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OCS(Optical Circuit Switching)技术
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关注光互联最新进展
2026-04-20 22:02
涉及的行业与公司 * **行业**:光互联行业,具体涉及人工智能数据中心、光通信、光交换、光模块、光芯片及上游材料[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15] * **公司**: * **云厂商/系统商**:谷歌、英伟达、亚马逊、Meta、华为[1][2][6][7][8][12] * **OCS供应商**:Lumentum、Coherent[1][3] * **激光器/光芯片供应商**:Lumentum、三菱、博通、住友、Coherent、Source Photonics、源杰科技[1][9][10][14] * **上游材料/部件供应商**:Crealights (MEMS单元)、藤井 (FAU透镜)、住友、AXT (磷化铟衬底)、Marvell、博通 (DSP)、Coherent、格兰欧普、厦门深一、成都菲瑞特、福州福晶 (旋光片)[4][5][9][11][14] * **光模块/器件厂商**:旭创、新易盛、天孚通信、长光华芯、博创科技[9][12][14][15] 核心观点与论据 1. OCS(光路交换)应用格局与技术路线 * **应用格局呈“一大一小”**:谷歌是OCS核心用户,英伟达计划在2028年左右在其Spectrum-X系统中导入OCS,亚马逊和Meta尚在观望,大规模应用可能性不大[1][2] * **软件控制系统是核心壁垒**:OCS硬件技术相对成熟,核心难点在于软件控制系统,英伟达当前工作重点是开发OCS软件控制系统[2] * **MEMS方案是AI数据中心主流**:MEMS方案(Lumentum主导)占市场约三分之二,其优势在于端口扩展性强(如从32x32到64x64),成本基本呈线性增长,尽管有机械部件可靠性问题,但对生命周期3-8年的AI数据中心影响不大[1][3] * **液晶方案是次选**:液晶方案(Coherent主导)占市场约三分之一,优势是无运动部件、可靠性高,但大通道扩展难度高,成本呈指数级上升(如从32x32到64x64,成本可能增加四倍)[1][3] * **其他方案尚处实验室阶段**:压电陶瓷方案切换速度可达亚毫秒级,硅光波导方案速度可达微秒级,但两者均技术不成熟,未来一两年内大规模发展可能性很小[3] 2. 3.2T时代技术路径与CPO(共封装光学)前景 * **行业处于技术路径混沌期**:向3.2T演进时,可插拔光模块面临技术瓶颈,催生了CPO、NPO、XPO等多种替代方案竞争[7] * **Scale-out与Scale-up市场将分化**: * **Scale-out市场(交换机层面)**:预计由3.2T可插拔光模块主导,CPO机会不大,因可插拔方案具有标准化、可热插拔、产业链成熟、成本低等核心优势[7][8] * **Scale-up市场(英伟达方案)**:因物理空间限制,即使3.2T可插拔光模块能实现也无法使用,英伟达将力推CPO方案,CPO将成为该场景主流[1][7][8] * **CPO与OCS是协同合作关系**:CPO是光电转换单元(光模块替代方案),OCS是纯光交换设备,两者是协同工作的合作关系,而非从属关系[6] * **CPO成本构成复杂且当前亏损**:英伟达CPO方案由台积电代工,处于样品阶段,设备折旧摊销是成本大头,按当前售价计算业务处于严重亏损状态[12] * **不同厂商方案差异大**:英伟达方案依赖高密度正交背板和铜缆,光连接数量少;华为Scale-up方案则大量使用传统光模块[7][12] 3. 上游激光器与材料供需紧张 * **EML激光器存在超量下单**:供应链上游存在2-3倍的过度需求,100G EML供需基本匹配但订单远超实际需求,200G EML仅Lumentum与三菱能实现量产[1][9] * **高功率CW激光器供应高度集中**:用于CPO方案的400mW高功率CW激光器目前仅Lumentum能够量产[1][9] * **磷化铟衬底供需缺口巨大**:主要供应商(住友、AXT)产能与订单需求存在4-5倍差距,交货周期需半年到一年,但订单量因超量下单被严重放大[1][11] * **原材料“铟”是供应关键制约**:“铟”受中国出口管制,住友等日系厂商获取资源难度高于欧美公司[1][11] * **其他紧缺环节**:DSP芯片(Marvell、博通主导)、旋光片(Coherent、格兰欧普主导,国内三家厂商合计份额不足10%)[14] 4. 国内产业链公司评估 * **源杰科技**:CW芯片已实现数亿元销售额的批量发货,是2026年最亮眼产品;100G/200G EML芯片预计2026年下半年或2027年才能大规模量产[1][14] * **天孚通信**:核心竞争力在于自产精密陶瓷、塑料、金属结构件及光学玻璃件,70%-80%销售额来自光引擎,主要客户包括英伟达;风险在于若行业转向高度集成方案,业务可能受冲击[1][14] * **长光华芯**:业务面向谷歌等北美云厂商,提供光模块、跳线等产品,客户稳定、利润率高,增长确定性强[15] * **博创科技**:业务主要集中在速率较低的PON级别光模块[15] 其他重要内容 * **OCS交换机成本构成**:一台32x32通道OCS交换机硬件成本约10万美元,扩展至64x64成本基本翻倍;成本中核心交换单元(MEMS芯片或液晶阵列)价值量最高,人工成本占比也较高(约20%-30%)[4] * **英伟达CPO交换机规格**:以Spectra-X交换机为例,其CPO包含的光通道数等效于128个8通道的1.6T光模块(超1000个通道),一台交换机通常搭载1-2个,极限情况可达4-8个[12] * **工程师资源稀缺**:具备专业技能的工程师也是一种稀缺资源,制约了产能提升[14] * **技术路线选择影响需求**:例如新易盛更多使用EML,旭创则因自身硅光技术强倾向于采购更多CW激光器[9]