التجاري على نطاق واسع في عام 2026. وفقًا لـ DataIntelo، بلغت قيمة السوق العالمية لـ NPO حوالي 3.8 مليار دولار في عام 2025 ومن المتوقع أن تنمو بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 19.3% من 2026 إلى 2034، لتصل إلى 18.6 مليار دولار بحلول عام 2034.

4. CPO: اتجاه نهائي للتكامل العالي، ولكنه ليس بديلاً كاملاً على المدى القصير

CPO (البصريات المدمجة مع الحزمة) هي تقنية جديدة للتكامل البصري الإلكتروني حيث يتم تجميع شريحة تبديل الشبكة والوحدة البصرية على نفس المقبس. من خلال تغليف شريحة التبديل والمحرك البصري معًا، تقصر CPO المسافة بينهما، مما يسمح بنقل أسرع للإشارات الكهربائية، وتقليل الحجم، وزيادة الكفاءة، وتقليل استهلاك الطاقة.

تتوقع Yole أنه بحلول عصر 3.2T في عام 2027، ستصبح الحلول القابلة للتوصيل صعبة للغاية، مما يجعل البصريات المدمجة على اللوحة (OBO) وCPO التيار الرئيسي. بحلول عصر 6.4T في عام 2030، ستصبح CPO الحل المهيمن. تُظهر بيانات Yole أن سوق CPO حقق حوالي 38 مليون دولار في عام 2022 ومن المتوقع أن يصل إلى 2.6 مليار دولار بحلول عام 2033، مع معدل نمو سنوي مركب يبلغ 46% من 2022 إلى 2033.