'AI時代最具潛力技術路線”，CPO之後，LPO又來了

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基於CPO邏輯，市場先前走出了包括劍橋科技、中際旭創、聯特科技等大牛股。

而根據國盛證券最新研報，其又挖掘出了一個新光通訊細分LPO，其認為800G LPO是AI時代最具潛力的技術路線。

什麼是LPO？

根據國盛證券研報，LPO（線性驅動可插撥光模組），主要運用於高速光模組領域，就是透過線性直驅技術取代傳統的DSP，實現系統降功耗、降延遲的優勢，但係統誤碼率和傳輸距離有所犧牲，該技術適用於資料中心等短距離傳輸場景。

LPO是光模組的封裝形式，是可插拔模組向下演進的技術路線，主要用來實現降功耗；CPO也是演進的路線，但不是在可插拔光模組架構下，而是將光模組移到靠近交換器晶片，做到交換器設備裡面。

其表示，LPO技術具有以下幾個優點：

1）低功耗。 LPO功耗相較可插拔光模組下降50%，與CPO接近。如下圖顯示採用Linear-drive方案後，矽光、VCSEL、薄膜鈮酸鋰功耗均下降50%左右。

根據Macom的數據，具有DSP功能的800G多模光模組的功耗可超過13W，而利用MACOM PURE DRIVE技術的800G多模光模組功耗低於4W，下降70%。低功耗不僅節省電能，還能減少模組內組件的發熱。

2）低延遲。去除DSP晶片後，系統減少了訊號復原的時間，延遲大幅降低。 DSP/重定時功能增加了延遲，以MACOM PURE DRIVE技術為例，因採用訊號串列方案，LPO光模組可以做到皮秒等級的延遲時間。

3）低成本。 DSP價格較高，400G光模組中，DSP的BOM成本約佔20-40%；LPO的Driver和TIA裡整合了EQ功能，成本會較DSP上浮少許，但LPO方案還是可以將光模組成本下降許多。

4）可熱插拔。相較於CPO，LPO並未顯著改變光模組的封裝形式，採用可插拔模組，便於維護，並且可以充分利用現有的成熟技術。

國盛證券指出，半導體廠商Macom已發布LPO解決方案MACOM PURE DRIVE，與標準的DSP架構相比具有以下優勢：1）將光互連功耗降低50%以上；2）最小化鏈路延遲，對機器學習和人工智慧應用至關重要；3）消除了成本高昂且冗餘的訊號重定時模組；4）解決了獨立的DSP晶片發熱的問題；5）簡化了模組實現，具有更大的彈性；6）減少佔地面積以滿足空間受限的設計要求；7）可擴展至1.6T速率。

AI算力需求爆發帶動800G光模組放量

國盛證券指出，隨著AI技術的發展，大模型、大數據、大算力日益成為AIGC應用的核心限制。大模型和資料集是AIGC發展的軟體基礎，而算力是最重要的基礎設施。 AI以平行運算為主，核心處理器主要為GPU，但除了GPU效能外，通訊因素也會成為限制超算的短板，只要有一條連結出現網路阻塞，就會產生資料延遲。

因此，AI伺服器對於底層資料傳輸速率和延時要求非常苛刻，需要高速率的光模組匹配，因此AI伺服器對800G光模組的需求很大。

以英偉達DGX H100伺服器為例，H100 NVLink Network IB架構中，一個伺服器對應5 4 4 5個連接外部的4xNVLink通道，即18個800G光口，36個800G，即一張H100在該架構下，用於顯存互聯的部分就需要4.5個800G光模組。

國盛證券表示，以上背景下，LPO技術是800G時代最具潛力的方案。隨著DSP晶片由7nm製程向5nm製程演進，DSP晶片的設計、製造成本也水漲船高。而LPO方案在光模組中去除DSP晶片，能夠大幅降低功耗和延時，並具有成本優勢，而其係統誤碼率和傳輸距離較短的缺陷，在AI計算中心短距離應用場景下也得到彌補。因此，LPO方案能夠高度契合AI計算中心短距離、大頻寬、低功耗、低延遲的需求。

The industry is expected to mass-produce by the end of 2024

Guosheng Securities stated that LPO, as a new technology, is expected to be mass-produced by the end of 2024. LightCounting also predicts that the industry will deploy LPO optical modules for the first time by the end of 2024.

At present, Xinyi Sheng, Cambridge Technology, etc. have released related products, Zhongji InnoLight has technical reserves and product development, and Hisense Broadband has launched 800G linear interconnection optical cable. High linearity TIA and Driver chips are core components of LPO technology. Currently, there are major suppliers such as Macom, Semtech, and Maxim. Broadcom is also promoting the research and development of related products. Cambridge Technology currently has in-depth cooperation with Macom and is supplying high-speed optical modules to Microsoft.

Guosheng Securities believes that North American cloud vendors are actively expanding computing resources, and in the future Microsoft, Meta, AWS, and Google may gradually accept the LPO solution.

He also pointed out that it is worth noting that the LPO solution needs to cooperate with switches, which requires higher upstream and downstream cooperation and collaboration among optical module manufacturers in the industry. Leading companies such as Zhongji InnoLight and Xinyi Sheng will have more advantages. .

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