AI硬件系列报告(一):OCS光交换机:AI算力集群时代的新蓝海
华安证券·2025-12-08 13:58

报告行业投资评级 * 报告未明确给出对“OCS光交换机”行业的整体投资评级,但明确建议关注两家具体公司[3] 报告核心观点 * OCS光交换机凭借高带宽、低延迟、低功耗特性,成为满足AI大模型训练极高通信需求的理想互联解决方案,是AI算力集群时代的新蓝海[3] * 在谷歌等海外厂商引领下,全球OCS光交换机市场将迎来高速成长,预计市场规模将从2020年的0.7亿美元增长至2025年的7.8亿美元,年复合增长率达62%,到2031年市场规模将达20.2亿美元[3] * OCS产业链技术壁垒高,上游核心器件(如MEMS微镜阵列)是价值量最高、壁垒最高的环节[3] * 建议关注在OCS领域进行全制程布局的英唐智控,以及作为国内MEMS制造龙头、在核心部件具备工艺优势的赛微电子[3][66] 根据相关目录分别总结 1、什么是OCS光交换机? * OCS是一种基于全光信号的交换设备,通过配置光交换矩阵在输入与输出端口间建立光学路径实现信号交换[3][9] * 相比传统电交换机,OCS无需光电转换和数据包处理,具备低延迟、低功耗、高可靠性的优势,且支持跨代设备无缝互联,延长硬件使用寿命[3][9] * AI大模型训练对通信带宽、时延和功耗要求极高,OCS完美适配AI算力集群中Scale-Up(单节点强化)、Scale-Out(多节点协同)和Scale-Across(跨数据中心互联)三大场景的核心需求[3][12][13] 2、AI数据中心需要多少OCS光交换机?——以谷歌Scale-up场景为例 * 以谷歌TPU集群为例:一个包含4096个TPU v4芯片的集群需要配备48台136端口的OCS,TPU与OCS比例约为85:1[3] * 未来TPU v7集群规模扩大至9216芯片时,因采用更高密度的320端口OCS,仍仅需48台,TPU与OCS比例提升至192:1,凸显其扩展效率[3][49] * 谷歌2025年OCS采购量预计超2.3万台,2026年TPU出货量达300万颗时需求或近3.5万台[14] 3、OCS光交换机产业链受益环节有哪些?——以谷歌MEMS OCS为例 * OCS产业链分为上游核心器件、中游设备集成与下游应用,技术壁垒高,市场参与者多集中于单一环节[3][57] * 上游(核心器件与材料):是产业链技术壁垒最高、价值量占比高的环节,涉及MEMS微镜阵列、光纤准直器阵列等核心元器件[3][57][60] 单台MEMS OCS的BOM成本约2-2.5万美元,售价约6万美元,其中阵列部分成本占比最高[60] * 中游(设备集成与解决方案):目前由Ciena、Lumentum等国际厂商主导,国内光库科技是谷歌OCS代工龙头[55] * 下游(应用):需求集中于谷歌、Meta等巨头的超大规模AI数据中心与智算中心[55] 4、建议关注 * 英唐智控:公司以电子元器件分销为基础,正向半导体设计与制造拓展[3][70] 其子公司英唐微技术已具备MEMS微振镜研发与量产能力,产品覆盖多种规格,2025年4mm产品已在工业领域实现批量订单[3][84] 公司2025年拟收购桂林光隆集成,整合其光开关、OCS系统等技术,旨在打造OCS全制程平台[3][85] 光隆集成已量产多类型光开关,其基于MEMS技术的OCS系统中32×32、64×64、96×96通道规格已达量产状态,128*128通道预计2026年一季度到二季度有望量产[88] * 赛微电子:公司是国内MEMS工艺开发与晶圆制造领军者,掌握硅通孔、晶圆键合等核心工艺[3][94] 2023年起其瑞典Silex开始量产MEMS-OCS,2025年北京Fab3启动MEMS-OCS小批量试产[3][95] 公司营收中MEMS业务占比达83%,2024年毛利率提升至35.1%[3][106] 随着AI算力需求扩张,公司在MEMS微镜阵列等核心部件的工艺优势有望转化为业绩弹性[3]