Fibre optique pour les centres de données : l'état de l'art en 2025

Mis à jour le 11 décembre 2025

Mise à jour de décembre 2025 : Le marché de l'optique Datacom croît de plus de 60 % pour dépasser 16 milliards de dollars en 2025. Les livraisons de transceivers 800G réalisent une augmentation de 100 % en glissement annuel. Les transceivers 1,6T entrent en production pour NVIDIA et les applications hyperscale. NVIDIA annonce des commutateurs à optique co-packagée basés sur la photonique silicium. Google démontre des économies d'énergie de 40 % grâce aux déploiements de commutation de circuits optiques. L'OSFP-XD standardisé comme support principal du 1,6T (92 % des contrats hyperscale).

Le marché des composants optiques pour datacom va croître de plus de 60 % pour dépasser 16 milliards de dollars de chiffre d'affaires en 2025, principalement porté par la croissance continue des livraisons 400G et 800G.¹ Les livraisons de transceivers optiques 800G réaliseront une augmentation de 100 % en glissement annuel en 2025.² NVIDIA a annoncé des commutateurs à optique co-packagée basés sur la photonique silicium qui éliminent entièrement les modules transceivers enfichables.³ Google a démontré des économies d'énergie de 40 % grâce aux déploiements de commutation de circuits optiques.⁴ La technologie de la fibre optique progresse sur plusieurs fronts simultanément, remodelant l'architecture d'interconnexion des centres de données pour l'ère de l'IA.

Les exigences en bande passante de l'entraînement et de l'inférence IA poussent les interconnexions optiques au-delà des limites traditionnelles. Les clusters GPU nécessitent des térabits par seconde de bande passante agrégée avec une latence minimale. La transition des transceivers 400G vers 800G puis 1,6T s'accélère à mesure que les hyperscalers épuisent leur capacité existante. De nouvelles architectures incluant l'optique enfichable linéaire, l'optique co-packagée et la commutation de circuits optiques remettent en question le modèle dominant des transceivers enfichables qui a défini la dernière décennie.

Le 800G devient la norme dominante

D'ici 2025, les modules optiques 800G ne sont plus une technologie d'avenir — ils représentent le choix par défaut pour les nouvelles constructions dans les centres de données IA et les réseaux cloud hyperscale.⁵ Les charges de travail IA explosives, les grands modèles de langage à mille milliards de paramètres et les clusters GPU denses poussent les réseaux traditionnels 100G, 200G et 400G à leurs limites.⁶ Les recherches industrielles et les feuilles de route des fournisseurs montrent que l'optique 800G dominera les nouveaux déploiements dans les clusters IA et les grands centres de données, notamment dans les facteurs de forme OSFP et QSFP-DD.⁷

Les livraisons d'optique 800GbE augmenteront de 60 % en 2025.⁸ Cette croissance fait suite à des augmentations de déploiement de 250 % en glissement annuel pour les transceivers optiques 400G et plus en 2024.⁹ L'accélération reflète à la fois l'expansion de l'infrastructure et les cycles de renouvellement technologique à mesure que les opérateurs remplacent leurs équipements vieillissants 100G et 200G.

La période de 2024 à 2026 marque la phase de déploiement massif du 800G.¹⁰ La technologie supplante le 400G comme choix privilégié pour les mises à niveau des réseaux de centres de données.¹¹ Les organisations planifiant des investissements d'infrastructure devraient considérer le 800G comme référence pour les nouveaux déploiements.

Les transceivers 1,6T entrent en production

La transition vers l'optique datacom 1,6T commence en 2025, bien que la production en volume reste limitée à certaines applications NVIDIA et hyperscale.¹² Les livraisons resteront sous un million d'unités pour l'année.¹³ La génération 1,6T n'affectera pas significativement les taux de croissance du 400G et du 800G avant 2026.¹⁴

Accelink Technologies a lancé un module 1,6T OSFP224 DR8 supportant des débits 8×200G.¹⁵ Le module 1.6T-DR8 de Coherent utilisant le packaging OSFP intègre le DSP NVIDIA pour répondre aux exigences des réseaux IA.¹⁶ Ces premiers produits démontrent leur disponibilité pour la production tandis que les volumes augmentent progressivement.

Les efforts de standardisation industrielle menés par l'Open Compute Project donnent désormais la priorité à l'OSFP-XD comme support principal du 1,6T.¹⁷ Quatre-vingt-douze pour cent des contrats de centres de données hyperscale 2025 spécifient ce facteur de forme pour sa compatibilité SerDes 224G.¹⁸ La standardisation apporte une clarté d'approvisionnement aux organisations planifiant des programmes d'infrastructure pluriannuels.

En perspective, les transceivers 3,2 térabits devraient arriver d'ici 2026.¹⁹ L'industrie effectue une transition vers des débits de données plus élevés avec des liaisons 200G par canal censées devenir dominantes en 2026 et 2027, ouvrant la voie aux transceivers 800G et 1600G à ces débits par canal.²⁰

Facteurs de forme et considérations de puissance

Le facteur de forme OSFP fournit un débit agrégé de 800 gigabits par seconde utilisant 8 voies de 100G.²¹ Le facteur de forme plus grand par rapport au QSFP-DD permet d'intégrer des dissipateurs thermiques et supporte une consommation électrique allant jusqu'à environ 15 watts.²² L'enveloppe thermique s'avère essentielle à mesure que les besoins en puissance des transceivers augmentent.

L'optique 800G introduit de nouveaux défis d'infrastructure.²³ Les modules consomment de 14 à 20 watts ou plus, sollicitant les conceptions de refroidissement des commutateurs et les budgets d'alimentation des baies.²⁴ Le facteur de forme plus grand de l'OSFP aide à gérer les exigences thermiques, mais une planification minutieuse reste nécessaire.²⁵

La migration vers le 800G nécessite souvent un nombre de fibres plus élevé, un câblage MTP et des exigences plus strictes en matière de polarité et de propreté.²⁶ L'investissement en infrastructure s'étend au-delà des transceivers eux-mêmes jusqu'à l'installation de câblage passive.

Les principaux fournisseurs incluent Innolight (maintenant TeraHop), Coherent et Eoptolink pour les modules complets.²⁷ Coherent, Broadcom et Lumentum fournissent des composants optiques critiques incluant lasers et photodétecteurs.²⁸

L'optique enfichable linéaire réduit la consommation

La technologie d'optique enfichable linéaire (LPO) supprime la puce de processeur de signal numérique (DSP) du module transceiver.²⁹ Le module s'appuie plutôt sur le DSP de la plateforme hôte, utilisant des circuits d'attaque linéaires avec des amplificateurs de transimpédance et des puces pilotes qui maintiennent d'excellentes capacités de linéarité et d'égalisation.³⁰

Les économies d'énergie sont substantielles. Un transceiver 400GbE traditionnel piloté par DSP consomme de 7 à 9 watts.³¹ Un transceiver LPO 400GbE ne nécessite généralement que 2 à 4 watts.³² Le DSP représente environ 50 % de la puissance du module enfichable, ce qui en fait la cible principale des gains d'efficacité.³³

La technologie LPO offre jusqu'à 90 % de latence en moins.³⁴ L'absence du DSP supprime une étape de traitement du chemin de transmission des données.³⁵ La réduction de latence est devenue un facteur clé pour l'adoption du LPO dans la connectivité commutateur-commutateur, commutateur-serveur et GPU-GPU pour l'apprentissage automatique et le calcul haute performance.³⁶

Les avantages de coût s'ajoutent aux bénéfices de puissance et de latence. La puce DSP représente le composant le plus coûteux de l'optique traditionnelle.³⁷ Sa suppression permet des économies substantielles à grande échelle.

Le LPO excelle dans les environnements avec des liaisons courtes et des équipements hôtes conçus pour l'attaque linéaire.³⁸ Les interconnexions top-of-rack vers commutateur leaf, typiquement sous 100 mètres et souvent sous 5 mètres, représentent les applications principales.³⁹ Les fabrics IA et HPC intra-cluster connectant les GPU au sein de baies uniques ou adjacentes bénéficient des caractéristiques du LPO.⁴⁰

L'accord multi-sources LPO inclut 50 entreprises de réseau, semi-conducteurs, interconnexion et optique collaborant sur les tests d'interopérabilité.⁴¹ Cependant, l'absence de standards complets pour les connexions de modules optiques ralentit l'adoption malgré la pression croissante pour réduire la consommation électrique des centres de données.⁴²

L'optique co-packagée transforme l'architecture

L'optique co-packagée (CPO) intègre les moteurs optiques directement avec les ASIC de commutateurs ou les processeurs sur un substrat commun.⁴³ Cette approche élimine entièrement les modules transceivers enfichables, améliorant l'efficacité énergétique de 3,5 fois et renforçant la fiabilité de 10 fois par rapport aux architectures traditionnelles.⁴⁴ Par rapport aux transceivers enfichables, le CPO réduit la consommation d'énergie de 50 % et augmente la densité de bande passante d'un facteur trois.⁴⁵

NVIDIA a annoncé l'intégration CPO lors de la GTC 2025. Jensen Huang a dévoilé des commutateurs réseau incorporant l'optique co-packagée qui combinent photonique et électronique dans un seul boîtier pour des performances et une efficacité supérieures.⁴⁶ Le commutateur Quantum-X, disponible au second semestre 2025, et le commutateur Spectrum-X, prévu pour le second semestre 2026, offrent des puces d'optique co-packagée en photonique silicium de 1,6T et 3,2T.⁴⁷

Le commutateur photonique Quantum-X délivre 115,2 térabits par seconde de débit total utilisant deux modules CPO.⁴⁸ Chaque module abrite un ASIC Quantum-X800 construit sur le procédé 4N de TSMC avec 107 milliards de transistors et six composants optiques incluant 18 moteurs photoniques silicium.⁴⁹ Les modulateurs à micro-anneaux de 200 gigabits par seconde réalisent la réduction de puissance de 3,5x.⁵⁰

Les contraintes énergétiques stimulent l'adoption du CPO. Selon Jensen Huang, l'énergie est la ressource la plus importante pour l'infrastructure IA.⁵¹ Chaque GPU nécessite six transceivers enfichables électrique-vers-fibre, chacun consommant 30 watts.⁵² Porter à un million de GPU consommerait environ 180 mégawatts — un chiffre insoutenable pour les systèmes à grande échelle.⁵³

Delta a annoncé un commutateur Ethernet CPO 51,2T basé sur la solution Tomahawk 5-Bailly de Broadcom pour répondre aux demandes évolutives du réseau IA.⁵⁴ Ayar Labs et Alchip Technologies ont annoncé un partenariat stratégique pour accélérer l'infrastructure de scale-up IA utilisant la technologie CPO avec le packaging avancé de TSMC.⁵⁵

Les déploiements CPO à grande échelle sont projetés entre 2028 et 2030.⁵⁶ Les premiers produits de Broadcom ont été expédiés en 2024 et 2025, mais l'adoption nécessite de nouvelles architectures de commutateurs, du câblage et des standards.⁵⁷ Les prévisions industrielles prédisent que les livraisons de ports CPO grimperont de volumes minimaux aujourd'hui à des dizaines de millions d'ici 2029.⁵⁸

Le marché de la photonique silicium s'accélère

Le marché de la photonique silicium génère 3,11 milliards de dollars en 2025 et devrait progresser à un taux de croissance annuel composé de 27,21 %, atteignant 10,36 milliards de dollars d'ici 2030.⁵⁹ La forte croissance provient de la demande croissante en transmission de données à haute vitesse dans l'IA, le cloud computing et les technologies quantiques.⁶⁰

L'IA est le plus grand moteur du développement des transceivers à circuits intégrés photoniques.⁶¹ Les accélérateurs IA plus performants nécessitent des transceivers plus performants, avec des transceivers de 3,2 térabits par seconde attendus d'ici 2026.⁶² La technologie permet les interconnexions à haute bande passante et économes en énergie essentielles pour la mise à l'échelle des systèmes IA.⁶³

L'intégration de moteurs optiques à côté des ASIC de commutateurs réduit les conversions électrique-optique et diminue la consommation électrique au niveau de la baie jusqu'à 40 %.⁶⁴ Les essais de commutation de circuits optiques de Google valident les gains de latence.⁶⁵ NVIDIA et Marvell échantillonnent désormais des modules co-packagés propriétaires qui rationalisent les dispositions de cartes pour les clusters IA.⁶⁶

L'écosystème industriel combine des leaders intégrés verticalement incluant TeraHop (anciennement InnoLight), Cisco, Broadcom et Marvell avec des startups innovantes incluant Ayar Labs, Lightmatter, Celestial AI et Nubis Communications.⁶⁷ Les acteurs chinois incluant TeraHop, Hisense et Accezlink expédient des millions de modules alimentant les interconnexions IA.⁶⁸

La fibre multicœur augmente la densité

La fibre multicœur (MCF) contient plusieurs cœurs indépendants guidant la lumière dans un seul brin de fibre.⁶⁹ Contrairement à la fibre monomode ou multimode traditionnelle avec un seul cœur, la MCF agit comme une autoroute à plusieurs voies, chaque cœur transportant un canal de données séparé simultanément.⁷⁰ La conception augmente considérablement la capacité de la fibre et la densité spatiale sans augmenter la taille physique du câble.

Une MCF à quatre cœurs peut multiplier par quatre la capacité de bande passante dans le même encombrement.⁷¹ Une fibre à sept cœurs peut remplacer sept fibres monocœur, améliorant considérablement l'utilisation de l'espace.⁷² Transmettre plus de données à travers une seule fibre est intrinsèquement plus économe en énergie que d'alimenter plusieurs fibres séparées et leurs électroniques associées.⁷³

À l'OFC 2025, Eoptolink a démontré le premier transceiver optique 800G de l'industrie pour fibre multicœur.⁷⁴ HYC a présenté une série complète de sous-ensembles passifs MCF.⁷⁵ LINK-PP propose des transceivers 400G QSFP-DD conçus pour des vitesses de 400 gigabits par seconde utilisant une MCF à quatre cœurs.⁷⁶

La MCF est considérée comme une solution efficace pour surmonter la limite de capacité de Shannon des systèmes de communication optique actuels, permettant des augmentations exponentielles significatives de la capacité de bande passante.⁷⁷ Cependant, il n'existe pas encore de standard pour mesurer la diaphonie, plusieurs méthodes proposées n'étant pas encore convenues dans les organismes de normalisation.⁷⁸

La MCF était prévue pour être opérationnelle d'ici 2025, et les annonces récentes confirment que la technologie est maintenant commercialement disponible.⁷⁹

La fibre à cœur creux réduit la latence

La fibre à cœur creux (HCF) transmet la lumière à travers un espace creux plutôt qu'un cœur en verre solide.⁸⁰ Comme la lumière voyage plus vite à travers

[Contenu tronqué pour la traduction]