TrendForce:六大領導廠商押注VCSEL NPO,2031年VCSEL市場上看6.5億顆
根據TrendForce最新《2027紅外線感測與光通訊市場趨勢》指出,隨著資料中心內部Scale-Up (垂直擴展)網路傳輸需求快速成長,VCSEL NPO因兼具低功耗、維護彈性高與供應鏈相對完善等優點而受到重視,指標大廠Lumentum、Furukawa Electric、Coherent、Broadcom、ams OSRAM、HiSilicon皆投入研發。2027-2028年起市場將出現眾多VCSEL NPO方案,疊加短距離光收發模組需求,預估2031年VCSEL市場需求量將有望達到6.5億顆,2025-2031年複合成長率為38%。
在AI資料中心的Scale-Up網路架構中,主動式電纜(AEC)主要透過多個重定時器(Retimer)來解決資料遺失與訊號衰減的問題。然而,隨著傳輸速率邁入1.6 Tbps世代,高頻電訊號在銅線上的衰減顯著增加,使得短距離傳輸有望加速轉向光互連技術,包含VCSEL NPO以及Micro LED CPO等架構。
從廠商布局來看,Lumentum、Furukawa Electric、Coherent、Broadcom、ams OSRAM、HiSilicon以VCSEL NPO方案布局未來Scale-Up網路商機。Coherent、Broadcom、ams OSRAM、HiSilicon採用成熟的850nm VCSEL搭配光電二極體,實現高達3.2Tbps的總頻寬,但色散問題將限制未來傳輸距離與頻寬進一步提升。而Lumentum、Furukawa Electric與Coherent (計畫中)採用成本較高的1,060nm VCSEL方案,具有極高光纖耦合效率、低色散、低相對強度雜訊(Relative Intensity Noise;RIN)以及優異的抗高溫表現,支持未來更高傳輸速率需求。
TrendForce指出,Micro LED CPO與VCSEL NPO都需要透過收發光元件陣列與ASIC/GPU晶片整合實現極低功耗和超高密度傳輸效能。Micro LED CPO雖具備達到位元功耗理論極限的長期潛力,目前仍處於巨量轉移、光纖匹配性、耦合效率等供應鏈成熟度與技術攻堅階段。
相較Micro LED CPO,VCSEL NPO則在位元功耗、維護彈性與供應鏈完整性上已具備更為成熟的商用條件,不論850nm或1,060nm方案皆能滿足AI資料中心對高密度傳輸的需求,兼顧效能與可落地性,是現階段Scale-Up光互連架構中極具部署競爭力的方案。
未來VCSEL NPO將聚焦提升整體效能,一方面光學端關注VCSEL波長與光纖的最優組合,另一方面則重視VCSEL晶片技術升級,包含提高單顆VCSEL速率從100G至200G標準,以及研發單顆尺寸更小的Micro VCSEL (100-200µm),藉由更高密度、多通道的陣列提升傳輸頻寬。整體而言,VCSEL NPO方案在效能表現、技術成熟度和供應鏈完整性等持續優化,加速建構產業護城河。
