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光交换机OCS
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国信通信·行业专题报告:数据中心互联技术专题:AI变革推动OCS新技术快速发展
国信证券· 2026-02-26 21:02
报告行业投资评级 - 投资评级:优于大市(维持评级) [2] 报告核心观点 - 光交换机(OCS)是一种无需光电/电光转换、直接在光域实现信号路由与切换的新兴技术,能有效解决传统电交换的带宽瓶颈、功耗和时延问题,可助力AI算力集群及数据中心光互连系统整体功耗降低**30%** 以上 [3][13] - AI变革正推动OCS技术快速发展,其核心应用场景包括AI算力集群、超大规模数据中心的叶脊架构互连及超节点集群高速通信 [3][13] - 目前OCS主要有**MEMS、液晶、压电、硅波导**四大技术路线,其中谷歌主导的MEMS方案商用节奏最快,在2025年占据市场**90%** 以上份额 [14] - 随着谷歌从“自研+代工”模式转向整机采购,以及SerDes速率升级,OCS市场有望在谷歌之外的客户中快速扩张,预计市场规模将从2025年的**4亿美元**增长至2029年的**超过25亿美元**,对应四年复合年增长率(CAGR)约为**58%** [4][79][93] - OCS技术仍处于产业化初期,随着渗透率提升,相关元器件/材料(如准直器、钒酸钇镜头、透镜等)需求将上升,国内已与海外头部厂商深度合作的器件及整机方案提供商有望受益 [4][93] 一、OCS是一种新光电互联集成技术 - OCS技术优势显著:**高带宽能力**(可利用光纤全部容量)、**速率/协议透明**(支持从40G到未来3.2T的演进)、**低延迟+低功耗**(单跳延迟<100ns,整机功耗仅约108W)、**灵活部署与可扩展性**(支持按需增量部署) [13] - OCS四大主流技术路线对比: - **MEMS方案**:谷歌主导,商用最快,端口数量大,光插入损耗低(<3dB),切换时间中等(25ms),可靠性较低 [14] - **液晶方案**:主要由Coherent提供,端口数量大,光插入损耗低(<3dB),切换时间慢(100ms),可靠性高 [14] - **压电陶瓷方案**:主要由HUBER+SUHNER提供,端口数量小,光插入损耗低(<3dB),切换时间中等,串扰高,可靠性高 [14] - **硅光波导方案**:由iPronics、德科立等公司研发,端口数量小,每端口成本低,光插入损耗高(6dB),切换速度快(1ms),串扰高,可靠性高 [14] - 谷歌MEMS OCS方案价值量拆解:以Palomar交换机为例,其物料清单(BOM)成本约为**25,470美元**,其中**MEMS阵列**成本占比最高,达**54.97%**(约14,000美元);其他关键部件包括光纤准直阵列(占比11.78%)、环形器(占比20.10%)等 [27] - 液晶方案价值量拆解:以Coherent方案为例,其BOM成本约为**50,000美元**,核心部件包括液晶调制单元(占比16%)、偏振分光阵列+晶体光楔(占比28%)、输入输出准直器阵列(占比28%) [39] 二、OCS面向AI数据中心的应用 - 谷歌自研TPU芯片已迭代至第七代(Ironwood),并采用3D环面网络进行芯片互联,对高带宽、低延迟的互连技术需求迫切 [51][53][56] - 谷歌自TPUv4起开始规模应用OCS技术:一个由**4096个TPU**组成的集群需要**12288个端口**,对应部署**48台300端口**的OCS交换机 [64] - 新一代TPUv7(Ironwood)集群对OCS要求更高:一个由**9216个TPU**组成的集群需要**13824个端口**,对应部署**48台600端口**的OCS交换机,相关器件需求是上一代的一倍,单台成本或达**5万美元** [71] - OCS在谷歌数据中心的应用解决了大规模AI算力集群的互联瓶颈,其无需光电转换的特性完美契合高性能计算对低时延、低功耗的需求 [64][71] 三、OCS产业链各环节公司布局 - 全球OCS市场预测:根据Cignal AI数据,2025年市场规模约**4亿美元**,到2029年有望超过**25亿美元**;LightCounting预计2029年OCS出货量将突破**5万台**,2025-2030年出货量CAGR为**15%** [79][81] - 国内产业链相关公司布局广泛,涵盖元器件、材料及整机方案: - **赛微电子**:提供MEMS芯片工艺开发及晶圆制造服务,其瑞典子公司Silex是全球领先的纯MEMS代工厂 [83] - **腾景科技**:提供OCS相关钒酸钇材料(用于液晶方案)和准直器等产品 [83] - **炬光科技**:布局OCS相关透镜、精密V型槽、光纤耦合器和准直器等产品 [83] - **德科立**:与欧洲iPronics联合研发硅光波导方案OCS,已获海外样品订单,并展示32x32 OCS整机 [83][84] - **中际旭创**:全球光模块龙头,其海外子公司TeraHop基于硅光子平台研发64×64 OCS交换机 [83] - **光迅科技**:拥有垂直集成能力,在OFC 2024上展示了MEMS OCS交换机 [83][87] - **光库科技(武汉捷普)**:产品涵盖光交换机(OCS),在CLOE 2025展示与Calient协作的320*320 OCS产品 [83] - **凌云光**:与压电陶瓷方案OCS厂商Polatis建立长期合作关系,代理引进OCS全光交换等解决方案 [83] 四、投资建议 - 投资逻辑:OCS技术处于产业化初期,未来随着在谷歌及其他云厂商的渗透率(使用、客户、场景)提升,产业链相关公司有望受益 [4][93] - 报告推荐关注OCS整机方案提供商及核心器件厂商,具体提及**中际旭创**和**光迅科技** [93] - 报告提供了重点公司盈利预测与估值参考(基于2026年2月26日数据): - **中际旭创**:收盘价566.07元,总市值6289.7亿元,2026年预测净利润214.929亿元,对应2026年预测市盈率(PE)29倍 [95] - **光迅科技**:收盘价72.27元,总市值583.0亿元,2026年预测净利润14.848亿元,对应2026年预测市盈率(PE)39.3倍 [95]