Tụ điện Silicon Murata: Nguồn cho mô-đun quang AI

1. Điều gì đã xảy ra

Khó có thể nói quá về đà tăng tốc của Ethernet. Vào năm 2000, 10 gigabit mỗi giây là giới hạn tiên phong. Ngày nay,1.6 terabit mỗi giây (1.6T)là phân khúc cao cấp chủ đạo của các module quang, và ngành công nghiệp đang vạch ra lộ trình chuyển sang3.2Tvào khoảng năm 2028, với một số nhà quan sát chỉ ra năm 2030. Đó là mức tăng tốc độ ba bậc độ lớn trong khoảng hai thập kỷ, và đã biến các linh kiện thụ động bên trong mỗi module quang thành chiến trường thiết kế.

Ở trung tâm của chiến trường đó là chiếc tụ điện khiêm tốn — cụ thể làtụ điện silicon. Khác với tụ gốm đã thống trị ngành điện tử trong nhiều thập kỷ, tụ silicon được chế tạo bằng quy trình bán dẫn, điều này mang lại cho chúng đáp ứng tần số rộng hơn và phẳng hơn về cơ bản. Khi các module quang tiến tới 200G đơn làn và cuối cùng là 400G và 800G, các tụ điện ghép và tách tín hiệu phải theo kịp trên băng thông ngày càng rộng. Đó chính xác là năng lựcMuratađang bán.

Tại China International Optoelectronic Exposition 2026, dòng sản phẩm tụ silicon của Murata đã giới thiệu một danh mục đầy đủ hướng tới kết nối quang trong trung tâm dữ liệu AI. Olivier Gaborieau, giám đốc cấp cao dòng sản phẩm tụ silicon tại Murata, nói thẳng về điều đang thúc đẩy sự tăng tốc: "Theo tôi, AI là yếu tố lớn nhất. Vào năm 2014 hoặc 2016, nhiều thứ chúng ta thấy hiện nay đơn giản là chưa tồn tại, vì sự xuất hiện của AI đã là động lực lớn nhất thúc đẩy toàn bộ ngành module hướng tới tốc độ cao hơn."

Dòng sản phẩm Murata trưng bày trải rộng từ tụ gốm, tụ silicon, IC nguồn, bộ dao động thạch anh và nhiệt điện trở, cuộn cảm, bộ lọc, bộ điều biến lithium niobate màng mỏng (TFLN), đến đế LTCC và LCP — một danh mục rộng nhắm thẳng vào thế hệ module quang cắm được tiếp theo. Nhưng tụ silicon là mảnh của câu chuyện đó kết nối trực tiếp với bài toán kỹ thuật khó nhất của ngành: giữ nguyên vẹn tính toàn vẹn tín hiệu khi tốc độ tăng lên.

2. Vì sao điều này quan trọng

Đối với bất kỳ ai tìm nguồn linh kiện cho kết nối quang, câu chuyện tụ silicon quan trọng vì nó nằm ở giao điểm của ba lực đang định hình lại toàn bộ chuỗi cung ứng trung tâm dữ liệu:tốc độ, tích hợp và thu nhỏ hóa. Các module quang đang trở nên nhanh hơn đồng thời nhỏ hơn và phức tạp hơn, và các linh kiện thụ động bên trong chúng đang được yêu cầu đảm nhận nhiều hơn trong không gian ít hơn. Đó là công thức cho căng thẳng chuỗi cung ứng, và đó là lý do tại sao một nhóm linh kiện duy nhất — tụ điện — đã trở thành một điểm thảo luận chiến lược.

Lực tốc độ là rõ ràng nhất. Khi các module quang chuyển từ 100G-per-lane sang 200G-per-lane và hơn thế nữa, băng thông mà tụ điện phải xử lý không ngừng mở rộng. Một tụ điện từng hoạt động tốt ở 100G có thể trở thành nút thắt toàn vẹn tín hiệu ở 200G. Kết quả là các nhà sản xuất module buộc phải đánh giá lại các linh kiện thụ động mà họ đã sử dụng trong nhiều năm, và các nhà cung cấp có hiệu năng tần số cao phù hợp sẽ giành được quyền định giá và ảnh hưởng thiết kế.

Lực tích hợp tinh tế hơn nhưng có thể nói là quan trọng hơn. Các module quang đang chuyển từ các dạng thức pluggable — nơi module là một hộp riêng cắm vào switch — sang các kiến trúc non-pluggable nhưNPO (quang học gần gói)vàCPO (co-packaged optics). Trong CPO, khối quang được đồng đóng gói trực tiếp với silicon chuyển mạch, giúp rút ngắn đường điện, loại bỏ phần lớn DSP và giảm mức tiêu thụ điện năng. Murata dẫn một so sánh trong đó module quang trên bo mạch CPO 3.2T đạt mức giảm thể tích hơn 100 lần so với module cắm 4×OSFP800. Mật độ kiểu đó thay đổi những linh kiện nào có thể vừa, và vị trí đặt chúng.

Động lực thu nhỏ là hệ quả. Khi module nhỏ đi và các giao thức đòi hỏi nhiều khả năng hơn, số lượng linh kiện thụ động bên trong mỗi module thực tế đang tăng lên chứ không giảm. Điều đó tạo ra mâu thuẫn vật lý: nhiều linh kiện thụ động hơn, ít không gian hơn. Câu trả lời của Murata làtụ điện nhúng— các linh kiện thụ động được tích hợp vào chính đế thay vì hàn lên trên — và các đế silicon tùy chỉnh. Đối với người mua, đây là điểm tiên phong của một sự dịch chuyển rộng lớn hơn mà chúng tôi đã theo dõi trên khắp chuỗi cung ứng chip: các hạn chế về năng lực sản xuất và tích hợp trông có vẻ còn xa hôm nay thường đến nhanh hơn dự kiến, đây là chủ đề chúng tôi đã khám phá khi xem xétNút thắt module quang AI.

Để đặt nhu cầu vào bối cảnh, hãy xem xét một cụm AI trông như thế nào ở lớp mạng. Một cụm huấn luyện quy mô siêu lớn duy nhất có thể kết nối hàng chục nghìn bộ tăng tốc thông qua một hệ thống phân cấp các bộ chuyển mạch và liên kết quang, và các module quang mang những liên kết đó được tính bằng hàng trăm nghìn trong một lần triển khai. Mỗi module trong số đó đều mang cùng một bài toán kinh tế: nhiều băng thông hơn trên mỗi module, ít năng lượng hơn trên mỗi bit và ít không gian hơn trên mỗi rack. Khi một thay đổi linh kiện tiết kiệm dù chỉ một lượng nhỏ năng lượng hoặc không gian trên mỗi module, khoản tiết kiệm tổng hợp trên toàn cụm là rất lớn. Đó là lý do tại sao các linh kiện thụ động bên trong module — đặc biệt là các tụ điện — đã trở thành đối tượng được chú ý nghiêm túc trong kỹ thuật thay vì chỉ là điều nghĩ đến sau, và đó là lý do tại sao chúng tôi đã theo dõi các tác động rộng hơn đến chuỗi cung ứng trong phần đưa tin của chúng tôi vềcác tín hiệu định hình chuỗi cung ứng chip 2026.

3. Bối cảnh kỹ thuật

3.1 Quá trình tăng tốc độ, trong bối cảnh

Để hiểu tại sao một tụ điện lại quan trọng, cần hiểu “1.6T” và “3.2T” thực sự có nghĩa gì ở cấp độ linh kiện. Một module quang 1.6T thường kết hợp nhiều lane — ví dụ: tám lane 200G mỗi lane, hoặc mười sáu lane 100G. Mỗi lane mang một tín hiệu nối tiếp tốc độ cao, và đường tín hiệu của mỗi lane bao gồm các tụ điện ghép nối cho tín hiệu AC đi qua trong khi chặn DC, và các tụ điện khử ghép làm phẳng nguồn điện. Khi tốc độ trên mỗi lane tăng lên, các tần số mà những tụ điện đó phải truyền qua cũng tăng theo, và điện cảm ký sinh và điện trở của bản thân tụ điện bắt đầu làm suy hao tín hiệu.

Đây là lúc sự khác biệt giữa tụ gốm và tụ silicon trở nên quyết định. Tụ gốm là một linh kiện rời có đáp ứng tần số hạn chế; vượt qua một điểm nhất định, điện cảm ký sinh của nó khiến nó hoạt động ít giống tụ điện hơn và giống cuộn cảm hơn, điều mà một đường tín hiệu tốc độ cao hoàn toàn không mong muốn. Ngược lại, tụ silicon được chế tạo trên wafer bán dẫn với kiểm soát kích thước rất chặt chẽ, cho phép nó duy trì đáp ứng băng rộng, phẳng đến hàng chục và thậm chí hàng trăm gigahertz. Đó chính là “băng rộng” trong “tụ điện silicon băng rộng”.

Bản thân module quang cũng có quá trình tiến hóa song song với đà tăng tốc độ. Vào đầu những năm 2000, các form factor tiêu chuẩn là những module pluggable tương đối cồng kềnh như GBIC và SFP, mỗi module chỉ mang một lane. Khi tốc độ tăng lên, ngành chuyển sang QSFP rồi QSFP-DD và OSFP, vốn gom nhiều lane vào một module duy nhất để đạt 400G, 800G và hiện nay là 1.6T. Mỗi thế hệ form factor đã đẩy nhiều băng thông hơn qua một gói nhỏ hơn, và mỗi thế hệ buộc các linh kiện hỗ trợ — bao gồm cả tụ điện — phải thu nhỏ trong khi vẫn hoạt động ở tần số cao hơn. Tụ điện silicon là phản ứng trực tiếp cho áp lực đó.

Cốt lõi kỹ thuật của câu chuyện là sự khác biệt giữa quy trình bán dẫn và việc xếp lớp gốm. Tụ gốm là một chồng nhiều lớp gồm chất điện môi gốm và điện cực kim loại, và dải tần hữu ích của nó bị giới hạn bởi độ tự cảm của cấu trúc đó. Tụ silicon được chế tạo theo cách chế tạo chip, với các đặc điểm được xác định bằng quang khắc có thể làm nhỏ hơn nhiều và đồng đều hơn. Kết quả là một tụ điện có trở kháng giữ ở mức thấp và phẳng đến những tần số mà không linh kiện gốm nào đạt tới — đó chính là lý do con số 220 GHz mà Murata nêu có thể có được.

3.2 Pluggable, NPO và CPO: ba cách đóng gói quang học

Nửa còn lại của câu chuyện là kiến trúc vật lý của chính module quang. Trong mộtpluggablemô-đun, phần quang nằm trong một hộp riêng, có thể thay thế, được kết nối với ASIC chuyển mạch bằng một đường điện tương đối dài. Khi tốc độ tăng, đường dài đó trở nên tốn kém về công suất và toàn vẹn tín hiệu, đó là lý do ngành đang chuyển sang tích hợp chặt chẽ hơn.

NPO, hay quang học gần gói, rút ngắn đường đó bằng cách đặt phần quang gần gói chuyển mạch hơn, giảm nhu cầu đối với một số chức năng DSP và cắt giảm công suất.CPO, hay quang học đồng đóng gói, đi xa hơn, tích hợp phần quang trực tiếp với silicon chuyển mạch, hoặc ở cấu hình 2.5D — nơi các die quang và die điện nằm cạnh nhau trên một đế chung — hoặc cấu hình 3D, nơi chúng được xếp chồng. CPO được mô tả rộng rãi là giai đoạn cuối của tích hợp quang học, và đây là dạng thức mà từ đó mang lại mức giảm thể tích 100 lần.

Dự báo của Murata là khoảng20% module 1.6T và 3.2Tsẽ sử dụng các kiến trúc non-pluggable, được thúc đẩy bởi các yêu cầu mạng quy mô lớn của các cụm AI lớn nhất. Đó không phải là một ngách; đó là một phân khúc đáng kể của một thị trường được đo bằng hàng tỷ đô la, và là phân khúc mà kích thước linh kiện và tích hợp có ý nghĩa nhất.

3.3 TFLN và phía bộ điều chế

Tụ điện silicon chỉ là một phần trong danh mục vật tư (BOM) của mô-đun quang. Về phía bộ điều chế,lithium niobate màng mỏng (TFLN)đã nổi lên như một công nghệ then chốt cho các bộ điều chế điện-quang được sử dụng trong các mô-đun pluggable 2T trở lên, và nó cũng hỗ trợ các kiến trúc CPO và NPO. Murata đã giới thiệu các bộ điều chế TFLN cùng với các tụ điện silicon của mình, phản ánh chiến lược bao phủ cả chức năng ghép tín hiệu và chức năng điều chế của một liên kết quang tốc độ cao.

Đối với người mua, điểm liên quan là các module quang tốc độ cao nhất hiện nay đang kết hợp một nhóm công nghệ chuyên biệt — linh kiện thụ động băng rộng, modulator TFLN, substrate tần số cao — mà chỉ một số ít nhà cung cấp có thể cung cấp. Đến lượt mình, sự tập trung đó có nghĩa là các lựa chọn thiết kế được đưa ra sớm trong một chương trình module quang có xu hướng khóa chặt vào các nhà cung cấp cụ thể và các linh kiện cụ thể, điều này làm tăng mức độ quan trọng của việc chọn đúng linh kiện thụ động ngay từ lần đầu.

Các nhà phân tích thị trường cũng nhận thấy sự chuyển dịch tương tự.Yolevà các công ty nghiên cứu khác đã lập biểu đồ sự chuyển dịch của kết nối quang sang tốc độ cao hơn và tích hợp chặt chẽ hơn, và cơ hội tụ điện silicon nằm ngay trong dự báo đó. Điều quan trọng đối với người mua không phải là con số thị trường chính xác mà là hướng đi: các linh kiện cho phép đạt bậc tốc độ tiếp theo đang trở nên chuyên biệt đến mức việc thiết kế vào sớm có ý nghĩa, và những bên đến sau phải đối mặt với tập lựa chọn đã được chứng nhận nhỏ hơn.

3.4 Vì sao tụ điện nhúng là bước tiếp theo

Phần có tầm nhìn xa nhất trong đề xuất của Murata làtụ điện nhúng. Trong thiết kế truyền thống, tụ điện là các linh kiện rời được hàn lên bo mạch của module. Trong thiết kế nhúng, điện dung được tích hợp ngay vào đế, giúp tiết kiệm không gian bo mạch và rút ngắn hơn nữa đường dẫn điện. Khi kích thước module thu nhỏ trong khi số lượng linh kiện tăng lên, điện dung nhúng chuyển từ một kỹ thuật ngách thành một lựa chọn phổ biến.

Murata đang hỗ trợ sự chuyển dịch này bằng các đế silicon tùy chỉnh và, đối với các gói NPO và CPO 2.5D, các giải pháp bi hàn sẵn. Công ty cũng đã xây dựng các công cụ mô hình hóa cho phép khách hàng đánh giá hiệu năng của tụ điện nhúng sớm trong giai đoạn thiết kế. Đối với đội thu mua, điểm mấu chốt là danh mục vật tư cho một module quang thế hệ mới đang ngày càng ít liên quan đến việc mua các linh kiện rời và nhiều hơn đến việc chỉ định các giải pháp tích hợp, tùy chỉnh — điều này thay đổi cách vận hành của việc tìm nguồn cung thứ hai và quan hệ với nhà cung cấp.

Đáng để xem xét kịch bản giả định ngược để thấy tại sao điều này quan trọng. Nếu tụ điện vẫn hoàn toàn rời, không gian ngày càng thu hẹp bên trong các module CPO và NPO cuối cùng sẽ buộc các nhà sản xuất module phải chọn giữa việc giảm số lượng linh kiện và hy sinh hiệu năng — một sự đánh đổi không ai muốn. Con đường tụ điện nhúng giải quyết căng thẳng đó bằng cách đưa linh kiện thụ động vào trong đế, nhưng nó cũng có nghĩa là tụ điện không còn là một hàng hóa có thể hoán đổi giữa các nhà cung cấp theo ý muốn. Một khi thiết kế đã chọn đế silicon tùy chỉnh, quan hệ với nhà cung cấp trở nên sâu hơn và chi phí chuyển đổi tăng lên. Đó là một sự dịch chuyển cấu trúc trong cách tìm nguồn linh kiện thụ động cho module quang, không chỉ là một nâng cấp công nghệ.

4. Các con số

Bảng sau tóm tắt các số liệu hiệu năng và thị trường chính mà Murata đã chia sẻ về danh mục tụ điện silicon của mình. Những con số này quan trọng vì chúng là các thông số quyết định liệu một tụ điện có thực sự theo kịp một lane 200G hoặc 400G hay không.

Con số 220 GHz là điểm nhấn chính. Điều đó có nghĩa là tụ điện vẫn hoạt động như một tụ điện ở tần số vượt xa mức mà một linh kiện gốm có thể đạt tới, đúng điều mà một tín hiệu 200G-per-lane cần. Các con số suy hao chèn và suy hao phản hồi mô tả mức độ trong suốt của tụ điện trong đường tín hiệu — suy hao chèn thấp hơn và suy hao phản hồi cao hơn đều có nghĩa là ít suy giảm hơn đối với tín hiệu tốc độ rất cao mà mô-đun đang cố truyền tải. Con số 0.005 dB/GHz là cách nói rằng đáp ứng là phẳng, không có đỉnh nhọn, trên toàn bộ dải hoạt động.

Các con số về không gian và công suất — tiết kiệm không gian tới 70% và tiết kiệm công suất khoảng 80% — là những lập luận thương mại thu hút sự chú ý của kỹ sư thiết kế. Trong một mô-đun CPO, nơi từng milimét khối và từng watt đều quan trọng, một linh kiện vừa tiết kiệm không gian vừa tiết kiệm công suất đáng được hưởng mức giá cao hơn, đó là lý do Murata có thể định vị tụ điện silicon như một thứ cao cấp hơn hàng phổ thông. Con số tuổi thọ 20 năm quan trọng đối với người mua hạ tầng, những người kỳ vọng thiết bị quang học sẽ duy trì hoạt động trong thời gian dài.

5. Những ai bị ảnh hưởng

Các nhà sản xuất mô-đun quang họclà đối tượng trực tiếp nhất. Các công ty đang xây dựng module 800G, 1.6T và cuối cùng là 3.2T là những bên lựa chọn giữa tụ gốm và tụ silicon, và giữa linh kiện thụ động rời và nhúng. Các quyết định thiết kế của họ quyết định linh kiện của ai được tích hợp vào thiết kế, và những quyết định đó có xu hướng khó thay đổi qua một thế hệ sản phẩm.

Các nhà vận hành trung tâm dữ liệu và các hyperscalerlà những bên hưởng lợi gián tiếp nhưng cuối cùng. Các cụm AI là động lực nhu cầu phía sau việc tăng tốc độ, và các nhà vận hành xây dựng những cụm đó quan tâm đến điện năng, mật độ và độ tin cậy — tất cả đều được câu chuyện tụ silicon đề cập. Một linh kiện tiết kiệm điện năng và không gian trong mỗi module sẽ tích lũy trên một trung tâm dữ liệu với hàng trăm nghìn module.

Những người mua linh kiện và các nhóm thu muanên đọc điều này như một chỉ báo sớm. Khi một nhà cung cấp như Murata nói rằng số lượng linh kiện thụ động bên trong một module ngày càng nhỏ đi lại đang tăng lên, và rằng linh kiện thụ động nhúng là câu trả lời, điều đó báo hiệu rằng danh mục vật tư (BOM) cho các module quang học sắp thay đổi. Những người mua đã tìm nguồn tụ rời trong nhiều năm có thể thấy các thiết kế tiếp theo của họ yêu cầu đế tùy chỉnh và giải pháp tích hợp, điều này thay đổi cẩm nang tìm nguồn cung ứng.

Các nhà cung cấp linh kiện thụ động cạnh tranh— Các nhà dẫn đầu về tụ gốm nói riêng — đang đối mặt với một bước chuyển công nghệ. Tụ gốm sẽ không biến mất, nhưng các module quang tốc độ cao nhất, hạn chế không gian nhất lại chính là nơi tụ silicon và linh kiện thụ động nhúng đang xâm nhập. Áp lực đó sẽ định hình thị trường linh kiện thụ động trong vài năm tới.

Ngoài ra còn có một bối cảnh doanh nghiệp đáng để hiểu. Murata được biết đến nhiều nhất với tư cách là nhà sản xuất tụ gốm lớn nhất thế giới — loại linh kiện thụ động phổ thông có mặt trong hầu như mọi thiết bị điện tử — và dòng tụ silicon của họ là một bước đi có chủ đích vào một phân khúc chuyên biệt hơn, giá trị cao hơn, được xây dựng trên chế tạo chất bán dẫn thay vì xếp lớp gốm. Đối với Murata, đó là cách để khác biệt hóa so với cạnh tranh trong lĩnh vực tụ gốm và chiếm lĩnh phân khúc cao cấp của thị trường module quang. Đối với người mua, điều đó có nghĩa là một nhà cung cấp vốn đã có quan hệ sâu rộng trong ngành điện tử giờ đây đang tiến vào các linh kiện thụ động tần số cao cụ thể mà các module quang thế hệ tiếp theo yêu cầu — điều này vừa mở rộng các lựa chọn tìm nguồn cung ứng vừa tập trung chuyên môn vào một công ty đã trải rộng phần lớn chuỗi cung ứng linh kiện thụ động.

6. Các kịch bản

Kịch bản A — Tiếp nhận ổn định: tụ silicon tận dụng làn sóng 1.6T

Kịch bản cơ sở là tụ silicon tiếp tục giành được vị trí thiết kế trong các module tốc độ cao nhất khi ngành vận hành qua quá trình tăng tốc 1.6T và tiến vào 3.2T. Tụ gốm vẫn chiếm ưu thế trong các thiết kế tốc độ thấp hơn và nhạy cảm về chi phí, trong khi tụ silicon và linh kiện thụ động nhúng chiếm phân khúc cao cấp, hạn chế không gian. Đối với người mua, đây là một sự dịch chuyển dần dần, không có gián đoạn đột ngột — nhưng lại là sự dịch chuyển có lợi cho việc làm quen sớm với các nhà cung cấp tụ silicon.

Kịch bản B — Linh kiện thụ động nhúng trở thành xu hướng chủ đạo

Một kịch bản tham vọng hơn là điện dung nhúng trở thành mặc định cho các module CPO và NPO nhanh hơn dự kiến, do những giới hạn vật lý của việc nhồi thêm linh kiện rời vào các module ngày càng thu nhỏ. Nếu điều đó xảy ra, mảng kinh doanh linh kiện thụ động rời cho các module tốc độ cao nhất sẽ thu hẹp để nhường chỗ cho đế tùy chỉnh, và cán cân quyền lực dịch chuyển về phía các nhà cung cấp có thể làm cả đế lẫn linh kiện. Người mua sẽ cần chuyển từ mua linh kiện sang chỉ định các giải pháp tích hợp.

Kịch bản C — Áp lực năng lực sản xuất xuất hiện về sau

Kịch bản rủi ro là việc tăng tốc lên 3.2T va chạm với một ràng buộc về năng lực sản xuất. Murata nói rằng hiện nay không có nút thắt cổ chai, và với cả dây chuyền 6-inch lẫn 8-inch đang vận hành thì điều đó là đáng tin — nhưng tụ silicon là một sản phẩm bán dẫn, và năng lực sản xuất bán dẫn thường có xu hướng thắt chặt khi nhu cầu tăng tốc. Nếu nhu cầu quang do AI dẫn dắt vượt quá năng lực sản xuất tụ silicon, thời gian giao hàng sẽ bị kéo dài đúng với những linh kiện mà các module nhanh nhất cần. Những người mua khóa nguồn cung sớm sẽ được bảo vệ; những người coi tụ silicon là thứ nghĩ sau sẽ không được như vậy.

Trên thực tế, kết quả sẽ là một sự pha trộn: việc áp dụng ổn định ở hiện tại, một sự dịch chuyển dần dần sang linh kiện thụ động nhúng, và một câu hỏi về năng lực sản xuất trở nên đáng theo dõi khi 3.2T đến gần. Sợi chỉ chung là một loại linh kiện mà hầu hết người mua chưa từng nghĩ tới — tụ điện — đang trở thành đầu vào chiến lược cho việc xây dựng mạng AI.

Bài học rộng hơn nằm ở chiến lược của nhà cung cấp. Murata không chỉ bán một linh kiện; họ đang bán một kiến trúc — một cách đưa linh kiện thụ động vào đế và vào các giải pháp tùy chỉnh để module có thể tiếp tục thu nhỏ trong khi số làn tăng lên. Đó là cùng một chiến thuật đã thấy ở những nơi khác trong chuỗi cung ứng AI, nơi các nhà cung cấp chiến thắng là những bên có thể gói ghém nhiều phần của giải pháp hơn. Đối với người mua, hàm ý là quyết định về linh kiện thụ động đang trở thành quyết định thiết kế, và các quyết định thiết kế được đưa ra sớm và khó đảo ngược.

7. Người mua nên làm gì

Thứ nhất,hãy nhận thức rằng các linh kiện thụ động trong module quang đang thay đổi. Nếu danh mục vật tư của bạn bao gồm module quang hoặc các linh kiện bên trong chúng, thì tụ điện không còn là một linh kiện phổ thông bị xem nhẹ nữa. Các thiết kế tốc độ cao nhất đang chuyển sang silicon và linh kiện thụ động nhúng, và sự dịch chuyển đó sẽ lan tới nhiều thiết kế hơn theo thời gian.

Thứ hai,hãy hỏi các nhà cung cấp module của bạn về chiến lược linh kiện thụ động của họ. Đối với một module 1.6T hoặc 3.2T, hãy tìm hiểu xem họ có đang sử dụng tụ điện silicon hay không, liệu họ có kế hoạch chuyển sang điện dung nhúng hay không, và cách họ đang xử lý các hạn chế về không gian của NPO và CPO. Cuộc trao đổi đó làm lộ ra rủi ro thiết kế sớm.

Thứ ba,theo dõi cơ sở cung ứng tụ điện silicon. Murata là một nhà dẫn đầu, nhưng không phải là đơn vị duy nhất trong lĩnh vực tụ điện silicon, và danh mục này đủ nhỏ để nguồn cung có thể thắt chặt nhanh chóng khi nhu cầu AI tăng tốc. Biết được ai là các nhà cung cấp đủ điều kiện — và có nguồn cung thứ hai — quan trọng hơn đối với một linh kiện chuyên dụng so với một mặt hàng phổ thông.

Thứ tư,theo dõi quá trình chuyển đổi 3.2T như một tín hiệu về thời điểm. Việc chuyển sang 3.2T vào khoảng năm 2028 là điểm uốn lớn tiếp theo, và nó sẽ thúc đẩy một làn sóng thay đổi thiết kế trên toàn chuỗi cung ứng quang học. Những người mua lập kế hoạch cho quá trình chuyển đổi đó ngay bây giờ — bằng cách trao đổi với nhà cung cấp, đủ điều kiện các phương án thay thế và tạo vùng đệm ở những nơi thời gian giao hàng có thể kéo dài — sẽ ở vị thế dẫn trước đám đông.

Thứ năm,đừng giả định rằng quyết định về tụ điện là vấn đề của người khác. Trong một bảng vật tư truyền thống, tụ điện thường được để cho nhà cung cấp mô-đun hoặc nhà sản xuất theo hợp đồng lựa chọn, và người mua không bao giờ nhìn thấy chúng. Nhưng trong một mô-đun 1.6T hoặc 3.2T, việc lựa chọn tụ điện — gốm so với silicon, rời so với nhúng — ảnh hưởng trực tiếp đến công suất, kích thước và độ tin cậy của mô-đun, đúng những điều mà người mua quan tâm. Hỏi một câu đơn giản — "các bạn đang dùng linh kiện thụ động nào, và đã đủ điều kiện một nguồn thứ hai chưa?" — sẽ làm lộ rủi ro thiết kế trước khi nó trở thành vấn đề nguồn cung.

Nếu bạn đang tìm nguồn cung ứng mô-đun quang học, tụ điện silicon, hoặc các linh kiện thụ động và tích cực xung quanh, đội ngũ của chúng tôi có thể giúp bạn lập bản đồ nhà cung cấp và xác nhận khả năng cung ứng theo bảng vật tư của bạn.

8. Mốc thời gian

• 2000— Tốc độ Ethernet đạt 10 gigabit mỗi giây.
• 2014–2016— Quang học thời kỳ đầu kỷ nguyên AI; nhiều tính năng của mô-đun tốc độ cao ngày nay vẫn chưa tồn tại.
• 2026— Các mô-đun 800G và 1.6T được xuất xưởng với khối lượng ngày càng tăng; Murata giới thiệu danh mục tụ điện silicon của mình cho kết nối quang AI.
• 2028— Các mô-đun quang 3.2T dự kiến sẽ gia nhập thị trường.
• 2028–2030— Các kiến trúc không cắm được (NPO/CPO) tăng thị phần; tụ điện nhúng tiến tới xu hướng chủ đạo.

9. FAQ

H: Tụ điện silicon là gì, và nó khác gì so với tụ điện gốm?
Đ: Tụ điện silicon được chế tạo bằng quy trình bán dẫn, mang lại đáp ứng tần số rộng hơn và phẳng hơn so với tụ điện gốm rời. Điều đó khiến nó phù hợp hơn với các tần số rất cao của tín hiệu quang 200G và 400G trên mỗi làn.

H: Vì sao các mô-đun quang cần tụ điện băng rộng?
Đ: Mỗi làn tốc độ cao có các tụ ghép nối cho phép tín hiệu AC đi qua và các tụ tách nguồn giúp làm phẳng nguồn cấp. Khi tốc độ trên mỗi làn tăng lên, các tụ điện phải hoạt động trên băng thông rộng hơn mà không làm suy giảm tín hiệu.

H: NPO và CPO là gì?
Đ: NPO (quang học gần gói) và CPO (quang học đồng đóng gói) là các phương thức tích hợp quang học với silicon chuyển mạch mà không cần mô-đun cắm rời. CPO tích hợp chúng trực tiếp, đạt được mức giảm lớn về kích thước và công suất so với các mô-đun cắm rời.

Hỏi: TFLN là gì?
Đáp: Lithium niobate màng mỏng (thin-film lithium niobate) là vật liệu được dùng trong các bộ điều biến quang-điện cho module quang tốc độ cao, bao gồm các thiết kế pluggable từ 2T trở lên và các kiến trúc CPO và NPO.

Hỏi: Tụ điện nhúng (embedded capacitor) là gì?
Đáp: Tụ điện nhúng được tích hợp vào đế (substrate) thay vì được hàn vào như một linh kiện rời. Loại này giúp tiết kiệm diện tích bo mạch và rút ngắn đường dẫn điện, điều ngày càng quan trọng khi các module ngày càng thu nhỏ trong khi số lượng linh kiện lại tăng lên.

Hỏi: Có rủi ro nguồn cung đối với tụ điện silicon không?
Đáp: Murata cho biết hiện không có điểm nghẽn năng lực sản xuất, khi hãng đang vận hành cả dây chuyền 6 inch và 8 inch. Tuy nhiên, là một sản phẩm bán dẫn, năng lực sản xuất tụ điện silicon có thể bị thắt chặt nếu nhu cầu quang học do AI thúc đẩy tăng tốc, nên đây là yếu tố đáng theo dõi.

Q: Quá trình chuyển đổi lên 3.2T ảnh hưởng như thế nào đến việc thu mua linh kiện?
A: Việc chuyển lên 3.2T vào khoảng năm 2028 sẽ thúc đẩy một làn sóng thiết kế lại mô-đun quang, và mỗi lần thiết kế lại sẽ mở lại việc lựa chọn linh kiện thụ động. Người mua nên kỳ vọng các nhà cung cấp sẽ đưa tụ điện silicon và tụ điện nhúng vào các thiết kế đó, và nên tham gia sớm để đảm bảo nguồn cung đã được chứng nhận trước khi quá trình chuyển đổi làm thắt chặt năng lực sản xuất.

Q: Tụ điện silicon có phải là giải pháp thay thế trực tiếp cho tụ gốm không?
A: Nhìn chung thì không. Tụ điện silicon là một lựa chọn chuyên dụng, hiệu năng cao hơn cho các ứng dụng tần số cao, hạn chế không gian; tụ gốm vẫn là lựa chọn phù hợp cho nhiều thiết kế tốc độ thấp hơn và nhạy cảm về chi phí. Hai công nghệ này mang tính bổ trợ chứ không thể hoán đổi cho nhau, đó là lý do việc lựa chọn thiết kế quan trọng.

10. Thuật ngữ

Mô-đun quang

Bộ thu phát chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu quang và ngược lại, được dùng để kết nối switch và server trong trung tâm dữ liệu.

1.6T / 3.2T

Tốc độ dữ liệu của module quang là 1.6 và 3.2 terabit/giây.

Tụ điện silicon

Tụ điện được chế tạo bằng quy trình bán dẫn, mang lại hiệu năng băng rộng tần số cao.

Ghép AC

Cho tín hiệu AC đi qua trong khi chặn DC, thường được thực hiện bằng một tụ điện mắc nối tiếp.

Tách ghép DC

Làm phẳng nguồn điện bằng cách mắc tụ điện ngang qua thanh cái nguồn.

NPO

Quang học cận bao bì, một bước trung gian giữa mô-đun cắm rời và đồng đóng gói hoàn toàn.

CPO

Quang học đồng đóng gói, trong đó quang học được tích hợp trực tiếp với silicon chuyển mạch.

TFLN

Lithium niobate màng mỏng, được sử dụng trong các bộ điều biến điện quang tốc độ cao.

Tụ điện nhúng

Một tụ điện được tích hợp vào đế thay vì được gắn như một linh kiện rời.

Suy hao chèn / suy hao phản hồi

Các đại lượng đo mức tín hiệu mà một linh kiện hấp thụ hoặc phản xạ; suy hao chèn thấp hơn và suy hao phản hồi cao hơn là tốt hơn.

Tụ điện gốm

Một tụ điện được cấu tạo từ các lớp gốm xếp chồng, linh kiện thụ động rời rạc chiếm ưu thế trong điện tử.

QSFP-DD / OSFP

Các kiểu dáng mô-đun quang cắm được đa làn dùng cho các liên kết 400G, 800G và 1.6T.

Mô-đun cắm được

Một bộ thu phát quang có thể tháo rời, cắm vào switch hoặc server, thay vì quang học đồng đóng gói (co-packaged optics).

11. Nguồn tham khảo

• Murata Manufacturing — tài liệu dòng sản phẩm tụ điện silicon và các phát biểu từ 2026 China International Optoelectronic Exposition.
• Phỏng vấn Olivier Gaborieau, quản lý cấp cao dòng sản phẩm, Murata, theo đưa tin của International Electronic Business (ESMC).
• Yole Group — dữ liệu thị trường module quang và RF.

Tụ điện silicon là một linh kiện nhỏ nhưng có vai trò lớn hơn nhiều so với kích thước của nó trong tương lai của mạng quang. Khi Ethernet tăng từ 1.6T lên 3.2T và các cụm AI tiếp tục đòi hỏi băng thông lớn hơn, các linh kiện thụ động giúp giữ cho những tín hiệu đó sạch đang chuyển từ hậu cảnh ra trung tâm của cuộc thảo luận thiết kế. Đối với người mua, bài học cũng giống như bài học áp dụng trong toàn bộ chuỗi cung ứng bán dẫn: những linh kiện mà bạn chưa từng phải nghĩ đến thường là những thứ đầu tiên trở thành điểm hạn chế. Theo nghĩa đó, việc Murata đặt cược vào tụ điện silicon là đặt cược vào nơi nút thắt tiếp theo sẽ hình thành — và đó là lời nhắc rằng những linh kiện lặng lẽ biến mất vào đế ngày nay sẽ là những thứ quan trọng nhất khi cấp tốc độ tiếp theo xuất hiện. Đối với các đội mua hàng, đó là toàn bộ câu chuyện thu nhỏ: linh kiện mà không ai để ý thường là thứ quyết định liệu một sản phẩm có xuất hàng đúng hạn hay không, và những đội bắt đầu để ý sớm là những đội đi trước điểm hạn chế.