Nhu cầu băng thông scale-up gấp 9 lần, laser quang học AI nghẽn nguồn cung

Việc mở rộng trung tâm dữ liệu AI đang vượt ra ngoài phạm vi chip xử lý, lan sang vấn đề nguồn cung linh kiện quang học. Năng lực sản xuất laser công suất cao và tấm nền indium phosphide (InP) dùng trong công nghệ quang học đóng gói chung (CPO) và quang học đóng gói gần (NPO) đang trở thành nút thắt cổ chai lớn nhất.

ABMedia đưa tin ngày 19 (giờ địa phương), công ty nghiên cứu Rosenblatt công bố báo cáo ngành quang học tập trung vào cuộc đua cung ứng linh kiện quang học AI giữa Lumentum(LITE), Coherent(COHR) và Applied Optoelectronics(AAOI). Theo thông báo sự kiện của Rosenblatt, hội nghị công nghệ lần thứ 6 diễn ra ngày 17-18 lấy chủ đề “kỷ nguyên AI”, trong đó hạ tầng và mạng quang học được xem là trụ cột của trung tâm dữ liệu AI.

Trọng tâm của báo cáo không phải là nhu cầu suy yếu, mà là giới hạn nguồn cung. Rosenblatt phân tích rằng nhu cầu linh kiện quang học đang tăng lên khi kiến trúc máy chủ AI chuyển từ mô hình scale-out - kết nối rộng nhiều máy chủ với nhau - sang mô hình scale-up, tức tăng cường kết nối bên trong từng máy chủ và trong từng rack.

Theo báo cáo, nhu cầu băng thông truyền dữ liệu tính trên mỗi GPU ở cấu trúc scale-up cao gấp 9 lần so với scale-out. Tuy nhiên do scale-out cũng đòi hỏi switch nhiều tầng và nhiều điểm kết nối quang học hơn, quy mô thị trường tiềm năng dài hạn khi tính gộp cả hai yếu tố được ước tính scale-up lớn gấp khoảng 3 lần scale-out.

CPO và NPO là công nghệ đặt linh kiện quang học gần chip hơn để giảm hao hụt tín hiệu điện. Lumentum giải thích trên blog kỹ thuật của hãng rằng NPO đặt linh kiện quang học trên cùng bo mạch với ASIC, còn CPO tích hợp thẳng engine quang học vào bên trong gói ASIC.

Cụm AI càng lớn, lượng dữ liệu di chuyển giữa các chip càng nhiều. Trước đây hiệu năng tính toán của GPU thường được xem là nút thắt chính, nhưng ở quy mô trung tâm dữ liệu lớn, mức tiêu thụ điện và độ trễ của mạng kết nối máy chủ - rack cũng đang được nhìn nhận với mức độ quan trọng tương đương.

TokenPost từng đưa tin Nvidia(NVDA) đưa công nghệ quang học đóng gói chung vào giai đoạn sản xuất hàng loạt. Ngoài ra, tờ báo cũng từng phân tích nhu cầu linh kiện quang học tăng nhanh khi trung tâm dữ liệu AI mở rộng.

Khoảng cách công nghệ giữa các hãng laser Trung Quốc và chuỗi cung ứng Mỹ cũng là điểm đáng chú ý trong báo cáo. Rosenblatt đánh giá các doanh nghiệp Trung Quốc tuy có năng lực mở rộng sản xuất nhưng vẫn đi sau các hãng dẫn đầu thị trường khoảng hai thế hệ về công nghệ laser cao cấp dùng cho CPO và NPO.

Giới hạn thiết kế hiện tại của Trung Quốc được nêu ở mức khoảng 70mW. Báo cáo cho biết để nâng lên mức 150mW hay 400mW, cần thay đổi cấu trúc laser chứ không chỉ cải tiến quy trình sản xuất thông thường.

Lumentum xác định mở rộng laser bơm công suất cao và chuyển đổi sang tấm wafer 6 inch là hai nhiệm vụ trọng tâm. Báo cáo cho biết năng lực sản xuất laser bơm của Lumentum có thể tăng gấp 4 lần trong 12-18 tháng tới.

Doanh thu từ công tắc mạch quang (OCS) và sản lượng xuất xưởng bộ thu phát 1.6T cũng được nhắc đến trong báo cáo. Tuy nhiên đây là mục tiêu của doanh nghiệp và dự báo do Rosenblatt đưa ra, cần được hiểu theo hướng đó.

Coherent cho biết năng lực sản xuất, chứ không phải nhu cầu, mới là yếu tố giới hạn. Trong báo cáo kết quả kinh doanh quý 3 tài khóa 2026 công bố ngày 6 tháng 5, Coherent cho biết nhu cầu mạnh từ mảng trung tâm dữ liệu và viễn thông đã thúc đẩy tăng trưởng doanh thu và cải thiện biên lợi nhuận.

Báo cáo của Rosenblatt cho biết năng lực sản xuất InP của Coherent đã tăng gấp đôi trong 12 tháng qua và có thể tăng gấp đôi thêm lần nữa trong 12 tháng tới. Dây chuyền sản xuất InP 6 inch được xem là lợi thế cạnh tranh về chi phí và tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn.

Applied Optoelectronics nhấn mạnh điểm khác biệt là dây chuyền sản xuất tự động tại Mỹ và khả năng tự sản xuất tấm wafer laser InP. Trong báo cáo kết quả kinh doanh quý 2 năm 2026 công bố ngày 6, công ty cho biết sản lượng sản phẩm 800G tăng hơn gấp đôi so với quý trước.

Cũng tại buổi công bố này, công ty cho biết mức độ quan tâm của khách hàng đối với bộ thu phát 800G và sản phẩm 1.6Tb đang rất cao. Báo cáo của Rosenblatt cũng nhắc đến việc mở rộng xuất xưởng 800G cùng các thảo luận hợp tác về CPO, NPO.

Báo cáo này không trực tiếp liên quan đến thị trường tiền mã hóa. Tuy nhiên nó cho thấy khi vốn đầu tư vào trung tâm dữ liệu AI và hạ tầng bán dẫn càng lớn, nút thắt trong hệ sinh thái chip tăng tốc như Nvidia(NVDA) có thể dịch chuyển từ chip xử lý sang linh kiện kết nối quang học.

Nguồn tham khảo: ABMedia, Rosenblatt, Lumentum, Applied Optoelectronics, Coherent