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电子行业深度报告AI基建,光板铜电—GTC前瞻Serdes,Rubin Ultra&CPO交换机详解
东吴证券· 2026-02-26 08:30
报告行业投资评级 - 增持(维持)[1] 报告的核心观点 - 报告认为,SerDes(高速串行解串器)技术的代际跃迁正驱动算力互联介质从“电”向“光”加速演进,这催生了2026-2027年两大确定性技术趋势:PCB覆铜板向M9等级升级,以及光电共封装(CPO)和“光入柜内” [4][73][74] - 基于此,报告建议2026年重点关注两大投资主线:一是PCB M9材料产业链,二是CPO及光入柜内所对应的光芯片、光器件等光互联产业链 [4][75] 根据相关目录分别进行总结 1. SerDes 代际跃迁,驱动算力互联介质升级 - **SerDes速率持续提升,推动GPU互联带宽迭代增长**:英伟达NVLink SerDes速率已从Ampere架构的56Gbps演进至Blackwell架构的224Gbps,支撑单芯片互联带宽实现代际跨越 [4][9]。以B200为例,其224G SerDes支撑了1.8TB/s的NVLink 5总带宽 [13]。展望未来,为支撑Rubin Ultra机柜1.5PB/s的带宽,SerDes速率必然向448G乃至896G演进 [15][16] - **SerDes速率提升,推动CCL(覆铜板)向M9级别升级**:当SerDes速率向224G以上演进时,信号高频衰减剧增,传统M7/M8级别覆铜板无法满足需求,PCB材料体系被迫向M9(Df<0.001)级别强制性跃迁 [4][19]。M9材料升级涉及增强材料(如导入石英布)、树脂基体(如采用BCB、碳氢树脂)和铜箔表面处理(采用HVLP/ULP铜箔)三大环节 [22][23][24] - **SerDes功耗提升,推动光互联向近封装、共封装升级**:SerDes速率提升带来严峻功耗挑战,224G以上速率下,SerDes在交换芯片中的功耗占比将超过40% [25][26]。为降低功耗,光互联技术正沿“板级近封装→载板共封装→芯片内集成”路径演进 [33] - **NPO(近封装光学)**:将光引擎通过连接器部署在交换机板上,与交换芯片距离缩短至约150mm,可省去高功耗DSP,功耗降低50%以上,并支持热插拔 [27] - **CPO(共封装光学)**:将光引擎与交换芯片共同封装,电气连接距离压缩至50mm以内,可将800G光互联功耗从15W降至5.4W,系统能耗降低65%以上 [29] - **OIO(光学I/O)**:远期愿景,将光收发功能直接集成至计算芯片封装内,可将带宽提升7倍,功耗降至1/5 [31] 2. Rubin ultra Scale up,正交背板+NPO 的双层网络结构 - **Rubin Ultra机柜实现PB级带宽跨越**:Rubin Ultra机柜以144颗GPU构建,总互联带宽达到1.5 PB/s(1555.2 TB/s),单颗GPU双向互联带宽为10.8 TB/s [34]。机柜采用4个Canister(容器)堆叠的物理形态 [37] - **第一层:Canister内部正交背板电交换网络**:负责Canister内部36颗GPU的无阻塞交换,采用正交背板PCB以缩短信号路径。为满足224G SerDes的信号完整性要求,正交背板必须采用M9级超低损耗CCL材料 [4][38]。单个机柜第一层网络共需4块正交背板和216颗第七代NVSwitch芯片(单颗交换容量3.6 TB/s) [42] - **第二层:Canister间NPO光交换网络**:负责4个Canister之间的互联,采用光互连技术。网络采用3:1收敛比设计,共需72颗第七代NVSwitch芯片和648颗3.2T NPO光引擎,GPU与光引擎配比高达1:4.5 [4][43][45]。该层网络总交换带宽为259.2 TB/s(单向) [44] 3. 英伟达 CPO 交换机产品矩阵蓄势待发,供应链机遇全景透视 - **Quantum X800系列(InfiniBand生态)**:Quantum X800-Q3450作为全球首款量产CPO交换机,总交换带宽达115.2T,配备144个物理MPO端口 [46]。其采用四颗Quantum-X800 ASIC多平面交换架构,每颗ASIC由6个可拆卸光学子组件(共18个光学引擎)环绕,单引擎带宽1.6T [49][52]。严格意义上更接近NPO范畴 [52] - **Spectrum-X系列(以太网生态)**:计划于2026年下半年推出,包括Spectrum 6810(102.4T)和Spectrum 6800(409.6T)两款 [54]。采用多芯片模块(MCM)设计,核心为102.4T交换机ASIC,周围环绕SerDes I/O小芯片 [57]。每个交换机封装集成36个第二代光引擎(实际工作32个,4个冗余),单引擎带宽3.2T [58] - **CPO供应链拆解**:报告详细梳理了CPO交换机核心零部件供应链及潜在供应商 [62] - **激光源**:采用高功率连续波(CW)DFB激光芯片,关键参与者包括Lumentum、Coherent、源杰科技、长光华芯等 [63] - **光纤连接单元(FAU)**:实现光纤与光引擎耦合,领先企业包括天孚通信、Senko等 [64] - **光纤交换箱与MPO连接器**:负责光纤布线,主要厂商包括太辰光、US Conec、Senko等 [65][66] - **MT插芯**:FAU、交换箱、MPO中的关键对齐组件,供应商包括US Conec、太辰光、福可喜玛、天孚通信等 [67] - **制造与封装**:台积电在光电芯片制造与集成中扮演核心角色 [68]。日月光、安靠科技、讯芯科技等是先进封装环节的主要供应商 [69][70] - **测试设备**:关键供应商包括是德科技、Ficontec、泰瑞达等 [71] 4. 投资建议 - 报告建议2026年重点关注两大产业链投资机遇 [4][75] - **M9 PCB产业链**:菲利华、东材科技、生益科技、胜宏科技、沪电股份、深南电路、东山精密等 [2][75] - **CPO产业链**:致尚科技、长光华芯、源杰科技、仕佳光子、太辰光、炬光科技、罗博特科等 [2][75]