Lumentum: Kakapusan sa kapasidad, anong iba pang pangunahing kakayahan ang tagapagsuplay ng lahat?

Sa artikulong “Mula Optical Interconnect Veteran hanggang ‘All-around Water Seller’, Ano ang Ipinaglalaban ng Lumentum?”, tinukoy ni Dolphin ang dalawang pinakapuso ng negosyo ng Lumentum sa optikong komponent: ang EML bilang pundasyon ng kita ng puwedeng palitan na optical module, at ang high-power na hiwalay na laser na UHP CW na tumataya sa incremental ng CPO/NPO na susunod na henerasyon ng arkitektura.

Pareho ang lohika sa likod ng dalawang linya—sa ilalim ng sobrang hindi nagtutugma na supply at demand ng high-end na laser chip, ang nangungunang kumpanya na may sariling production capacity ang siyang nakakamit ng dagdag-presyo, matagal na kontrata, at tumataas na gross margin nang sabay-sabay.

Ngunit kahit EML man o CW, parehong “kinakatas” mula sa parehong Indium Phosphide wafer. Mabagal ang paglago ng Indium Phosphide crystal, walang foundry, at bagong production capacity ay inaabot ng dalawang-tatlong taon bago umakyat, na tumutukoy rin kung bakit sooner or later ay babangga ang pag-unlad ng Lumentum sa cap ng wafer capacity. Kaya may mga iba pa bang “baraha” sa kamay ng Lumentum?

Ito ang patuloy nating tatalakayin sa artikulong ito, tutok sa dalawang katanungan:

1. Bakit napabago ng Scale-across ang tradisyunal na optical telecom component business?

2. Bakit kailangang pasukin ng Lumentum ang mababang gross margin na module business?

Detalye ng Analisis:

I. Iba Pang Optical Telecom Component & Industriyal na Negosyo: Scale-across na Bagong Buhay ng Matandang Teknolohiya

Ang telecom business ng Lumentum nitong mga nakaraang taon ay tipikal na stock-based business—ang demand ay mula sa global na telecom operator, ang capital expenditure ay pantay-pantay, sumusunod sa cycle, at ang growth ay galing sa network expansion. Subalit binago ng kasalukuyang AI wave ang storyang ito, simple lang ang dahilan—kulang na sa kuryente.

Alam nating lahat na ang isang data center campus ay may limitadong power supply. Kapag ang laki ng training cluster ay lumampas sa power capacity ng isang campus, ang training task ay kailangang i-distribute nang cross-campus—ang isa pang data center na ilang dosena hanggang ilang daang kilometro ang layo ay kailangang makipag-collaborate sa lokal na server na parang isang makina, ito ang tinatawag na Scale-across.

Kapag lumayo ang distansya, nawawalan ng silbi ang internal optical interconnect technology ng data center:

Sa loob ng server room (Scale-up & Scale-out), karaniwang gumagamit ng intensity modulation direct detection (IM-DD): ang pagbabago sa lakas ng optical signal ang nagdadala ng datos, at ang photodiode sa receiving end ang diretso nang nagsusukat ng intensity ng liwanag, tinuturnong electrical signal. Mababa ang cost at power consumption ng paraang ito, pero limitado dahil intensity lang ang nasusukat, ang phase information (katayuan ng wave gaya ng peak o valley) ay nawawala kapag tina-transform sa electrical signal.

Sa maikling distansya ay may limitadong epekto (pwedeng i-correct sa electrical domain gamit ang DSP), pero kapag mahaba ang transmission sa fiber, lumalabas ang chromatic dispersion—hindi pareho ang bilis sa iba’t ibang wavelength, lumalapad ang optical pulse hanggang magkagulo ang signal.

Kaya sa cross-campus, long-distance interconnect, kailangan na ang coherent optical communication scheme, ginagamit ang phase at polarization ng liwanag bilang carrier ng encoded information, gumagamit ng local oscillator light na ipinapahalo sa signal light sa receiving end, upang mabawi ang amplitude at phase information, na kinokorektahan ng coherent DSP para sa dispersion, nonlinear effects, at error correction.

Ngunit ang coherent solution ay nagpapataas ng complexity ng system: kinakailangan ng ultra-narrow linewidth tuneable lasers, high-precision coherent modulators, dual-polarization receivers, at optical amplifiers (EDFA) kada ilang dekada-kilometro para palakasin ang pababang power ng signal.

Para sa Lumentum, ang expertise nito sa long-haul at metro optical components sa larangan ng coherent optics, pati transmission engineering, ay maaari nang i-reuse sa AI data center interconnect na cross-campus (Scale-across/DCI).

Susuriin natin ngayon ang dalawang pinaka-representative na coherent optical device ng Lumentum:

1. Tuneable Laser (ITLA)—Ang “Malinis na Pinanggagalingan ng Liwanag” ng Coherent Link

Ang ITLA (Integrated Tuneable Laser Assembly) ang pinanggagalingan ng liwanag sa coherent module, iisa lang ang trabaho: magpatuloy magbigay ng isang “malinis” na tuloy-tuloy na liwanag. Sa isang ZR coherent module, karaniwang may isang ITLA, hati ang ilaw, ang isang path ay modulate para dalhin ang data, habang ang isa ay nananatili para magsilbing reference light sa receiving end (local oscillator). Kung may problema sa quality ng light source, maaapektuhan pareho ang transmit at receive.

Ang ibig sabihin ng “malinis”: kailangang mamet ang tatlong kondisyon:

a. Napakanipis na linewidth: Ang kulay ng liwanag ay tinutukoy ng wavelength. Kahit gaano pa ka-pure ang isang sinag ng ilaw, palibhasa ay may kaunting spread sa gitnang wavelength—ito ang tinatawag na linewidth.

Ang napakanipis na linewidth ay nangangahulugan na manatili ng matagal ang regular na phase—kapag ginamit ang phase para sa data, pero gulo ang phase ng mismong pinanggagalingan ng liwanag, hindi na mapagtatangi ng receiver kung aling pagbabago ang data, alin ang ingay.

b. Kailangan ma-tune ang wavelength nang eksakto sa C-band (1310/1550nm communication window, kung saan pinakamababa ang pagkasira ng optical fiber) sa kahit anong channel.

c. Pangmatagalang stable ang quality ng liwanag.

Di tulad ng EML laser (na tuwing may bagong generation ng speed ay kailangang i-redesign ang modulation area at lampasan ang fabrication hurdles; bawat improvement ay magastos), ang hamon ng ITLA ay wala sa mismong chip—ang chip architecture ay hindi kailangang i-redesign kasabay ng transmission rate upgrade. Sa mahigit dalawang dekada ng pag-unlad, stable na ang chip at resonant cavity design ng ITLA.

Ang critical na mass production challenge ay nasa micro packaging sa huling bahagi ng chip process at calibration sa lahat ng wavelength—ito ang susi sa capability ng ITLA na maglabas ng coherent-grade “malinis” na liwanag.

a. Micro packaging: Sa EML at CW laser, ang optical path ay basically straight line—chip output goes through lens, isolator, then coupled to optical fiber, fixed na ang wavelength—one-to-one linear connection ng components.

Makikita sa diagram sa ibaba na mas komplikado sa ITLA: Kailangang magtira ng maliit na bahagi ng light sa chip para i-feed sa wavelength locker—real-time na kinukumpara ang kasalukuyang wavelength sa standard grid at nagfa-feedback para i-adjust ang chip driving current.

Kaya ang packaging ng ITLA ay hindi lang basta proteksyon ng chip o pagkuha ng optical signal, kundi mataas na integration—lahat ng lens, isolator, prism, at reference optics, bawat position at angle ay kailangang precise, stuck, sealed, temperature- at electrically-controlled.

Ang feedback optical path na ito, nagdadagdag ng set ng precision-aligned optics na dapat, kahit magbago ang temperatura o mag-age, steady pa rin ang alignment—tumaas ang hirap ng packaging.

b. Full wavelength calibration: Tulad ng tala kanina, sa EML at CW laser, fixed wavelength lang ang trabaho kaya simple lang ang calibration: i-set lang ang driving current, output power, extinction ratio sa target temperature, tapos na.

Ngunit dahil gumagamit ang coherent ng dense wavelength-division multiplexing (DWDM)—dose-dosenang channel sa iisang fiber, bawat isa ibang wavelength na magkadikit-dikit, kailangang mag-switch ang ITLA sa buong C band, dose-dosenang, halos isandaang channel kung kinakailangan.

Para tumugma nang tama ang wavelength output ng chip, kailangang fine-tune ang reflection, phase tuning, gain at chip temperature together—magkakabit ang variables, hindi simpleng linear ang relasyon, at hindi pwedeng gumamit ng iisang calibration table para sa lahat.

Kaya kailangang individually calibrated bawat ITLA bago lumabas ng factory—sa kabuuan ng temperature range, kailangang i-scan lahat ng control parameter combinations, i-record bawat output wavelength at optical power, at gumawa ng multi-dimensional “control parameter—wavelength” mapping na nakasulat sa memory ng device. Ang exactness ng calibration na ito ang nagpapasya kung locking-on ng wavelength ay shotgun o precise. Kung kulang sa accuracy, puwedeng magkaroon ng channel crosstalk.

Pero generally, ang dalawang critical na process ng ITLA—micro packaging at full wavelength calibration—ay manufacturing at test engineering know-how, hindi chip design o material science ang pinaka-barrier. Mas malaki ang agwat sa yield, long-term stability, at calibration model accuracy, na theoretically ay pwedeng ma-improve habang lumalaki ang volume shipments.

Kaya madami ang players sa track na ito: Sa abroad may Lumentum, Coherent, Sumitomo Electric, Fujitsu; domestic naman ay Huawei ecosystem at Accelink na may sariling R&D ng ITLA, karamihan ng produkto ay para sa local telecom networks.

Para sa Lumentum, ang core advantage ay longstanding access at reliability qualification sa supply chain ng overseas equipment makers (kadalasang ang domestic reliability data ay useful lang sa domestic network at hindi basta-basta kinikilala abroad). Pero habang patuloy na tumataas ang penetration ng coherent pluggable module, at habang dahan-dahang umaakyat ang overseas certifications ng domestic players, tinataya ni Dolphin na unti-unting mababawasan ang supply chain qualification edge ng Lumentum.

2. Pump Laser—Ang “Excitation Light Source” na nagbibigay enerhiya sa EDFA Optical Amplifier

Ang coherent signal ay laging humihina habang bumabyahe sa optical fiber. Kung ihalintulad sa long-distance car travel, pa-konti nang pa-konti ang “gasolina”, kaya kailangan ng gas station at refuelling truck.

Dito pumapasok ang EDFA (erbium-doped fiber amplifier, isang espesyal na optical fiber na may konting erbium)—ang gas station; ang pump laser ang refuelling truck, nagba-bomb ng light energy sa fiber, ina-absorb ng erbium atoms, para silang “na-refuel”.

Kapag dumaan na ang C-band signal light ng data, natitrigger ang energized erbium, naglalabas ng identical light, na-amplify ang signal.

Makikita dito na ang 980 pump laser ay light energy source, walang data na dala, kaya hindi masyado mahalaga ang kulay, mas importante ang malakas na power kasi dito nadedepende ang paglakas ng signal output ng amplifier.

Para makapaglabas ng laser, kailangang ang electron ay magjumpt mula higher energy level pababa, naglalabas ng photon; mas malaki ang energy differential, mas mataas ang lalabas na energy.

At ang energy level na ito ay nakadepende sa semiconductor material: ang active light emission layer sa laser ay pinapatubo step-by-step gamit ang epitaxy sa substrate; ang pagpili ng substrate, halos nagdedetermine ng emission material system at kaya’t emission wavelength range.

EML, ITLA, CW ay pare-parehong C-band, nangangailangan ng Indium Phosphide (InP) substrate; pero ang 980nm pump laser (tanging ganitong wavelength at 1480nm ang na-absorb ng erbium sa EDFA, 980nm ang mainstream sa long-distance scenario) ay kailangan ng Gallium Arsenide (GaAs) material system.

Naiintindihan ang basic material distinction, suriin natin ang core technical barrier ng pump laser:

Matapos ang chip polishing, epitaxy at processing, imbes na diced ang chip na gaya ng silicon photonics, ang optical chip ay kinakalag ayon sa crystalline direction, para maging atomically-flat ang side—ito ang cleavage ng chip.

Ang “killer technique” ay nasa cleavage-exposed chip surface—ang laser cavity face. Pagkatapos basagin, dalawang critical na issue ang sumusulpot:

a. 980nm pump laser na gumagawa ng energy light ay sobrang concentrated, maliit ang exit pero malakas ang light, kaya mas malakas ang pressure sa cavity face—mabilis masira;

b. Sa GaAs substrate, mas reactive ang gallium, at sapagkat may aluminum sa pump laser epitaxy, mabilisan ang oxidation ng exposed cavity—to defects agad.

Kapag nag-oxidize, sumisipsip ng light, sobrang daming heat na nabubuo, nagmimelt ang cavity face, at nasisira ang laser—tinatawag na catastrophic optical mirror damage (COMD).

Ang solusyon ay magtrabaho sa ultra-high vacuum para mag-deposit ng isang layer ng protective film sa face—passivation—upang iwasan ang oxidation at ligtas sa hangin.

Hindi gaya ng micro packaging ng ITLA (na pwedeng bilin ang equipment at components, disparity ay nasa yield), ang cavity face passivation ay mas malapit sa material science at process know-how: material at kapal ng film, vacuum conditions, at interval ng cleavage to coating, bawat parameter ay may epekto sa power threshold na kaya ng cavity, mas mataas ang technical barrier.

Ang Lumentum ay kabilang sa pinakamataas ng industriya pagdating sa cavity passivation: Bukod sa passivation, may non-absorbing window structure sa loob ng chip para alisin ang cavity absorption, malaki ang taas ng threshold sa power para hindi madali magka COMD.

Sa kompetisyon: Ang telecom-grade 980nm pump, dahil sa stringent na pangangailangan sa beam profile, ay highly concentrated pa rin sa iilang international brand: Lumentum (ang technical lineage ay mula sa dating pump leader na SDL), Coherent, at Furukawa Electric. Sabi ng Lumentum sa earnings, nasa 70%-80% ang market share nila rito—halos monopoly.

Maliban sa dalawang napag-usapang component, pinaikli ni Dolphin sa table sa ibaba ang full product line-up ng Lumentum sa coherent optics at ang mga major competitor.

Mapapansin ang klarong trend: Habang mas malapit sa core photonics layer (light emission at amplification), mas mataas ang market concentration(ang mga parteng ito ay compound semiconductor epitaxy at chip process sa core, mas may barrier), habang paakyat sa modulation at system, mas diversified ang competition.

In summary, pinipili ng Lumentum na mag-expand sa downstream lang kung saan may optical chip dominance, i.e., sa 800ZR/1.6T ZR coherent modules, Nano-ITLA packaging—para may natural margin at supply security, inuunti ang labanan sa non-differentiated chip area kung saan puro chip giants (Broadcom, Marvell, etc) ang kakumpara.

Ngayon ay $1.2B ang telecom business, halos 40% ng kabuuang kita ng kumpanya. Ayon sa research, ang direktang AI cross-campus DCI-related income ay mga $300M (25% share), ang mga natira ay mga $900M para sa tradisyonal na carrier sector, steady lang.

Sa timing, ang DCI coherent modules ay lumilipat mula sa kasalukuyang malawakang deployed na 400ZR (400G/wavelength coherent module) papuntang 800ZR.

Ayon sa Cignal AI, ang volume cycle ng 800ZR ay 2026-2027, at 1.6T ZR ay papasok sa paggamit simula 2028 (1.6T ZR spec nailabas 2026/9, sample 2027, shipment 2028), lalago pa ang value ng bawat light source.

Batay sa kasalukuyang YoY shipment growth na 80%-130% (pinakahuling quarter, 80%+ growth sa pump laser, 130%+ sa narrow linewidth tuneable laser), malamang ang AI cross-campus DCI boom ang magdadala sa tradisyunal na telecom segment sa second growth curve.

Makikita sa taas na, mapa-EML base business, CW/UHP-CW incremental, o DCI coherent increment mula AI interconnect, parehong Indium Phosphide wafer supply ang bottleneck.

Para sa Lumentum, under Indium Phosphide constraint, para max performance, either palakihin ang yield per wafer, unahin ang high-value chip production, o mag-open ng new line na hindi kailangan ng Indium Phosphide wafer para sirain ang cap ng wafer supply.

Susunod nating suriin:

4. Optical Module: Mula Chips patungong Module, Buong Integrated Module Delivery

Matapos bilin ang Cloud Light noong 2023, nagkaroon na ang Lumentum ng kakayanan na mag-supply ng buong 800G/1.6T optical module diretso sa Google, AWS at iba pa—pinaglilingkuran pa rin ang Scale-out inter-cabinet connection pero lampas chip para buo nang module.

Sa competition, ang pluggable optical modules ay mature at sobrang kompetitibong market. Ayon sa pinakabagong list mula LightCounting, 7 sa global top 10 optical module makers ay Chinese.

Malinaw ang superiority ng domestic manufacturers sa capacity at manufacturing cost. Kaya’t hindi sumasalang sa volume at low-cost price war ang Lumentum sa standard SKUs, kundi nakatutok sa high-speed, high-barrier customized modules.

Batay sa research, nasa $720M ang annual optical module revenue ng Lumentum, 24% ng kabuuang kita—pinakamalaking single product line, pero 30% lang ang gross margin, halatang mas mababa kaysa sa mga component business na tinalakay.

Pero kung ang module track ay mabangis na labanan at mababa ang margin, bakit binili ng Lumentum ang Cloud Light? Dalawa ang dahilan, ayon kay Dolphin:

a. Gumamit ng sariling light source, pataasin ang profit margin ng modules

Dati, kailangang bumili ng laser ang Cloud Light; ngayon unti-unting nilalagyan ng home-made CW laser ang sariling module (20% pa lang currently, aakyat pa ito). Pagtaas ng self-supplied light source ay naglalagay ng originally procured na profit sa sariling kumpanya, nagpapalaki ng gross margin.

Base sa cost structure, mga 17%-18% ng presyo ng optical module ay light source, kaya kung itataas ni Lumentum ang self-supply ratio mula 20% to 50%, tataas ang module biz gross margin ng 3pct.

b. Mabuo ang module-level packaging, integrated testing, at whole-machine cloud qualification—maghanda para sa NPO/CPO business

Ayon sa conference call, para sa ilang NPO/CPO projects, kailangan ng client na ang supplier ay module/subsystem/whole-machine capable—hindi sapat ang bare chip supply. Pinapataas ng encapsulation, whole-machine testing, at cloud vendor validation ng Cloud Light ang buong loop ni Lumentum—parang “ticket” sa ELS whole-machine supply chain.

5. OCS Optical Circuit Switch: Bonus na Business muna dahil madali sa Technology

Panghuli ang OCS—isang purong optical medium switch na puwedeng pamalit sa electrical spine switch ng data center, para sa super low latency at transparent transmission.

Bakit may OCS si Lumentum? Madali lang—pareho ang logic ng paglawak ng DCI coherent devices, parehong recycling ng dating tech ng Lumentum.

Ang MEMS chip na daan-daang micromirror sa OCS ay parehong wavelength-selective switch tech na ginamit ng Lumentum ng 20 taon sa telecom WSS—micromirror pa rin na finu-focus ang liwanag sa tamang port. Ang difference lang, wavelength ang base ng WSS, physical port switching naman ang OCS.

Kaya, nang gamitin ng Google ang OCS sa TPU clusters na ipinalit sa electric switch, at nangangailangan ng external vendor, si Lumentum ang ilan sa kayang gumawa ng daan-daang-port scale, with decades of proven reliability sa telecom.

Limang ruta ng OCS ang naglalaban ngayon: 3D-MEMS (micromirror) ni Lumentum; LCOS liquid crystal ni Coherent; piezo electric ceramics ng Polatis; silicon photonics ng iPronics; mechanical arm fiber replacement ng Telescent.

Sa ngayon, hindi pa converge ang technical track ng OCS, pero kung necessary ang “hundreds of ports + tested on super-scale AI cluster”, tanging MEMS route pa lang ang nag-deploy at na-proof ng Google TPU cluster.

Kaya ang OCS advantage ni Lumentum ay galing sa first-mover at mass-field proven; hindi mataas ang barrier sa principle, pero bopis sa mass-production at engineering validation.

Malaki rin ang risk, dahil Google ang pinakamalaking kliyente at maaari ring internal competitor.

Ang karagdagang laki ng negosyo ay nakasalalay kung may Microsoft, Meta at iba pang cloud giants na mag-scale tulad ng Google. As of now, Google lang ang nag-mass deploy, ang Microsoft, Meta, at AWS ay prototype testing pa lang, di pa scale na bumibili.

Summary: Kaisa-isang All-Scenario “Water Seller” sa Optical Interconnect Industry

Sa dalawang artikulong ito, makikita na ang bawat pagpapalawak ng AI computational topology ay nagdadala ng bagong demand para sa Lumentum:

Papayong ekspansyon (Scale-out, inter-rack): Kinakapit ang high-end EML laser chip para panatilihin ang super-high margin ng tradisyunal na pluggable optical module;

Patas na density (Scale-up, intra-rack): Sa tulong ng CPO/NPO next-gen arch at UHP super high-power CW chip, nagkakaroon ng bursting growth;

Cross-campus extension (Scale-across): Dahil sa “power bottleneck” ng distributed compute, reusable ang original coherent tuneable source (ITLA), pump laser, at ROADM/WSS inner tech sa long-distance DCI, “nabubuhay muli” ang dating telecom_asset;

Network topology (Spine layer): Ang MEMS OCS optical switch ay sumasampal nang direkta sa all-optical network, nakakakuha ng gross income at laki na hindi nakadepende sa Indium Phosphide wafer bottleneck.

Ibig sabihin, kahit paano pa magbago o mag-evolve ang AI optical interconnect network, secured ang position ng Lumentum. Sa susunod na artikulo, susukatin natin ang performance ng bawat product at exact value ng Lumentum, abangan!