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光通信产业链核心赛道全解析

2026-03-31 1483

    全球数据流量持续爆发,带动光通信强劲需求。

    近期,英伟达GTC和OFC两大AI盛会落幕,进一步释放产业积极信号。北美厂商和供应链对光通信高景气充分认可,技术路径争论淡化,产业进一步聚焦交付能力。

    在AI爆发与供给紧缺背景下,光互联成为核心变量,催生出CPO和OCS等新技术。

    此外,数据中心需求拉动光纤需求高速增长,而传统光模块核心器件及材料扩产也成为趋势。

    过去十年,全球光通信产业价值向中国转移趋势明显。在本轮AI技术创新浪潮中,北美算力率先升级,我国光通信厂商在全球的市场份额有望进一步扩大。

    本文主要以光通信为锚,从光芯片、光器件、光模块、CPO、OCS、光纤光缆、光通信设备七大核心环节梳理行业格局以及产业发展趋势。

    01    光通信行业概览

    光通信是以光波作为信息载体,通过光纤、自由空间或其他光传输介质实现信息传输的通信方式。

    核心原理是将电信号转换为光信号,利用光的特性进行高效传输,接收端再将光信号还原为电信号完成通信过程。

    与传统的电通信相比,光通信具有更高的带宽和传输速率。

    而数据流量需求的持续增长是光通信行业发展的核心驱动力。

    GTC/OFC指引光通信趋势

    近期OFC2026全球光通信大会和英伟达GTC两大行业盛会召开,为光通信产业带来了新的指引。

    光通信新技术演进:在AI需求爆发和供给严重短缺背景下,加速催生光通信新技术演进和落地。例如:OCS/CPO/NPO/XPO/DCI/LPO/TFLN/空芯/多芯/硅光等,涵盖光通信多个领域,包括光交换、光互连、光传输、光调制等。

    光互联超级周期:光通信行业正迈入光互联超级周期,光各个环节紧缺。下一代光互联技术演进成为核心议题,涵盖1.6T及3.2T光模块技术路径、CPO与新型光学I/O架构、硅光子异构集成等方向,NPO(近场封装光学)和XPO(可扩展封装光学)成为光通信头部厂商的“新战场”,行业进入加速落地期。

    400G/lambda技术全面亮相:400G/lambda技术为更高速率的技术发展奠定基础,表明3.2T时代即将到来,将极大提升光通信行业的传输能力。

    中国厂商的技术差异化加速:TFLN(薄膜铌酸锂)、O波段相干、未来BTO(光子晶体光纤)等技术不断涌现,提升了中国厂商在全球市场的竞争力。

    光通信成为AI基础关键核心变量:过去四年中,推理算力增长了32倍,计算算力增长了16倍,而网络增长了4倍。算力提升需要网络具备相应的数据传输能力来支撑,光通信成为AI基础关键核心变量。

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    02    光通信产业链

    目前光通信产业链已相对成熟,涵盖从元器件到通信设备的多个环节。

    产业链最上游的元器件包括PCB、光芯片、光有源器件、光无源器件等。中游为具备完整独立功能的光电子器件,包括光收发模块、光放大器、光传输子系统等,光电子器件组装集成后形成通信设备环节,最终交付网络运营方使用。

    资料来源:行行查

    光芯片

    光芯片是光通信产业前端且技术壁垒高的环节,是实现光电信号转换的基础元件,决定光通信系统传输效率。

    主要包括激光器芯片(发信号,电转光)、探测器芯片(收信号,光转电)等。

    其中激光器芯片价值量较高。

    根据数据传输速率来划分,激光器芯片又可以分为低速率产品和高速率产品。

    低速率产品

    主要包括2.5G和10G光芯片,已基本实现国产化。

    2.5G光芯片:国内光芯片企业在低速率领域已经占据90%以上市场份额。该环节主要代表厂商有武汉敏芯、中科光芯、光隆科技、光安伦、仕佳光子、源杰科技、中电13所、三安光电等。

    10G光芯片:在移动通信和数据中心市场中,国内源杰科技市占率领先,长光华芯的核心产品包括100mWCWDFB激光器芯片,兼容800G/1.6T等高速率光互联场景。云岭光电、中电13所、中科光芯、武汉敏芯、光迅科技、海信宽带、索尔思(东山精密)、三安光电、仕佳光子等也是核心参与者。光纤接入市场相关芯片设计与工艺开发复杂,国产化率较低,国际上仅博通、住友电工、三菱电机等少数国际头部厂商能够批量供货。

    高速率产品

    目前海外供应商仍占据主要份额。

    全球高速VCSEL芯片中,博通、Lumentum、Finisar等企业具有强劲技术实力。Marvell(Inphi)和博通在PAM4DSP电芯片市场形成双寡头竞争的局面。

    25G及以上光芯片:国内可以提供性能达标、稳定性可靠的25G及以上高速率激光器芯片的厂商较少,主要包括云岭光电、源杰科技、武汉敏芯、光迅科技、中科光芯、永鼎股份和东山精密(索尔思自产光芯片)等。

    光芯片竞争格局

    海外厂商如Coherent、Lumentum等凭先发优势和技术积累,在高端光芯片市场(尤其是高速EML芯片和100G+领域)占主导,合计市占率超80%。

    目前光芯片供应紧张,中长期看CPO和OIO等技术也离不开光芯片,行业供需缺口持续扩大。

    近期海外光芯片厂商给出了28年及以后的远期指引。

    例如,Lumentum产能(EML、CW、UHP高功率)预计26-30年CAGR增速达85%,远超AI算力需求增速。

    光芯片供应紧张给了国内厂商加速导入的机会,且国内厂商有望从CW光源逐步导入100GEML,并有望逐步从国内CSP客户拓展到北美CSP客户。

    整体来看,2.5G和10G光芯片国内企业基本掌握核心技术,实现较高程度国产化。光探测芯片和25G以上高速率光芯片国内厂商处于国产化加速突破阶段。

    硅光芯片

    硅光芯片是光芯片中基于硅基材料的特定技术路径。

    硅光技术具备较强的通用性,能够与CPO、LPO、薄膜铌酸锂等前沿技术路径完美适配,当前正成为各大厂商的战略布局重心。

    海外英特尔、思科、博通、Marvell、Lumentum等厂商是硅光领域头部玩家。

    国内厂商中,例如光迅科技在400G、800G硅光芯片已具备批量能力,在OFC展上联合思科推出了1.6TOSFP-XD硅光光模块。源杰科技提供包括大功率硅光光源产品在内的多种产品。仕佳光子不同型号的CW光源在多家大厂验证导入中,已在部分硅光高速光模块中得到小批量应用,最新开发的CWDFB激光器产品在50℃下实现功率大于1000毫瓦的突破。长光华芯专注于高功率半导体激光芯片、VCSEL激光芯片及硅光芯片的研发与生产。永鼎股份旗下子公司鼎芯光电已建成国内稀缺的IDM激光器芯片工厂,聚焦光芯片、800G/1.6T光模块核心组件及高精度传感元件的研发与产业化

    光模块

    光模块在整个光通信产业链中利润率较高。

    主要承担信号转换任务,可实现光信号的产生、信号调制、探测、光路转换、光电转换等功能。

    一个光模块通常由光发射器件(TOSA)、光接收器件(ROSA)、激光器芯片(LDChip)、光探测器芯片(PDChip)、电路板(PCBA)、光纤接口、电接口等部分组成。

    光模块应用场景分为电信市场与数据通信市场,包括电信通讯、数据宽带、FTTx、数据中心等领域。

    近年来数据通信市场逐步成为带动光模块市场增长的主要细分领域。

    根据光通信行业知名市场机构LightCounting公布的最新版全球光模块TOP10榜单。中国厂商已在该领域占据主导地位(占7席)。旭创科技(排名第1)和新易盛(排名第3)将其业务重点聚焦于服务北美云公司,专注于高速以太网光模块这一增长最快的细分市场。华为排名第4,光迅科技、海信宽带、华工正源分列第6至9位,索尔思光电位居第10。这一格局充分展现中国厂商在全球光模块市场的主导地位。

    从全球光模块TOP10厂商榜单排名的变化趋势来看,日本和美国的光模块厂商逐渐退出全球市场,中国厂商的排名稳步上升。

    光模块每一代技术升级往往伴随技术路径的演化,引导竞争格局变化。

    当前800G光模块已有多家厂商推出,包括中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、索尔思、剑桥科技和亨通光电等厂商。其中以中际旭创(电信为主)、光迅科技(数通为主)及新易盛(电信+数通市场)份额居前列。

    随着迭代周期缩短,带来行业技术门槛显著提升,头部厂商优势进一步凸显。

    光器件

    光器件是封装与集成的基础,TOSA、ROSA、BOSA是光模块的组成部分,成本占比约30%-40%,国产化率较高。

    TOSA光发射组件:负责将电信号转换为光信号。TOSA以激光二极管为核心光源,需满足低功耗、高功率等特性。国内厂商中,天孚通信通过高速光引擎平台实现TOSA的垂直整合,提供从无源光器件到有源封装的完整解决方案;太辰光通过收购海外资产布局TOSA相关技术,主要产品以无源器件为主。

    ROSA光接收组件:ROSA将光信号转换回电信号,其核心器件光电二极管(PD)或雪崩光电二极管(APD)的技术门槛较高,国内厂商已实现部分突破。例如,天孚通信的ROSA产品线涵盖隔离器、光纤适配器等配套器件;光库科技铌酸锂调制器等产品在高速ROSA领域具有较强实力,其自主研发的AM系列高带宽模拟调制器实现规模化生产率先打破国外垄断。

    BOSA光收发一体组件:BOSA集成TOSA和ROSA功能,,主要用于低速率光模块。国内厂商在BOSA领域国产化率较高,天孚通信、太辰光等企业均能提供全系列解决方案。

    从行业趋势来看,未来竞争不再是孤立光器件,而是整个光学系统能力。

    CPO共封装光学

    CPO通过将光引擎与电芯片共封装在同一基板或中介层上,实现芯片级集成。

    这种设计取消了传统形式的可插拔光模块通过前面板接口连接到主板的方式,将电信号传输路径从几厘米缩短到毫米级。

    在AI训练集群中,CPO技术可解决GPU间通信瓶颈,支持万卡级AI集群高效训练。

    海外厂商博通、英伟达、英特尔等已推出CPO交换机原型机,进入规模化商用前夕。

    博通宣布其CPO技术将于2026年下半年进入关键量产阶段,第四季度月产能达“千级”。

    在2026年GTC大会上,英伟达展示了采用CPO技术的Spectrum-6以太网交换机,并宣布其将作为新一代AI超级计算机平台VeraRubin的重要组成部分。

    国内相关厂商中,天孚通信布局FAU和ELS封装;罗博特科主攻硅光和CPO设备;华懋和环旭则在CPO/NPO先进封装领域发力;大功率光源ELS环节主要参与者有源杰科技、永鼎股份、仕佳光子、长光华芯等;而致尚科技、太辰光、炬光科技、蘅东光、博创等在MPO、Fau/Mpc和shufflebox等细分环节均布局。此外,曦智科技、奇点光子等企业推出CPO原型系统,无锡芯光互连技术研究院开发1.6TCPO样机。

    OCS全光电路交换

    光电路交换(OCS)是全光网络架构,基于光束偏转控制原理,通过动态光路调整实现光信号交换。

    OCS被认为是与CPO/OIO等并行的远期替代电交换机的技术方案,三者协同形成“板级→机柜级→数据中心级”的全光交换矩阵。

    OCS交换机原理图:

    OCS主要聚焦机柜间、数据中心间的长距离光互联(跨度从米级到百公里级)。

    海外巨头不断升级AI计算集群架构,谷歌在数据中心网络和TPU中大量引入OCS技术,第七代TPUIronwood集群采用超节点架构,单个集群可集成数万颗TPU芯片,将配置多达2000多台OCS交换机。

    早前英伟达推出Spectrum-XGS以太网,为OCS应用提供高效的软件生态。

    谷歌国内OCS产业链相关配套厂商中,德科立作为谷歌OCS整机的核心供应商,采用“硅光芯片+商用光电模组”架构,为其定制OCS整机方案;赛微电子控股子公司瑞典Silex是谷歌OCS系统中MEMS芯片的独家代工厂;光库科技通过收购子公司武汉捷普,成为谷歌OCS的代工与核心器件供应商;中际旭创作为谷歌数据中心光模块的主力供应商,产品适配OCS系统的高速互联需求。

    在核心零部件中,腾景科技全球钒酸钇晶体生产的领先企业,炬光科技透镜阵列产品全球领先;蓝特光学、永新光学、福晶科技和光纤阵列组件的太辰光等均有所布局。

    Polatis与国内厂商凌云光开始合作,凌云光已建立从器件设计到系统集成再到场景落地的完整OCS技术链条。

    当前光互联方案百家争鸣,行业景气度正在从高速光模块扩散至线缆、OCS、CPO等新兴方案。

    光纤

    光纤通信是光通信的主要分支,利用低损耗窗口和全反射原理实现高效传输。

    具有通信容量大、中继距离长、保密性好、适应能力强等显著特征优势。

    光纤即光导纤维,由芯层、包层和涂覆层构成,典型结构为多层同轴圆柱体。

    光纤分类:按光在光纤中的传输模式一般分为单模光纤和多模光纤两种类型。“模”即指光以一定角速度进入光纤后的传输路径。由于芯层直径的粗细不同,光纤中传输模式的数量也不同。单模对应直径较小的芯层,允许光用一种模式传输;多模对应直径较大的芯层,允许光用多种模式传输。

    波分复用技术(WDM):通过在同一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号,每个波长对应一个独立的通信信道,从而显著提高光纤的传输容量。

    长飞光纤采用平行熔融拉锥法研制的波分复用器(WDM),产品规格参数齐全,满足不同应用场景的需求;永鼎股份掌握光学镀膜、平面光波导技术,发力WDM滤光片、AWG芯片及激光器芯片的研发制造;亨通光电与中国联通联合部署了中国联通首条商用空芯光纤光缆线路,中天科技、长飞光纤、永鼎股份、烽火通信、通鼎互联等在空心光纤亦有布局。

    通信设备/电信商/数据中心

    光通信产业链下游主要包括光通信设备商、电信网络运营商、数据中心及云服务提供商,以及新兴应用领域的企业和用户。

    通信设备制造商:负责生产实现光通信功能的关键设备,国内厂商以华为、中兴通讯和烽火通信为代表。

    电信网络运营商:利用这些设备构建通信网络,向用户提供通信服务,主要包括中国移动、中国联通和中国电信等。

    数据中心及云服务提供商:通过光通信网络实现数据的快速传输和处理,阿里云、腾讯云、华为云、亚马逊AWS、微软Azure等在全球范围内拥有大量的数据中心和云服务用户。

    除了上述传统的电信网络和数据中心领域外,光通信还在新兴应用领域发挥着重要作用,如工业互联网、智能驾驶、量子通信、智能电网、卫星通信、光纤传感、航天航空等。

    当前AI和新兴产业高速发展,数据流量爆发增长推动光通信行业快速增长,同时也加速了各类新技术的迭代演进。未来AI算力对云计算基础设施带来的增量,有望持续为光通信厂商注入动力推动加速发展。

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    当前AI加速爆发带动数据中心内部流量激增,光互联持续向算力连接环节渗透。

    光互联新技术CPO、NPO、OIO、OCS百花齐放,叠加高速光模块加速迭代放量,共同推动光互联产业应用进程。

    AI训练和推理等高算力场景对光互联提出更高要求,有望为产业链打开新一轮成长空间。

    01    什么是光互联?

    光互联(OpticalInterconnect)是以光波为信息载体,通过光纤和光波导或自由空间等介质实现电子设备间高速数据交换的技术。

    光互联优势:其核心价值在于突破传统电互连的带宽、延迟和功耗瓶颈。光信号以接近光速传输,其带宽密度是电互联的100倍以上,单模块可支持1.6Tbps带宽。此外,光纤传输损耗极低(0.2dB/km),支持长距离无损传输,无需中继放大,适合跨机架、跨数据中心的大规模互联。

    光互联为什么在数据中心重要?当前AI算力需求爆发,AI大模型参数呈百倍级增长,数据中心算力需求激增。传统电互连在带宽、功耗和延迟上遭遇瓶颈,而光互联能够突破带宽瓶颈缓解“功耗墙”问题,满足海量数据传输需求。尤其在大规模并行计算和高频数据交换的场景中,光互联的带宽优势更为明显。

    02    光互联演进路径

    光互联方案正经历从传统架构向更高效集成形态的演进过程。

    当前主流形态为面板可插拔光模块,光引擎与电芯片分离,通过接口连接,存在功耗和空间限制。光模块速率向3.2T甚至更高演进,支持下一代AI集群需求。

    未来将逐步过渡到NPO(光引擎位于PCB)和CPO(光引擎位于基板)架构,实现光电器件在电路板或基板上的高度集成,降低功耗并提升传输效率。CPO技术向光I/O突破,实现算力芯片间光互联,构建片上光网络。

    最终目标是实现无电Serdes直出光Serdes的OIO芯片出光形态,即光信号直接从芯片内部输出,彻底消除电光转换瓶颈,达到极致的能效与带宽性能。

    这一演进路径体现了光互连技术向小型化、低功耗和高集成度发展的趋势。

    此外,光互联在算力集群扩展中主要分为ScaleOut(横向扩展)和ScaleUp(纵向扩展)两种模式。在当前的AI集群建设中,ScaleOut架构已成为主流方案。随着224GSerDes技术成熟,CPO和OCS有望成为ScaleUp的主流方案,光模块需求持续高增。

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    03    光互联核心技术

    光互联核心技术涵盖多维度创新技术体系,其核心包括波分复用协议、硅光子集成、片上光网络(ONoC)三大基础技术。

    以及共封装光学(CPO)、光输入输出(OIO)、光交换(OCS)三大落地技术路径。

    CPO技术将光引擎与芯片封装集成缩短信号传输距离,OIO技术通过微光子器件实现芯片间微秒级低时延互联,OCS技术以光信号交换替代传统电子交换化解集群带宽拥堵难题。

    以上技术协同构建起"光-电-算"深度协同体系,为AI算力集群提供全链路技术支撑。

    跨数据中心光互联

    当前算力需求不再局限于单机柜和单数据中心,跨数据中心互联的分布式算力集群逐步成为主流架构。

    跨数据中心光互联利用波分复用和相干光通信技术,实现数十公里甚至跨洲际的数据中心互联。

    主要应用于大型云厂商数据中心互联、AI集群跨数据中心调度和全球算力网络构建。

    波分复用(WDM):通过在同一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号,每个波长对应一个独立的通信信道,从而显著提高光纤的传输容量。

    光纤光缆:WDM的物理传输介质。长飞光纤采用平行熔融拉锥法研制的波分复用器(WDM),产品规格参数齐全,满足不同应用场景的需求;永鼎股份掌握光学镀膜、平面光波导技术,发力WDM滤光片、AWG芯片及激光器芯片的研发制造;亨通光电与中国联通联合部署了中国联通首条商用空芯光纤光缆线路,中天科技、长飞光纤、永鼎股份、烽火通信、通鼎互联等在空心光纤亦有布局。

    相干光通信:利用光的相位和幅度来传输数据,具有灵敏度高、中继距离远、频谱效率优等特性。通过高级调制格式(如正交幅度调制QAM)和智能数字信号处理(DSP)技术,相干光通信能够实现高速率、长距离的数据传输。随着AI集群规模扩大,跨数据中心光互连需求激增,推动800G/1.6T相干光模块市场快速增长。

    思科、Ciena、Lumentum、Coherent等厂商是海外龙头;国内中兴通讯和华为提供全系列相干光通信解决方案;光迅科技拥有全系列相干产品矩阵,包括从100G到800G的多种速率相干光模块;新易盛推出400GZR/ZR+相干光模块,应用场景为数据中心互联和城域网络;中际旭创、亨通光电等厂商亦有所布局。新华三(紫光股份)在400GZR诞生之初便与业界头部DCO厂商进行联合测试,并推出了IPoverDWDM解决方案。

    板级光互连

    板级光互连是在PCB级别上实现高速数据传输的技术,通过使用光纤或光波导等光学介质替代传统的铜缆,实现机架内服务器间的高速连接。

    板级互联通过有源光缆(AOC)和光电混合板(OBO)替代铜缆,实现机架内服务器间的高速连接,应用于超算中心、AI训练集群和高性能服务器内部连接。

    AOC(有源光缆):是将光模块和光纤缆线集成为单一组件的光互连技术,替代了传统的铜缆,适用于机架内短距离(如<10m)的高速连接。国内长芯盛掌握有源光缆AOC全产业链技术;长芯博创面向电信和数据中心、消费及工业互联领域,提供光收发模块、有源光缆AOC和铜缆产品DAC/ACC/AEC等,速率范围覆盖10G~800G。

    OBO(板载光学):采用板载光学技术的光互连方案,将光引擎直接集成在PCB上,进一步缩短了电信号路径。由于OBO技术需要依赖高精度光耦合工艺(如硅光子集成),目前成本较高。致尚科技的MPC(金属PIC耦合器)是专为下一代共封装光学CPO与板载光学OBO应用研发的关键光子互连器件;胜宏科技也是OBO技术的重要推动者。

    机架级光互连

    机架级光互连技术演进路径:当前机架级光互连技术正沿着“NPO过渡→CPO主流→OIO终极”的路径发展。

    短期(2026-2027):NPO作为过渡方案快速部署,积累产业化经验;

    中期(2028-2030):CPO成为智算中心主流互连方案,支持800G/1.6T端口规模化商用;

    长期(2030年后):OIO技术成熟,实现芯粒级集成,带宽密度提升至1Tbps/mm。

    NPO(近封装光学)

    NPO作为CPO的过渡方案,通过将光引擎与xPU芯片并排安装在同一基板上,平衡了集成度与可维护性。

    该技术目前主要作为CPO的过渡方案,在高端数据中心部署,适用于需要高带宽和低延迟和低功耗的互连场景。

    与CPO不同,NPO保留了独立光模块的形态,使得光引擎可以独立更换和维修,降低了维护成本和时间。此外,NPO技术不需要DSP(数字信号处理器)即可实现光电转换,从而降低了成本。

    NPO技术目前主要应用于高端数据中心,特别是需要高带宽、低延迟和低功耗的互连场景。

    谷歌、阿里、腾讯等云厂商正在加速推进NPO架构的落地与标准化。阿里已成功点亮3.2TNPO模块并应用于新一代国产四芯片交换机;腾讯加速探索基于硅光技术的NPO演进。

    英伟达等芯片厂商也在持续推进NPO技术的研发和应用。

    国内中际旭创、新易盛、华工科技、华懋、东山精密、汇绿生态等厂商在NPO技术的细分赛道有所布局。中际旭创表示NPO拥有更低的成本和更高的灵活性优势;华工科技发布了全球首款3.2TNPO光模块,并已应用于行业头部客户。

    CPO共封装光学

    CPO通过将光引擎与电芯片共封装在同一基板或中介层上,实现芯片级集成。

    这种设计取消了传统形式的可插拔光模块通过前面板接口连接到主板的方式,将电信号传输路径从几厘米缩短到毫米级。

    CPO技术目前主要应用于智算中心的交换设备,并有望进一步下探至GPU算力芯片,实现算力芯片的直接出光。

    在AI训练集群中,CPO技术可解决GPU间通信瓶颈,支持万卡级AI集群高效训练,例如英伟达GB200超级芯片采用CPO技术实现800Gb/s互联。

    国际巨头博通、英伟达、英特尔等已推出CPO交换机原型机,如博通2024年51.2TCPO交换机,并计划2026-2027年规模化商用。国内相关厂商中,天孚通信布局FAU和ELS封装;罗博特科主攻硅光和CPO设备;华懋和环旭则在CPO/NPO先进封装领域发力;大功率光源ELS环节主要参与者有源杰科技、永鼎股份、仕佳光子、长光华芯等;而致尚科技、太辰光、炬光科技、蘅东光、博创等在MPO、Fau/Mpc和shufflebox等细分环节均布局。此外,曦智科技、奇点光子等企业推出CPO原型系统,无锡芯光互连技术研究院开发1.6TCPO样机。

    OIO光学输入输出

    OIO是一种广义的光互联技术,旨在通过高带宽高密度的光接口解决大容量芯片间的通信瓶颈。

    其并非单一的产品形态,而是涵盖了多种光互联技术,包括CPO等。

    OIO技术可以彻底摒弃传统的铜线电气I/O,消除了板级电气走线的瓶颈,将带宽密度提升至1Tbps/mm(3D封装)并将延迟降低至纳秒级,能效提升相比CPO低一个数量级。

    该技术目前仍处于实验室研发阶段,目前面临封装工艺、散热设计和成本等挑战。但长期来看有望重构计算架构,为下一代数据中心架构提供新可能,预计2030年后逐步商用。

    OCS全光电路交换

    光电路交换(OCS)是全光网络架构,基于光束偏转控制原理,通过动态光路调整实现光信号交换。

    OCS被认为是与CPO/OIO等并行的远期替代电交换机的技术方案,三者协同形成“板级→机柜级→数据中心级”的全光交换矩阵。

    OCS交换机原理图:

    OCS主要聚焦机柜间、数据中心间的长距离光互联(跨度从米级到百公里级)。

    海外巨头不断升级AI计算集群架构,谷歌在数据中心网络和TPU中大量引入OCS技术,第七代TPUIronwood集群采用超节点架构,单个集群可集成数万颗TPU芯片,将配置多达2000多台OCS交换机。早前英伟达推出Spectrum-XGS以太网,为OCS应用提供高效的软件生态。

    谷歌国内OCS产业链相关配套厂商包括德科立(整机)、赛微电子(MEMS芯片代工)、光库科技(代工由子公司武汉捷普生产)等。中际旭创作为谷歌数据中心光模块的主力供应商,产品适配OCS系统的高速互联需求。

    在核心零部件中,腾景科技全球钒酸钇晶体生产的领先企业,炬光科技透镜阵列产品全球领先;蓝特光学、永新光学、福晶科技和光纤阵列组件的太辰光等均有所布局。Polatis与国内厂商凌云光开始合作,凌云光已建立从器件设计到系统集成再到场景落地的完整OCS技术链条。

    整体来看,光互联产业链涵盖从基础材料到终端应用的完整生态。当前光互联方案百家争鸣,行业景气度正在从高速光模块扩散至线缆、OCS、CPO等新兴方案。算力的加速爆发有望推动下游数据中心、电信网络和新兴市场等实现价值场景落地。

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