AI networking scale-across and scale-in optical interconnect infrastructure: Las redes de IA entre clústeres podrían impulsar fuertemente la demanda de óptica coherente, fibra de núcleo hueco y OCS

Visión general

Este informe sectorial examina cómo la infraestructura de IA puede evolucionar más allá de clústeres de un único centro de datos. Nomura sostiene que las redes de escalado entre clústeres que conectan varios centros de datos en un solo grupo de cómputo, junto con la arquitectura de escalado interno de NVIDIA, elevarán la demanda de hardware avanzado de redes ópticas e infraestructura relacionada.

Perspectivas principales

La tesis central de Nomura es que los modelos de entrenamiento de IA que superan billones de parámetros y las cargas de inferencia en rápida expansión están revelando las limitaciones de energía, refrigeración, terreno y topología de las arquitecturas convencionales de escalado vertical y horizontal dentro de un solo clúster o centro de datos. El escalado entre clústeres, propuesto por NVIDIA en 2025, conecta centros de datos distribuidos geográficamente en un grupo de cómputo de IA unificado capaz de ejecutar una sola tarea. Difiere del escalado vertical, que conecta GPU dentro de un nodo o rack, y del escalado horizontal, que añade gabinetes dentro de un centro de datos. Nomura considera que el escalado entre clústeres se vuelve cada vez más necesario cuando los clústeres de IA superan los límites físicos de un único campus. La transición impone requisitos de red superiores a los de la interconexión tradicional de centros de datos. El DCI tradicional suele utilizarse para sincronización, respaldo y distribución de contenido con 100G-400G, mientras que el entrenamiento distribuido de IA requiere mayor ancho de banda, menor latencia, menor pérdida de paquetes y alta confiabilidad. Cisco estima que conectar 1mn XPUs mediante escalado entre clústeres requiere aproximadamente 14 veces el ancho de banda de las redes WAN/DCI. Nomura destaca transceptores coherentes de 800G/1.6T, fibra de núcleo hueco, OCS y enrutadores y conmutadores DCI/WAN/metro como base entre sitios. El alcance del escalado entre clústeres puede superar 500m, llegar a 20km para entrenamiento síncrono y a 100km o más para uso asíncrono, frente a menos de 4m típicos para escalado vertical y 100m-2km para escalado horizontal. El informe identifica varias tecnologías habilitadoras. Los módulos coherentes son más adecuados que los módulos IM-DD para enlaces de larga distancia, pues IM-DD transmite menos de 2km y los módulos coherentes pueden llegar a 80-120km. Coherent-lite, propuesto inicialmente por Google en 2021, usa DSP simplificados para reducir coste y consumo y ofrece enlaces de 2-20km; Nomura espera su uso en escalado horizontal, entre clústeres y DCI. La fibra de núcleo hueco sustituye el vidrio por aire, gases inertes o vacío, reduciendo latencia y pérdidas; FiberHome cita una latencia de transmisión 31% inferior a la de fibra tradicional de núcleo sólido. OCS permite conmutación totalmente óptica flexible a alto ancho de banda, y Nomura considera que su combinación con coherent-lite puede permitir el escalado a la era de módulos 2.4T/3.2T. Nomura también describe los sistemas de línea fotónica multirraíl como una manera de absorber capacidad de escalado entre clústeres que puede alcanzar tens of petabits per second en cientos de pares de fibra, sin aumentos inviables de ubicaciones, espacio y energía. Ciena estima que la tecnología puede aumentar 32 veces el número de pares de fibra por rack, elevando la demanda de transceptores coherentes y amplificadores de alta densidad. Spectrum-XGS de NVIDIA combina software y hardware para el escalado entre clústeres, incluidos ConnectX-8 y BlueField-3 SuperNIC compatibles con 800Gb/s, módulos ópticos de 1.6T y transceptores coherentes para centros de datos geográficamente dispersos. El escalado interno es el segundo tema arquitectónico principal. NVIDIA lo sitúa como una capa de frontera norte-sur que conecta los datos empresariales con el cómputo de IA, donde DPU y Ethernet descargan acceso de usuarios, tratamiento de datos, almacenamiento, aislamiento y seguridad de CPU y GPU. Nomura prevé una relevancia creciente en la era de Agentic AI, dado que las interacciones de agentes de múltiples rondas incrementan la complejidad de transferencia y almacenamiento, y sectores como finanzas y salud requieren cifrado y aislamiento antes de que los datos entren en los clústeres de cómputo. BlueField-4 de NVIDIA se describe como una solución con aislamiento Zero Trust a nivel de hardware y descarga de almacenamiento multitenant, que ofrece 18X de ancho de banda de servicio AI Factory y 2X de aceleración de almacenamiento. La evidencia de mercado respalda, en opinión de Nomura, una oportunidad de rápida expansión. Ciena proyecta que AI-WAN, que incluye red, DCI y tejidos de escalado entre clústeres, aumente de USD7bn a USD14bn en 2026-29E, aproximadamente 30% CAGR, y espera que el escalado entre clústeres alcance USD8-10bn en 2029E. Para un tramo de 80km que atienda un clúster de 500,000-GPU, Ciena estima un TAM de alrededor de USD500mn, o USD1,000 por GPU sin amplificadores; aumenta a USD1bn para 1,000km y a USD2bn para 2,000km al pasar de pluggables ZR/ZR+ a módems de alto rendimiento. Cignal AI prevé un CAGR de 145% para 800G ZR/ZR+ entre 2025 y 2029E, y que el mercado OCS pase de unos USD400mn en 2025 a más de USD2.5bn en 2029E, un CAGR de cuatro años de aproximadamente 58%. Coherent elevó su orientación de mercado mundial OCS para 2030 de USD2bn a USD4bn. La demanda de fibra es otro eslabón central. CRU estima que la demanda de cable de fibra óptica para cargas de IA creció 77% interanual en 2025E y proyecta 26% CAGR para 2025-29E. Nomura señala que un centro de datos de un solo GW puede requerir de varios millones a 10mn fkm de fibra óptica. Los CSP norteamericanos ya despliegan o prueban fibra de núcleo hueco: AWS la había desplegado en 10 centros de datos principales para 2026, Microsoft planea 15,000km en la red global Azure al cierre de 2026, y Google y Meta han iniciado pruebas. En China, el informe afirma que el escalado entre clústeres representa una proporción relativamente pequeña y aún no ha alcanzado un punto de inflexión de demanda a gran escala, aunque China Mobile y ZTE han introducido tecnologías pertinentes y verificación comercial. El panorama competitivo abarca DSP ópticos, transceptores, OCS y fibra. Marvell y Acacia lideran los mercados coherentes 400G+, seguidos por Ciena, Nokia y Huawei, mientras que Ciena, Infinera/Nokia y Huawei desarrollan DSP para uso interno. Google, Coherent y Lumentum son identificados como participantes principales actuales de OCS. En fibra de núcleo hueco, Nomura identifica a YOFC, Hengtong Optoelectronics, Lightera y Relativity Networks como proveedores principales. Nomura espera que YOFC se beneficie de la comercialización de fibra de núcleo hueco, y que Zhongji InnoLight y Accelink se beneficien de la creciente demanda de transceptores coherentes de alta velocidad.

Marco de análisis

Nomura primero diferencia las arquitecturas de escalado vertical, horizontal, entre clústeres e interno, y después vincula las restricciones de los clústeres de IA con el rendimiento de red requerido. Evalúa la pila tecnológica, estimaciones de mercado, ejemplos de despliegue, cadena de valor y posiciones competitivas para identificar posibles beneficiarios.

Notas metodológicas

• Marco de análisis sectorialMarco de oferta y demanda

  Análisis de oferta y demanda de redes de IA

  El informe vincula los mayores requisitos de cómputo de IA distribuida con la demanda de módulos ópticos, fibra, conmutadores, OCS y equipos de red relacionados.

• Marco de análisis sectorialTransmisión entre tramos de la cadena de valor

  Análisis de la cadena de valor del escalado entre clústeres

  El informe rastrea la demanda de CSP, proveedores de IDC y operadores de telecomunicaciones a través de equipos de red y sistemas ópticos hasta proveedores de chips, componentes, transceptores y fibra.

• Marco de análisis sectorialDescomposición de volumen y precio

  Dimensionamiento de mercado basado en TAM y capacidad

  El informe utiliza tamaño de clústeres GPU, distancia de ruta, necesidades de ancho de banda, pares de fibra y previsiones de mercado para ilustrar la oportunidad de equipos de escalado entre clústeres.

Correspondencia y comparación de activos

Correspondencia estructurada entre la tesis y activos concretos (fortalezas, debilidades, pares y riesgos).

• YOFC (6869 HK)

  Nomura espera que la empresa se beneficie de la comercialización de fibra de núcleo hueco para redes de escalado entre clústeres.

  Fortalezas

  Producción masiva de fibra de núcleo hueco; entregas reportadas a tres operadores de telecomunicaciones.

  Comparación

  Según CRU, YOFC ocupó el segundo lugar en participación mundial de cable de fibra óptica en 2025, con aproximadamente 14.57%, detrás de Corning con aproximadamente 19.52%.

  Riesgos

  Una demanda de fibra de telecomunicaciones de China inferior a la esperada, una expansión más lenta de redes de IA o de mercados internacionales, y una penetración más lenta de fibra de núcleo hueco podrían impedir el logro de su precio objetivo.

• Zhongji InnoLight (300308 CH)

  Nomura espera que la empresa se beneficie de la mayor demanda de transceptores ópticos coherentes de alta velocidad.

  Riesgos

  Una demanda de módulos ópticos de alta gama inferior a la esperada, competencia en módulos 400G y 800G, actualizaciones más lentas de 800G y 1.6T o competencia de precios podrían impedir el logro del precio objetivo.

• Accelink (002281 CH)

  Nomura espera que la empresa se beneficie de la demanda de transceptores ópticos coherentes de alta velocidad.

  Fortalezas

  Utiliza DSP de Marvell en un transceptor coherent-lite de 1.6T para distancias de interconexión de hasta 20km.

  Riesgos

  Menor demanda de componentes ópticos de los mercados de datos y telecomunicaciones, avance más lento de I+D de chipsets ópticos, competencia de precios y dilución de márgenes, o un empeoramiento de las sanciones del sector tecnológico podrían impedir el logro del precio objetivo.

• NVIDIA (NVDA US)

  NVIDIA introdujo los conceptos de escalado entre clústeres y escalado interno, y proporciona las plataformas BlueField y Spectrum-X Ethernet tratadas en el informe.

  Fortalezas

  Su arquitectura sitúa DPU y Ethernet como componentes centrales de las redes de fábrica de IA.

Datos clave

• TAM de AI-WANUSD7bn to USD14bnProyección de Ciena para 2026-29E, equivalente a aproximadamente 30% CAGR.
• TAM del mercado de escalado entre clústeresUSD8-10bnExpectativa de la dirección de Ciena para 2029E.
• Requisito de ancho de banda del escalado entre clústeresAbout 14x WAN/DCIEstimación de Cisco para conectar 1mn XPUs.
• Alcance de transceptores coherentes80-120kmFrente a menos de 2km para transceptores ópticos IM-DD.
• CAGR del mercado 800G ZR/ZR+145%Estimación de Cignal AI para 2025-29E.
• Tamaño del mercado OCSAbout USD400mn in 2025 to over USD2.5bn in 2029EPrevisión de Cignal AI, que implica un CAGR de cuatro años de aproximadamente 58%.
• Crecimiento de la demanda de fibra para cargas de IA77% y-y in 2025E; 26% CAGR in 2025-29EEstimaciones de CRU.
• Latencia de fibra de núcleo hueco31% lower than traditional solid-core fiberCifra de FiberHome para su fibra de nueva generación de pérdidas ultrabajas.

Impacto e implicaciones

Nomura considera que la infraestructura de IA distribuida trasladará el gasto de red hacia sistemas ópticos de largo alcance, alto ancho de banda y baja latencia. El informe destaca oportunidades para proveedores de transceptores coherentes, OCS y fibra de núcleo hueco, aunque señala que China sigue en una etapa de adopción más temprana que el mercado internacional.

Aspectos que vigilar

• El despliegue comercial de redes de escalado entre clústeres por CSP norteamericanos y el ritmo de instalación de fibra de núcleo hueco.
• La adopción de óptica coherente 800G y 1.6T, coherent-lite y OCS en la interconexión de centros de datos de IA.
• Si la demanda de escalado entre clústeres a gran escala en China alcanza un punto de inflexión.