A expansão do cluster de IA impulsiona o crescimento explosivo na demanda por interconexões ópticas

A rápida e significativa expansão dos clusters de inteligência artificial deslocou notavelmente o foco e a atenção dos hardware de computação tradicionais para as conexões complexas que permitem que milhares de aceleradores funcionem como sistemas coesos e unificados. Em seu relatório de pesquisa abrangente publicado em abril de 2026, a Goldman Sachs Global Technology Equity Research identificou a rede óptica como o habilitador essencial e crítico que libera maior poder computacional efetivo por meio da facilitação de troca de dados de baixa latência e alta largura de banda. 

Analistas projetam que o mercado total endereçável em ambas as configurações de escala vertical e escala horizontal experimentará crescimento substancial, expandindo-se de aproximadamente US$ 15 bilhões associados ao ciclo GB300 NVL72 em 2026 para um impressionante US$ 154 bilhões ligado aos avançados sistemas Rubin Ultra NVL576, principalmente esperados em 2028. Esse crescimento notável representa um aumento de quase nove vezes, impulsionado pelo aumento da densidade de computação por rack e pelas limitações físicas inerentes aos interconectores de cobre em velocidades operacionais mais altas. A rede óptica está emergindo como a camada de infraestrutura definidora e fundamental para a próxima geração de sistemas de IA, com arquiteturas de escala vertical e óptica co-empacotada preparadas para capturar a maioria do mercado projetado de US$ 154 bilhões até o ano de 2028, à medida que o conteúdo de rede por unidade de computação aumenta dramaticamente e significativamente.

A análise do Goldman Sachs mostra que o networking de escala, que conecta um maior número de GPUs dentro e entre racks fortemente acoplados para formar supernós de alto desempenho, deve representar 69 por cento do mercado total endereçável projetado de US$ 154 bilhões, ou aproximadamente US$ 106 bilhões até 2028. Essa configuração prioriza latência ultra baixa e alta densidade de largura de banda dentro da unidade de computação, superando abordagens tradicionais de escala horizontal que dependem principalmente de comutação entre sistemas separados. A modelagem do banco pressupõe crescimento contínuo em implantações em escala de rack, com sistemas relacionados à NVIDIA evoluindo de arquiteturas GB300 NVL72 para designs mais densos Rubin Ultra NVL576, que exigem significativamente mais valor de interconexão. O valor agregado de networking por unidade de computação é projetado para aumentar 29 vezes, de US$ 315.000 na GB300 NVL72 para US$ 9,4 bilhões na Rubin Ultra NVL576, refletindo tanto velocidades mais altas quanto a transição para soluções ópticas em distâncias mais curtas. 

Dados de suporte provenientes de divulgações da empresa e suposições de envio de aproximadamente 48.000 racks para a geração anterior e 16.500 unidades de computação para a posterior sustentam a expansão nove vezes maior do TAM total. Observadores do setor observam que a demanda por escalonamento alinha-se aos requisitos dos hiperscalers por tecidos coerentes e de alto desempenho que minimizem a sobrecarga de comunicação durante o treinamento de modelos grandes. Implicações práticas aparecem na composição dos componentes, onde cabos de cobre, placas intermediárias de PCB, módulos plugáveis e soluções coempacotadas emergentes apresentam aumento de conteúdo. Ambientes de escalonamento colocam ênfase particular em ópticas de curta distância capazes de sustentar largura de banda agregada de vários terabits enquanto controlam cargas de potência e térmicas. 

O Goldman Sachs destaca que o mercado potencial para módulos e motores ópticos aumenta treze vezes ao passar de arquiteturas puramente de escala horizontal para arquiteturas que incorporam elementos significativos de escala vertical. Essa mudança estrutural cria visibilidade de vários anos para fornecedores posicionados em toda a cadeia de valor óptica, uma vez que os operadores priorizam o desempenho de interconexão para utilizar plenamente aceleradores avançados. A cobertura recente do relatório enfatiza que todos os principais tipos de configuração devem crescer, em vez de um substituir outro, sustentando uma demanda ampla durante o período de 2026 a 2028. A verificação dessas projeções depende das suposições detalhadas do banco sobre o ciclo de produtos e dos dados públicos disponíveis sobre modelos de servidores, garantindo que as previsões permaneçam ancoradas em roadmap tecnológicos observáveis.

A tecnologia de óptica co-empacotada, que posiciona motores ópticos em proximidade ao silício de comutação ou acelerador, é projetada pelo Goldman Sachs para contribuir com aproximadamente US$ 91 bilhões, ou 59 por cento do TAM total de US$ 154 bilhões até 2028, assumindo uma taxa de penetração de 29 por cento em aplicações de escala. Ao reduzir os caminhos elétricos de centímetros para milímetros, a CPO diminui o consumo de energia e a latência em comparação com módulos plugáveis tradicionais montados no painel frontal. As implantações iniciais focam na integração com ASICs de comutação, seguidas por expansão para XPUs, incluindo GPUs e aceleradores personalizados. 

As estimativas de alto valor do banco implicam volume significativo para comutadores CPO em escala, alcançando dezenas de milhares de unidades até 2028 em cenários de adoção acelerada. Análises de suporte mostram que motores ópticos, fontes de laser externas, conjuntos de fibra e componentes relacionados constituem a maior parte desse valor. Comentários da indústria confirmam que o CPO resolve as barreiras de densidade e potência que surgem à medida que as velocidades das faixas ultrapassam 200 Gbps e o número de GPUs por rack aumenta. Os prazos de adoção ainda estão sujeitos a considerações de rendimento, interoperabilidade e substituição em campo, mas a contribuição projetada destaca sua importância estratégica. A modelagem do Goldman Sachs separa as contribuições dos módulos plugáveis, que continuam servindo conexões mais longas ou flexíveis, e do CPO, que visa as conexões mais densas de curto alcance. 

O progresso no mundo real inclui anúncios de fornecedores sobre pedidos de fontes laser externas e alinhamentos de roadmap com grandes provedores de plataformas. Os ganhos de eficiência energética do CPO tornam-se cada vez mais relevantes à medida que operadores de data centers enfrentam custos energéticos crescentes e restrições térmicas associadas a racks de vários quilowatts. O papel da tecnologia em liberar uma utilização mais eficaz do silicon computacional caro reforça sua posição dentro da expansão mais ampla da rede óptica. O monitoramento contínuo das taxas de penetração em relação à suposição de escala de 29 por cento determinará se o valor de US$ 91 bilhões se materializará na extremidade superior ou inferior da faixa.

Cálculos detalhados do Goldman Sachs mostram que o conteúdo agregado de rede em dólares por unidade de computação aumentou 29 vezes, passando de US$ 315.000 nos sistemas GB300 NVL72 para US$ 9,4 bilhões nas configurações Rubin Ultra NVL576. Ao analisar mais detalhadamente, revela-se um aumento de 16 vezes no conteúdo de escala horizontal e um aumento de 45 vezes no conteúdo de escala vertical por unidade. Esses multiplicadores surgem de maior número de portas, migração para velocidades de 1,6 T e, eventualmente, 3,2 T, maior penetração óptica em distâncias mais curtas e a inclusão de elementos avançados de empacotamento, como midplanes e motores co-empacotados. Espera-se que as unidades ópticas equivalentes de 1,6 T por unidade de computação aumentem de centenas nas gerações atuais para milhares em sistemas futuros mais densos. As suposições do banco incorporam volumes realistas de envio ao longo de ciclos completos de produtos, traduzindo o crescimento do conteúdo por unidade na expansão total de nove vezes do TAM.

Esta escalada de conteúdo tem consequências diretas para a visibilidade da receita do fornecedor e o planejamento de capacidade. Componentes que anteriormente representavam frações modestas do custo do sistema tornam-se itens materiais, elevando a importância estratégica dos especialistas em interconexões ópticas e de alta velocidade. A análise de modelos de servidores relacionados indica que a transição já está em andamento, com implantações de 800G e primeiras versões de 1,6T, preparando o cenário para um crescimento acelerado à medida que os sistemas da classe Rubin forem ampliados. Os operadores que avaliam o custo total de propriedade estão cada vez mais considerando o desempenho e o consumo de energia das interconexões nas decisões de compra, reforçando ainda mais o conteúdo elevado. As projeções permanecem vinculadas a roadmaps tecnológicos verificáveis, e não a cenários de demanda especulativos, fornecendo uma base sólida para avaliar a oportunidade de vários anos.

À medida que as velocidades das faixas e os tamanhos dos clusters aumentam, as interconexões de cobre enfrentam limites fundamentais em alcance, potência e integridade do sinal, impulsionando uma transição progressiva em direção a soluções ópticas, mesmo em distâncias mais curtas. A documentação do Goldman Sachs sobre abordagens principais de conexão de servidores de IA mostra que o cobre permanece relevante para os links mais próximos, enquanto a tecnologia óptica se expande para domínios de escalonamento anteriormente dominados por sinalização elétrica. Cabos ativos de cobre e designs avançados de PCB estendem temporariamente a viabilidade do cobre, mas a tendência favorece as soluções ópticas em densidade de largura de banda e eficiência energética. Redes de escalonamento já dependem fortemente de módulos ópticos plugáveis, e arquiteturas de escalonamento estão incorporando motores ópticos e designs co-empacotados em taxas crescentes. Dados da indústria confirmam que links ópticos estão substituindo o cobre em alcances progressivamente mais curtos à medida que o número de GPUs avança de milhares para dezenas ou centenas de milhares em supernós.

Essa transição traz implicações práticas de engenharia para o design de data centers, incluindo cabeamento estruturado, integração de refrigeração líquida e atualizações na distribuição de energia que devem acompanhar as maiores densidades ópticas. Investimentos a nível de instalação tornam-se parte do programa de rede mais amplo, em vez de considerações separadas. Os planos dos fornecedores refletem a necessidade dupla de suportar os volumes atuais de módulos plugáveis enquanto se preparam para a integração óptica mais densa. O efeito líquido é um ciclo de demanda de vários anos que abrange tanto os formatos ópticos tradicionais quanto os emergentes. A verificação por meio de divulgações das empresas e previsões independentes sustenta a conclusão de que o conteúdo óptico continuará aumentando como parte dos gastos totais em interconexões.

O valor de mercado para módulos ópticos plugáveis em configurações de escala horizontal está projetado para aumentar dez vezes por unidade de computação entre os modelos de servidores do segundo semestre de 2025 e o segundo semestre de 2027. Espera-se que o número de unidades equivalentes a 1,6T aumente acentuadamente à medida que as velocidades evoluem e a densidade de portas aumenta. A adoção da fotônica de silício no mercado de datacom está prevista para aumentar de baixos dígitos únicos em percentual no início de 2024 para 45% até o final de 2028, oferecendo vantagens potenciais de custo na lista de materiais de até 32% e vantagens de preço próximas a 20% em comparação com soluções tradicionais de laser externamente modulado em taxas de 1,6T. Essas mudanças suportam volumes maiores enquanto abordam pressões de custo e suprimento associadas a abordagens de laser discreto.

Pluggables e fotônica de silício devem coexistir com ópticas co-empacotadas, em vez de serem totalmente substituídas no curto prazo, atendendo a diferentes requisitos de alcance e flexibilidade. As expansões de capacidade de produção anunciadas pelos principais fornecedores de módulos e componentes estão alinhadas com essa perspectiva de volume. Os benefícios de custo e integração da fotônica de silício tornam-se particularmente relevantes à medida que os operadores buscam controlar despesas de capital e operacionais em meio a rápidas construções de infraestrutura. A combinação de crescimento de volume e migração tecnológica sustenta uma parte substancial da expansão geral da rede óptica até 2028.

Fosfeto de índio, o semicondutor composto essencial para lasers de alta velocidade usados em transceptores ópticos e motores, enfrenta condições de oferta cada vez mais apertadas, que vários executivos descrevem como mais agudas do que certas escassez de memória. A China responde por cerca de 70 por cento da produção de índio refinado, e controles de exportação implementados sobre o fosfeto de índio retardaram envios e elevaram preços. Fabricantes de substratos implementaram múltiplos aumentos de preços, com novos aumentos superiores a 10 por cento sob consideração. Fabricantes líderes de dispositivos relatam estar esgotados ou entregando 25 a 30 por cento ou mais abaixo da demanda, apesar das expansões de capacidade. Acordos de fornecimento de longo prazo e pagamentos antecipados por capacidade tornaram-se comuns, à medida que os clientes buscam garantir material até 2028 e além.

Essas restrições afetam toda a cadeia óptica, desde substratos até waferes epitaxiais, lasers acabados, módulos e motores co-empacotados. O aumento da capacidade exige tempos de antecipação significativos para crescimento de cristais, processamento e qualificação, limitando a velocidade de resposta. Investimentos diretos de grandes empresas de plataforma em fornecedores-chave de lasers refletem o reconhecimento da importância estratégica do gargalo. O monitoramento de licenças de exportação, preços de waferes e cronogramas de expansão de fábricas permanece essencial para avaliar a disponibilidade de oferta no curto prazo em relação ao crescimento projetado da demanda.

Empresas especializadas em lasers, motores ópticos e sistemas de rede relataram crescimento substancial nas encomendas e expansão do backlog ligados à infraestrutura de IA. A Lumentum destacou envios recorde de lasers de alta velocidade e compromissos de capacidade, enquanto a Coherent observou fortes índices de encomendas sobre vendas que se estendem até anos futuros. A Ciena descreveu a óptica como indispensável para arquiteturas de IA de próxima geração e projetou expansão significativa de seu mercado abordável. Esses fornecedores se beneficiam tanto da demanda atual por módulos plugáveis quanto das oportunidades de co-empacotamento de longo prazo. O crescimento dos lucros e os aumentos nas orientações nos últimos períodos refletem os estágios iniciais da expansão de conteúdo e volume delineada pelo Goldman Sachs.

A diferenciação surge de roadmaps tecnológicos, escala de fabricação e status de qualificação de clientes. Fornecedores com posições estabelecidas em dispositivos de fosfeto de índio e produção em grande escala de módulos detêm vantagens no curto prazo, enquanto aqueles que avançam em soluções de co-empacotamento e fotônica de silício se preparam para fases subsequentes. Investimentos contínuos em capacidade e parcerias estratégicas com provedores de plataformas further support visibility through the 2026-2028 horizon. A amplitude da demanda em configurações de scale-up e scale-out oferece um conjunto diversificado de oportunidades, em vez de dependência de uma única arquitetura.

As transições de velocidade de 800G para 1,6T em 2026 e posteriormente para 3,2T devem alongar o ciclo geral de migração, enquanto elevam os preços médios de venda e o conteúdo óptico. As previsões do Goldman Sachs e de outras fontes da indústria indicam crescimento substancial nas unidades de módulos de maior velocidade, com categorias de 1,6T e acima apresentando aumentos percentuais particularmente fortes. A fotônica de silício e abordagens avançadas de laser suportam essas taxas mais altas, melhorando a densidade de integração e a eficiência energética. Essa mudança influencia tanto os formatos plugáveis quanto os co-empacotados, exigindo avanços paralelos em embalagem, teste e gerenciamento térmico.

Os operadores padronizam ópticas qualificadas de múltiplas fontes e validação laboratorial de módulos de próxima geração para gerenciar riscos durante a transição. Atualizações da infraestrutura para energia, refrigeração e cablagem formam parte essencial do suporte a implantações de maior velocidade. A combinação do crescimento no volume de unidades e do aumento de conteúdo impulsionado por velocidade contribui significativamente para a expansão total do TAM. O acompanhamento contínuo dos dados de envio contra modelos de previsão confirmará o ritmo dessa mudança estrutural.

Os ciclos de produto dos principais fornecedores de plataformas, incluindo as evoluções das atuais gerações da NVIDIA em direção a sistemas mais densos da classe Rubin, estabelecem as especificações concretas que os fornecedores ópticos devem atender. As soluções de conexão evoluem entre cobre, PCB, ópticas plugáveis e projetos co-empacotados, de acordo com as necessidades específicas de escalonamento e expansão de cada arquitetura. O mapeamento das configurações principais de servidores de IA pela Goldman Sachs ilustra a incorporação progressiva de ópticas de maior velocidade e integração mais densa. Esses planos criam visibilidade para a demanda de componentes, ao mesmo tempo que impõem requisitos rigorosos de qualificação e volume.

O alinhamento entre os planos estratégicos da plataforma e os planos de capacidade dos fornecedores é essencial para a entrega pontual. Os investimentos em fontes a laser externas, motores ópticos e tecnologias relacionadas por fornecedores-chave refletem a antecipação dessas necessidades da plataforma. A demanda resultante é concentrada, mas diversificada entre múltiplos hyperscalers e construtores de infraestrutura de IA, sustentando um ciclo de investimento de vários anos. Exemplos práticos incluem expansões de capacidade anunciadas e acordos de longo prazo que correspondem aos aumentos esperados da plataforma.

A expansão projetada do mercado cria oportunidades diferenciadas nos níveis de substrato, laser, módulo e sistemas. As restrições de materiais na cadeia upstream elevam o valor estratégico da capacidade segura de fosfeto de índio, enquanto os produtores de dispositivos e módulos na midstream se beneficiam com o crescimento em volume e conteúdo. Os fornecedores de equipamentos de rede na downstream capturam valor por meio da integração e do controle definido por software das estruturas ópticas. A alocação de capital para capacidade, desenvolvimento tecnológico e parcerias com clientes determinará o posicionamento relativo até 2028.

Os fatores de risco incluem a execução de melhorias de rendimento, influências geopolíticas sobre fluxos de materiais e o timing preciso das transições de arquitetura. Uma avaliação equilibrada exige verificação contínua dos dados de embarque, tendências de preços e métricas de pedidos pendentes em relação às suposições originais do Goldman Sachs. A oportunidade geral permanece substancial para participantes que conseguem navegar com sucesso essas variáveis.

Cargas de trabalho de treinamento e inferência de IA geram tráfego contínuo de alta largura de banda entre grande número de aceleradores, impondo requisitos rigorosos tanto em latência quanto em energia por bit. Soluções ópticas oferecem desempenho superior em ambas as métricas em comparação com cobre nas velocidades e distâncias exigidas por clusters modernos. Abordagens co-empacotadas melhoram ainda mais a eficiência ao minimizar os comprimentos dos caminhos elétricos. Essas vantagens técnicas se traduzem diretamente em maior utilização de clusters e menores custos operacionais, apoiando o caso econômico para maior conteúdo óptico.

Os operadores de data centers estão cada vez mais avaliando as escolhas de interconexão pela perspectiva da eficiência total do sistema, e não apenas pelo custo dos componentes. A preferência resultante por tecnologias ópticas em mais camadas da rede reforça a trajetória de demanda de vários anos. Os avanços de engenharia em eficiência de lasers, integração fotônica e embalagem continuam a ampliar a lacuna de desempenho a favor da óptica.

A rede óptica forma um elemento dentro de um conjunto maior de investimentos em infraestrutura de IA, que também abrangem fornecimento de energia, refrigeração e silício de computação. A tese do Goldman Sachs posiciona a rede como o próximo gargalo principal após as restrições anteriores em aceleradores e memória. A resolução das limitações de interconexão permite uma escala mais eficaz das plataformas de computação atuais e futuras. Os padrões de despesas de capital em toda a indústria já refletem aumentos nas alocações para rede e componentes ópticos.

A projeção de US$ 154 bilhões até 2028 representa uma oportunidade concentrada dentro deste ciclo de gastos mais amplo. Participantes em toda a cadeia de suprimentos que alinharem tecnologia, capacidade e relacionamentos com clientes têm potencial para capturar partes significativas da expansão. A verificação contínua das suposições subjacentes em relação aos dados reais de implementação permanece essencial para uma avaliação precisa.

1. Como a projeção de TAM da rede óptica da Goldman Sachs se compara às previsões anteriores de infraestrutura de IA?

A estimativa do banco de crescimento de aproximadamente US$ 15 bilhões em 2026 para US$ 154 bilhões até 2028 concentra-se especificamente no conteúdo de interconexão de escala e expansão, e não nos gastos mais amplos em data centers. Ela incorpora suposições detalhadas sobre transições de produtos da NVIDIA e taxas de penetração óptica que análises anteriores de infraestrutura de IA geral tratavam em um nível mais elevado. A expansão de nove vezes resultante destaca o crescente peso relativo da rede no custo total do sistema.

2. Qual é o papel da óptica co-empacotada em relação aos módulos plugáveis tradicionais? 

A óptica co-empacotada visa as conexões mais densas e de menor alcance, integrando os motores ópticos mais próximos ao silício, oferecendo benefícios em potência e latência que os módulos plugáveis não conseguem igualar nas maiores densidades. Os módulos plugáveis continuam a atender alcances mais longos e aplicações que exigem substituição em campo. O Goldman Sachs assume que ambos coexistem, com a CPO capturando a maioria do valor incremental em seu cenário de penetração de escala de 29 por cento.

3. Por que a oferta de fosfeto de índio está particularmente restrita? 

O fosfeto de índio é essencial para os lasers que geram sinais ópticos em módulos e motores de alta velocidade. A capacidade limitada global de substratos e dispositivos, combinada com controles de exportação que afetam uma região produtora principal, criou escassez que fica atrás da demanda em percentuais significativos, apesar dos esforços de expansão. Os prazos de qualificação e a intensidade de capital ainda retardam a resposta aos volumes crescentes impulsionados por IA.

4. Quais empresas se beneficiarão mais diretamente com o crescimento projetado? 

Especialistas em lasers e motores ópticos com posições de alto volume estabelecidas, incluindo aqueles que expandem a capacidade de fosfeto de índio e avançam soluções co-empacotadas, estão posicionados para os maiores ganhos de volume e conteúdo no curto prazo. Fabricantes de módulos e provedores de sistemas de rede que obtêm qualificações de vários anos com hyperscalers também capturam parcelas substanciais do mercado em expansão.

5. Quão rapidamente as velocidades são esperadas para migrar além de 800G? 

Os mapas de estrada da indústria e a análise do Goldman Sachs indicam implantações de 1,6 trilhões aumentando significativamente em 2026, com uma migração adicional para 3,2 trilhões nos anos subsequentes. O ritmo depende da prontidão do silício, da disponibilidade de componentes ópticos e dos ciclos de qualificação dos operadores. O progresso paralelo na fotônica de silício apoia soluções de maior velocidade com custo mais baixo.

6. Quais passos práticos os operadores de data centers estão tomando para se preparar para densidades ópticas mais altas? 

Os operadores estão atualizando sistemas de distribuição de energia, refrigeração líquida, cablagem estruturada e gerenciamento térmico em paralelo com implantações ópticas. A validação em laboratório de módulos de próxima geração e processos de qualificação de múltiplas fontes ajudam a gerenciar riscos. O planejamento da instalação trata cada vez mais a rede e a infraestrutura de suporte como um programa integrado.

7. O prognóstico assume a continuação da dominância de algum provedor de plataforma? 

Os modelos concentram-se nas arquiteturas progressivas da NVIDIA devido ao seu peso atual no mercado, mas os impulsores subjacentes do maior conteúdo de interconexão aplicam-se a múltiplas plataformas de aceleradores e ASICs personalizados. As exigências de escala vertical e horizontal surgem em qualquer lugar onde grandes clusters exijam comunicação de baixa latência e alta largura de banda.

8. Como os investidores devem interpretar os riscos da cadeia de suprimentos dentro da oportunidade geral? 

Restrições materiais e prazos de capacidade introduzem volatilidade de curto prazo e possíveis atrasos na entrega, mas também sustentam o poder de precificação para fornecedores qualificados. Acordos de longo prazo, pagamentos antecipados de capacidade e investimentos estratégicos de empresas de plataforma mitigam alguns riscos, ao mesmo tempo que reforçam a natureza estrutural da demanda. A monitorização contínua dos dados de embarque, preços e pedidos em atraso permanece necessária.

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