文章核心观点 - 谷歌通过其“阿波罗计划”在数据中心大规模部署光电路交换机，旨在用光路取代传统电分组交换，以显著降低成本、功耗和延迟，并提升网络性能与可重构性 [3][25][27] - 光电路交换技术是未来数据中心网络和机器学习超级计算机的关键发展方向，目前存在多种器件技术路径，各有优劣，尚未出现全面最优的单一方案 [3][7][9] - 谷歌的自研与定制化策略是OCS成功大规模部署的关键，涵盖了从MEMS反射镜、光环形器到收发器的全链条硬件，以及名为Orion的集中式软件控制平面 [32][33] 背景：电分组交换与光电路交换的对比 - **电分组交换**：基于电子芯片，数据包在共享内存中排队并逐包进行本地路由决策，导致传输时延可变且多跳路径效率较低，在成本、时延和可扩展性上存在限制 [3][5] - **光电路交换**：在输入与输出端口间建立端到端光路，数据始终在光域传输，时延固定且一致，对速率不敏感，同一交换机可跨多代光收发器使用，但需要复杂的集中式控制平面 [5] 现有商用与研发中的光交换器件技术 - **三维自由空间交换机（商用主流）**： - 基于MEMS反射镜的交换机端口数达384个，插入损耗低于3 dB，驱动电压低于200 V，切换时间为毫秒级 [8] - 基于压电驱动的交换机端口数达576个，插入损耗低于3 dB，驱动电压低于100 V [8] - 基于液晶的交换机端口数在64至512个之间，插入损耗低于3 dB，驱动电压低于10 V [8] - **二维平面波导交换机（研发阶段）**： - 硅光子技术交换机端口数32个，插入损耗5-10 dB，切换时间纳秒至微秒级，驱动电压≤5 V [8] - 异质集成技术交换机端口数2个（可扩展至64个），插入损耗低至0.13 dB，切换时间纳秒级，驱动电压3.1 V [8] - 硅光子MEMS交换机端口数240个，插入损耗低于9 dB，切换时间小时级，驱动电压低于50 V [8] - 波长交换技术端口数100个，插入损耗低于6 dB，切换时间纳秒级，无需驱动电压 [8] 谷歌“阿波罗计划”的具体实施与优势 - **核心硬件——定制MEMS OCS系统**： - 每个反射镜阵列包含176个定制微型反射镜，实际使用136个，可实现18,496种输入输出组合 [30] - 系统最大功耗108瓦，远低于同类电分组交换机的约3000瓦功耗 [30] - 过去几年已部署数千套OCS系统，被认为是全球规模最大的OCS应用 [31] - **全链条定制开发**： - 开发了定制的MEMS反射镜、光纤准直器、光芯及测试对准设备 [32] - 自研了定制光环形器，可将所需光纤数量减半 [32] - 共同设计了跨越40、100、200、400GbE四代速度的低成本、高能效波分复用收发器，以平衡插入损耗 [32] - **软件与控制平面**： - 扩展了名为Orion的软件定义网络层，以逻辑集中化的方式管理直接连接拓扑和实时流量工程 [33] OCS技术带来的系统级效益 - **成本与功耗**：相比EPS系统，OCS的资本支出成本下降高达70%，能耗显著降低 [37] - **升级灵活性与兼容性**：OCS对数据速率不敏感，不同代的收发器可在同一网络中运行，无需为升级速度而更换整个交换机或中断数据中心运营 [36][37] - **性能提升**：通过尽可能将数据保留在光域中传输，减少了电光转换次数，降低了通信延迟 [27][29] 面临的挑战与未来方向 - **重配置时间**：OCS的镜子重配置需要几秒钟，不如电分组交换灵活，谷歌通过利用数据中心内长期稳定的“超级块”间通信模式来减少重配置频率 [35] - **技术演进目标**：公司正致力于开发端口数量更多、插入损耗更低、重配置速度更快的OCS系统，并探索将光路重配置进一步下推至机架顶部级别的方法 [37]

谷歌AI叙事与OCS技术 - 谷歌AI叙事持续发酵，带动相关产业链炒作活跃，AI景气度持续上行 [1][3] - 谷歌已在数据中心内部署光电路交换机，该设备无需光电转换即可直接传输光信号，具有极低耗电量和延迟的优势，但技术尚不成熟且产业链配套不完善 [3] - 光电路交换机当前主流技术方案包括MEMS微镜、数字液晶、压电陶瓷和硅光波导，谷歌Palomar OCS采用基于2D MEMS反射镜的方案 [4] - 光电路交换机供应商相对分散，尚未形成大规模，但其逻辑扩散反映了市场对海外算力的认可 [6] - 谷歌围绕芯片、网络、模型、应用构筑全栈AI优势，上下游协同可能持续加速AI发展 [6] 半导体设备行业与国产替代 - 全球AI浪潮对先进算力的渴求，推动高端芯片及制造需求持续高景气 [7] - 在外部环境倒逼下，国内半导体产业核心环节的“国产替代”已从“可选项”升级为“必选项”，为国内设备与材料公司创造了确定性较高的内需市场 [7] - “国产替代、自主可控”核心主线地位得到夯实，大国博弈背景下，国产算力渗透率可能在中期达到较高水平 [7] - 半导体设备重要性显著提升，同步受益于先进制程扩产和存储扩产，相关厂商验证和量产节奏有条不紊 [9] 半导体设备ETF表现与构成 - 半导体设备ETF盘中领涨超2.3% [1] - 该ETF年初以来份额增长超150%，当前规模近60亿元，在同类产品中规模排名第一 [1][10] - 半导体设备ETF跟踪中证半导体材料设备主题指数，能较好代表设备材料环节基本面进展 [9] - 该ETF前十大成分股包括中微公司、北方华创、拓荆科技、沪硅产业、长川科技等公司 [10]

集成电路ETF市场表现 - 11月27日集成电路ETF（159546）冲高回落，早盘一度涨幅接近4%，最终收涨1.28% [1] 集成电路ETF表现强势的原因 - 部分原因是国产算力持续受到市场认可 [2] - ETF中部分厂商处于谷歌光电路交换机供应链条上，谷歌相关叙事持续发酵并带动产业链炒作活跃 [2] - 谷歌围绕芯片-网络-模型-应用构筑全栈优势，市场对海外算力的认可推动逻辑扩散 [6] 光电路交换机技术分析 - 光电路交换机是一种无需光电转换即可直接传输光信号的设备，谷歌已开始在数据中心部署 [2] - 相比传统电子分组交换机，OCS优势包括极低的耗电量、极低的延迟以及更快的传输速度 [2] - OCS技术路线包括MEMS微镜、数字液晶、压电陶瓷、硅光波导等，谷歌Palomar OCS方案基于MEMS技术 [3] - 当前OCS供应商相对分散，尚未形成大规模产业 [6] 投资关注方向 - 建议关注海外算力和国产算力投资机会 [6] - 通信ETF（515880）、半导体设备ETF（159516）、集成电路ETF（159546）值得关注 [6]

市场整体表现 - 上证指数收涨0.29%，报3875.26点，深证成指跌0.25%，创业板指收跌0.44%，早盘一度涨超2% [1] - 市场成交额1.72万亿元，较上日的1.8万亿元小幅缩量 [1] - 个股涨跌各半，锂电池、消费电子板块涨幅居前，游戏、军工、软件板块承压 [1] 集成电路/半导体行业 - 集成电路板块冲高回落，早盘一度涨近4%，最终收涨1.28% [1] - 板块走强部分源于国产算力持续获得市场认可，以及部分厂商位于谷歌光电路交换机供应链 [2] - 谷歌光电路交换机是一种无需光电转换即可直接传输光信号的设备，已在数据中心部署，优势为极低耗电量与延迟，但技术尚不成熟且产业链配套不完善 [2] - 谷歌围绕芯片-网络-模型-应用构筑全栈AI优势，其OCS方案基于MEMS微镜技术 [3][7] - 相关ETF包括集成电路ETF（159546）、半导体设备ETF（159516）和通信ETF（515880） [7] 消费电子行业 - 消费电子ETF收涨0.36%，受政策利好及新品发布催化 [8][9] - 政策面上，消费电子与智能穿戴产品被纳入“万亿级”与“千亿级”重点消费领域 [9] - 消息面上，阿里巴巴推出首款自研旗舰双显AI眼镜，理想汽车披露AI眼镜“Livis”动向 [9] - 全球消费电子需求回暖，2025年第三季度全球智能手机营收同比增长5%，创历史新高 [9] - 投资者可关注消费电子ETF（561310） [9] 锂电池与新能源行业 - 锂电池产业链大幅拉升，固态电池概念领涨，创业板新能源ETF收涨0.19%，新能源车ETF微跌0.26% [10][11] - 供需关系推动电解液价格持续走高，截至11月27日，电解液均价达55750元/吨，较年初上涨约180%，核心原材料六氟磷酸锂均价达165500元/吨 [11] - 全国首条大容量全固态电池产线建成并进入小批量测试，固态电池有望于2026年进行装车实验，2030年前后进入大规模量产 [11] - 固态电池产业仍面临固固界面接触、离子电导率及生产成本等发展瓶颈 [11] - 相关ETF包括创业板新能源ETF（159387）和新能源车ETF（159806） [11]

行业投资评级 - 投资评级：看好丨维持 [7] 核心观点 - OCS技术优势显著：无需光电转换即可实现光信号路由与转发，具备超高传输速度、超低延迟、低功耗、高稳定性等优势，远期有望替代电交换机 [2] - 技术方案多样化：OCS主要分为机械式（MEMS）、液晶式（DLC）、压电式（DLBS）三种技术路径，谷歌和Lumentum采用MEMS方案，Coherent采用DLC方案 [10][16] - 商业化进程加速：谷歌已在TPU v4中规模部署OCS（代号Apollo），Lumentum和Coherent在FY25Q4实现OCS收入，预计2026年收入贡献显著提升 [10][4] - 市场增长潜力大：LightCounting预测OCS出货量将从2023年1万台增长至2029年5万台，Coherent预计OCS未来市场空间达20亿美元 [10][16] 技术方案对比 - MEMS方案：成本低，端口数量可扩展至千端口级，切换时间几十毫秒，插入损耗约3dB，驱动电压~100V [16] - DLC方案：成本低，端口数量300×300，切换时间几百毫秒，插入损耗-4dB，驱动电压≤10V [16] - DLBS方案：成本高，端口数量576×576，切换时间几十毫秒，插入损耗2.5dB，驱动电压~10V [16] 商业化进展 - 谷歌部署：Apollo OCS基于自研Palomar 3D MEMS技术，形成136×136全互联光交换，在TPUv4系统中连接4096块TPU芯片 [10] - Lumentum进展：FY25Q4首次实现OCS收入，向两家客户出货，第三家客户即将出货，预计2026年上半年收入显著增长 [10] - Coherent进展：FY25Q3实现OCS收入，FY25Q4开始出货，采用DLC方案，预计2026年收入贡献显著 [10] 产业链投资机会 - 光学系统集成厂商：中际旭创、新易盛、光迅科技等 [10] - 光无源器件制造商：天孚通信、太辰光、仕佳光子等 [10] - 激光器光源厂商：源杰科技、仕佳光子 [10]