谷歌OCS光交换机深度纪要(二)

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Q:在国际市场中,Silex、康宁太辰光在 OCS 领域分别扮演什么角色?

A: 在国际 OCS(光交换机)市场中,Silex、康宁太辰光虽均为供应链参与者,但角色定位不同,分别聚焦于核心芯片代工、关键组件设计和组件制造代工,形成了 “设计 - 代工 - 制造” 的协作关系。首先是Silex,作为瑞典专业 MEMS 代工厂商,其在 OCS 领域的核心角色是谷歌独家 MEMS 芯片代工商—— 谷歌自主设计 OCS 所需的 MEMS 芯片(核心控制部件),但不具备芯片制造能力,因此委托 Silex 进行生产。Silex 凭借成熟的 MEMS 制造工艺(如高精度小镜子加工、转轴集成),确保谷歌 MEMS 芯片的良率和性能,是谷歌 OCS 供应链中不可或缺的核心环节。目前 Silex 在 OCS MEMS 芯片代工领域的市场份额极高,年营收已达到七八亿美元,其中来自谷歌的 OCS 芯片订单占比显著。其次是康宁,作为全球领先的光学组件厂商,其在 OCS 领域的角色是光纤阵列组件的设计者—— 光纤阵列是 OCS 设备的关键部件,负责将多根光纤精准排列,实现光信号的高效输入输出,其设计精度直接影响 OCS 的光路稳定性。康宁凭借在光学设计领域的技术积累,为谷歌等 OCS 设备厂商设计定制化的光纤阵列组件,提供从设计方案到技术规范的完整支持,但康宁自身不负责组件的大规模制造,而是将制造环节外包。最后是太辰光,作为国内光学组件制造企业,其在 OCS 领域的角色是康宁光纤阵列组件的制造代工商—— 太辰光承接了康宁约 70% 的光纤阵列组件制造订单,按照康宁的设计图纸和技术要求,完成组件的生产、组装和初步测试,然后交付给康宁,再由康宁整合后提供给谷歌等终端客户。太辰光在 OCS 供应链中处于中游制造环节,不参与核心设计,主要依靠制造能力获取订单,是 OCS 组件供应链中的重要代工力量。综合来看,Silex、康宁、太辰光在 OCS 供应链中形成了分工协作:Silex 负责核心芯片制造,康宁负责关键组件设计,太辰光负责组件制造,三者共同支撑谷歌等终端厂商的 OCS 设备生产。

Q:国内外厂商在 OCS 领域中的布局如何,哪些厂商可能成为核心受益者?

A: 国内外厂商在 OCS(光交换机)领域的布局呈现 “国际巨头主导、国内厂商追赶” 的态势,布局重点集中在核心技术研发和供应链整合;未来能够掌握关键技术、具备规模化能力的厂商,有望成为核心受益者。从国际厂商布局来看,谷歌CoherentLumentum 是核心玩家:谷歌聚焦于 “自主设计 + 代工生产”,自主研发 MEMS 芯片和 OCS 系统集成方案,委托 Silex 代工芯片、Lumentum 代工整机,是 OCS 技术的推动者和最大采购方;Coherent 专注于硅基液晶方案,自主研发并生产 OCS 设备,已与 Oracle、微软英伟达建立合作,是硅基液晶方案的领军者;Lumentum 则通过与德科立合作开发光机系统,加速 OCS 设备研发,试图抢占 MEMS 和硅基液晶两个赛道。此外,Silex(MEMS 代工)、康宁(光纤阵列设计)等供应链厂商也在积极布局,巩固自身在核心环节的地位。从国内厂商布局来看,西智科技、中兴通讯、华为、炬光科技是主要参与者:西智科技专注于硅光技术,与燧原、中兴通讯合作推进 OCS 组网,聚焦于兼容性 OCS 方案;中兴通讯、华为则依托自身光通信技术积累,研发 MEMS 和硅基液晶方案 OCS 设备,目标是服务国内 AI 数据中心;炬光科技则聚焦于 OCS 关键部件微透镜阵列(MLA) 的研发和生产,已进入部分 OCS 设备厂商的供应链,成为微透镜阵列领域的重要供应商。从核心受益者来看,国际市场中,Silex(谷歌独家 MEMS 代工)、Coherent(硅基液晶方案龙头)有望持续受益于 OCS 市场增长;国内市场中,掌握硅光技术的西智科技、具备微透镜阵列产能的炬光科技,以及具备系统集成能力的中兴通讯、华为,若能在技术成熟度和商业化进度上突破,有望成为国内 OCS 市场的核心受益者。此外,具备规模化制造能力的供应链厂商(如太辰光),也可能随 OCS 市场扩张获得更多订单。

Q: OCS系统中的关键部件有哪些,各自对应哪些供应链环节及潜在价值量?

A: OCS(光交换机)系统的关键部件主要包括MEMS 芯片、FAU(光纤阵列单元) 和MLA(微透镜阵列),这三类部件分别对应 OCS 供应链的 “核心控制”“信号输入输出”“光路校准” 环节,且具备显著的潜在价值量,是供应链关注的核心焦点。首先是MEMS 芯片,作为 OCS 系统的核心控制部件,其功能是通过小镜子的角度调整实现光路切换,直接决定 OCS 的性能(如切换速度、端口数量)。从供应链环节来看,MEMS 芯片属于 “核心设计 + 专业代工” 模式 —— 谷歌等终端厂商自主设计芯片,委托 Silex 等专业 MEMS 代工厂生产。从潜在价值量来看,每台 OCS 设备通常需要使用两块 MEMS 芯片,单块芯片成本约 3000 美元,因此单台设备的 MEMS 芯片成本总计 6000 美元,是 OCS 设备中价值量最高的部件。若按谷歌计划部署 2 万台 OCS 设备计算,仅 MEMS 芯片就可带来 1.2 亿美元的市场空间。其次是FAU(光纤阵列单元),其功能是将多根光纤精准排列,实现光信号的高效输入输出,是 OCS 系统的 “信号出入口”。从供应链环节来看,FAU 属于 “设计 + 制造代工” 模式 —— 康宁负责 FAU 的设计,太辰光等厂商负责制造代工。从潜在价值量来看,在 136×136 端口配置的 OCS 设备中,单台设备的 FAU 成本约为 1000 美元;若部署 2 万台设备,FAU 对应的市场空间约为 2000 万美元。最后是MLA(微透镜阵列),其功能是准直发散的激光束,确保光信号在传输过程中的稳定性,属于光路校准环节的关键部件。从供应链环节来看,MLA 通过半导体工艺加工制造,炬光科技等厂商是主要供应商。从潜在价值量来看,单个 MLA 通道的价格约为 1 美元,一台 OCS 设备通常包含约 270 个通道,因此单台设备的 MLA 成本约为 270 美元;若部署 2 万台设备,MLA 对应的市场空间约为 540 万美元。综合来看,仅 MEMS 芯片、FAU、MLA 三类核心部件,2 万台 OCS 设备就可带来超过 1.45 亿美元的市场空间;若未来 OCS 设备出货量增长至 10 万台,这三类部件的市场空间将超过 7 亿美元,具备巨大的潜在价值。

Q: MEMS芯片除应用于 OCS 外,还有哪些潜在场景及市场机会?

A: MEMS 芯片除应用于 OCS(光交换机)外,还广泛适用于精密控制、传感、光学设备等多个领域,这些领域的市场需求持续增长,为 MEMS 芯片厂商提供了多元化的市场机会,并非局限于光通信领域。第一个潜在场景是激光陀螺仪,激光陀螺仪是航空航天、船舶导航等领域的核心设备,用于测量角速度,其精度直接决定导航系统的准确性。MEMS 芯片凭借高精度的机械控制能力(如微型转轴的角度调整),可作为激光陀螺仪的核心控制部件,实现对激光束传播路径的精准调控,提升陀螺仪的测量精度和稳定性。目前航空航天产业的发展(如商业航天、无人机导航)正推动激光陀螺仪需求增长,进而带动 MEMS 芯片的市场需求。第二个潜在场景是手持投影仪,手持投影仪需要将光源通过光学系统投射成清晰的图像,其中 MEMS 芯片可作为精密调控器件,控制微镜的角度变化,实现对投射图像的像素级调整,提升图像清晰度和色彩还原度。随着消费电子市场对便携投影设备的需求增加(如商务办公、家庭娱乐),手持投影仪的出货量持续增长,MEMS 芯片作为核心部件,市场机会显著。第三个潜在场景是激光雷达,激光雷达是自动驾驶、智能安防等领域的关键设备,用于实现环境感知和距离测量。MEMS 芯片可利用其高精度微镜控制能力,调整激光束的扫描方向和角度,实现对周围环境的快速、精准扫描,相比传统机械激光雷达,MEMS 激光雷达体积更小、成本更低、可靠性更高。目前自动驾驶产业正从测试阶段向商业化阶段过渡,激光雷达的需求呈爆发式增长,MEMS 芯片作为 MEMS 激光雷达的核心部件,市场潜力巨大。此外,MEMS 芯片还可应用于医疗设备(如微创手术器械的精密控制)、工业传感(如压力传感器、加速度传感器)等领域。综合来看,MEMS 芯片的应用场景广泛,除 OCS 外,激光陀螺仪、手持投影仪、激光雷达等领域的市场机会均具备百亿美金级潜力,为相关厂商提供了多元化的发展空间,降低了对单一市场的依赖。

Q:当前在 OCS 领域中,微透镜阵列(MLA)的需求情况如何,主要供应商有哪些,其价格和市场前景如何?

A: 当前在 OCS(光交换机)领域中,微透镜阵列(MLA)的需求呈现 “刚性增长” 态势,无论是 MEMS 方案还是硅基液晶方案的 OCS 设备,均需配备 MLA 以确保光路稳定;主要供应商包括炬光科技等,价格相对稳定,未来市场前景广阔,随 OCS 设备出货量增长而持续扩大。从需求情况来看,MLA 是 OCS 设备的 “刚需部件”,其核心功能是准直发散的激光束 —— 在 OCS 设备中,光信号从光纤输出后会自然发散,若不进行准直,会导致光信号衰减、光路偏移,影响传输效率和稳定性;而 MLA 通过阵列化的微型透镜,可将发散的激光束校准为平行光,确保光信号在传输和反射过程中的稳定性。因此,无论是 MEMS 方案(依赖光反射)还是硅基液晶方案(依赖光折射),均需在光信号传输路径中配置 MLA,不存在 “替代方案”,需求具备刚性。随着 OCS 设备出货量的增长(如谷歌每年部署 1 万台以上,未来预计增长至 10 万台),MLA 的需求也将同步刚性增长。从主要供应商来看,目前国内厂商炬光科技是 OCS 领域 MLA 的核心供应商之一,已进入部分头部 OCS 设备厂商的供应链,作为二级供应商(二供)提供 MLA 产品;此外,部分 OCS 设备厂商(如谷歌)为保障供应链安全,也自行建立了 MLA 生产线,实现部分 MLA 的自主供应,但仍需外部供应商补充产能。国际厂商中,康宁Lumentum 等虽具备 MLA 研发能力,但主要聚焦于自有 OCS 方案的配套,对外供应较少,因此当前 OCS 领域 MLA 的供应商以国内厂商为主。从价格和市场前景来看,MLA 的价格相对稳定:单个 MLA 通道的价格约为 1 美元,一台 OCS 设备通常包含约 270 个通道,因此单台设备的 MLA 成本约为 270 美元,占 OCS 设备总成本的比例较低(约 5%),价格波动对 OCS 设备整体成本影响较小。从市场前景来看,若按未来 OCS 设备出货量预测(2030 年可能达到 5-10 万台,长期有望达到 30 万台),MLA 的市场规模将从当前的数百万美元增长至数亿美元;此外,随着 OCS 设备端口数量的增加(如从 136×136 扩展至 300×300),每台设备所需的 MLA 通道数量也将增加,进一步提升 MLA 的单位设备价值量。因此,MLA 在 OCS 领域的市场前景广阔,具备持续增长潜力。

Q: OCS中的发射和接收模组涉及哪些关键组件,其成本构成及主要供应商情况如何?

A: OCS(光交换机)中的发射和接收模组是 “光路校准系统” 的核心组成部分,主要涉及激光芯片、探测器芯片、无源光学器件等关键组件;其成本构成以 “有源芯片 + 无源器件” 为主,主要供应商包括 Lumentum腾景科技等,形成了 “模组集成 - 器件供应” 的供应链体系。从关键组件来看,发射和接收模组的核心组件可分为两类:一是有源组件,包括激光芯片(用于发射校准用激光束)和探测器芯片(用于接收校准激光束,判断光路是否偏移),这两类芯片是模组的 “核心功能部件”,直接决定校准精度和稳定性;二是无源光学器件,包括滤光片(过滤杂光,确保校准激光纯度)、准直透镜(将激光束校准为平行光)、棱镜(改变激光传播方向)、隔离器(防止激光反射干扰,保护激光芯片),这些器件用于优化激光束的传输路径,提升校准效率。从成本构成来看,单套发射或接收模组的总成本约为 1000 美元,其中各部分成本占比明确:有源组件(激光芯片 + 探测器芯片)成本最高,约占总成本的 60%-70%,主要因为这类芯片对波长稳定性、功率控制精度要求极高,制造难度大;无源光学器件成本约占 15%-20%,单套模组的无源器件成本约为 150 美元,虽占比不高,但对器件的精度要求同样严格;其余成本为模组的组装、测试和封装费用,约占 10%-15%。从主要供应商来看,供应链呈现 “国际厂商主导模组集成,国内厂商主导无源器件” 的格局:一是模组集成供应商,以 Lumentum 为核心,Lumentum 具备激光芯片、探测器芯片的研发能力,可自主完成发射和接收模组的集成、测试,为谷歌等 OCS 设备厂商提供完整的模组产品,是当前 OCS 发射 / 接收模组的主要供应商;二是无源器件供应商,国内厂商腾景科技是核心参与者,主要供应滤光片、准直透镜、隔离器等无源光学器件,目前已进入 Lumentum 等模组集成商的供应链,承接了大部分无源器件订单,是 OCS 无源器件领域的重要供应商。此外,国内的舜宇光学水晶光电等厂商也在积极布局 OCS 无源器件领域,试图抢占市场份额,但目前腾景科技的市场份额仍处于领先地位。

Q:二色向分光片在 OCS 中的作用是什么,其技术特点及市场供应情况如何?

A: 二色向分光片是 OCS(光交换机)光路校准系统中的 “波长筛选关键部件”,通过对特定波长光信号的选择性透射或反射,实现校准光路与数据光路的分离,确保校准功能精准运行;其技术特点是 “高精度波长选择性”,市场供应高度依赖具备复杂镀膜工艺的专业厂商。从核心作用来看,二色向分光片的核心功能是区分 OCS 系统中的 “校准光信号” 和 “数据光信号”,避免两者相互干扰:在 OCS 设备中,校准系统使用的激光波长通常为 850 纳米(用于光路校准),而数据传输使用的光信号波长通常为 1310 纳米(用于数据收发)。二色向分光片通过特殊的镀膜工艺,实现对这两种波长的 “选择性处理”—— 对于 850 纳米的校准光信号,允许其透射通过,进入校准系统的探测器芯片,用于判断光路是否偏移;对于 1310 纳米的数据光信号,则将其反射回数据传输路径,阻止其进入校准系统,避免干扰校准精度。这种 “波长筛选” 功能是确保 OCS 校准系统独立、精准运行的关键,若没有二色向分光片,校准光与数据光会相互干扰,导致校准失效或数据传输错误。从技术特点来看,二色向分光片的核心技术壁垒在于复杂镀膜工艺:为实现对特定波长的精准筛选,需要在镜片表面镀上多层不同材质、不同厚度的薄膜,每层薄膜对特定波长的光信号产生干涉效应,最终实现 “850 纳米透射、1310 纳米反射” 的效果。这种镀膜工艺对薄膜的材质纯度、厚度均匀性、层数控制要求极高,任何微小的工艺偏差都会导致波长筛选精度下降,影响 OCS 的整体性能。此外,二色向分光片还需具备高透光率(对 850 纳米光信号的透光率需达到 90% 以上)、高反射率(对 1310 纳米光信号的反射率需达到 95% 以上)和长期稳定性(镀膜层不易磨损、氧化),进一步提升了技术难度。从市场供应情况来看,当前二色向分光片的供应商主要是具备复杂镀膜工艺的专业光学厂商,包括国际厂商康宁、Edmund Optics和国内厂商腾景科技舜宇光学:国际厂商技术成熟,产品精度高,但价格较高,主要供应谷歌Coherent 等高端 OCS 设备厂商;国内厂商通过技术攻关,已掌握核心镀膜工艺,产品精度接近国际水平,价格更具优势,主要供应国内 OCS 设备厂商(如中兴通讯、西智科技),同时也在逐步进入国际供应链。目前市场供应相对稳定,但由于技术壁垒较高,供应商数量较少,具备规模化生产能力的厂商更是稀缺,因此二色向分光片的供应仍处于 “供不应求” 的状态,尤其是在 OCS 设备出货量快速增长的背景下,优质供应商的产能成为关键瓶颈。

Q:谷歌的 TPU 集群是如何通过 OCS 交换机实现互联的,具体的硬件配置和网络拓扑结构是怎样的?

A: 谷歌从 TPU v4 型号开始,就通过标准化的硬件配置和创新的网络拓扑,结合 OCS 交换机实现 TPU 集群的高效互联。在硬件配置上,每个机架包含 16 块板卡,每块板卡集成 4 个 TPU 芯片,因此单个机架的 TPU 总数为 16×4=64 个。为满足数据传输需求,每个 TPU 配备 4 个 PCIe 连接器和 16 个 OSFP 连接器:其中部分 OSFP 接口专门用于跨机架的光纤互联,负责集群内不同机架间的远距离数据传输;其余 OSFP 接口则用于机架内部的铜缆连接,实现机架内 TPU 之间的低时延通信。从集群整体规模来看,一个完整的 TPU 集群由 64 个这样的机架组成,TPU 总数达到 64×64=4096 个,而实现这些 TPU 互联的核心是48 台 OCS 交换机—— 每台 OCS 交换机提供 128 个端口,48 台交换机的总端口数为 48×128=6144 个,恰好与 64 个机架(每个机架需 96 个外部互联端口)的总端口需求完全匹配,确保无端口资源浪费。在网络拓扑上,该集群采用3D Cube(三维立方体)拓扑结构:这种结构将 TPU 节点按三维坐标分布,部分芯片通过铜缆实现机架内部的短距离互联,仅需少量芯片通过 OCS 交换机进行跨机架的对外互联,大幅降低了跨节点通信的复杂度。同时,谷歌还定义了特殊的连接规则,例如在 3D Cube 结构中,对面两个节点共享一台 OCS 交换机,但分别占用不同端口,既优化了交换机资源的分配效率,又避免了端口复用导致的带宽损耗,确保每路数据传输都能达到预期带宽。此外,通过计算可知,每个 TPU 平均使用 1.5 个 800G 光模块进行对外通信,这一配置平衡了通信带宽与成本,为大规模 TPU 集群的稳定运行提供了硬件支撑。

Q:谷歌在其数据中心中为何选择长芯博创作为 DAC 和 AEC 产品供应商,目前其市场份额如何?

A: 谷歌选择长芯博创作为 DAC(直接连接电缆)和 AEC(有源电缆)产品供应商,核心基于长期合作基础与供应链适配性,而长芯博创在谷歌生态中的市场份额也因这种独特优势处于领先地位。从合作背景来看,长芯博创与谷歌的合作并非首次:早期长芯博创主要为谷歌供应 MPO 光纤线,这类产品用于设备间的光纤连接(如从 TPU 的 OSFP 端口到交换机的端口),凭借稳定的产品质量和及时的交付能力,长芯博创逐渐获得谷歌的信任,为后续合作奠定基础。随着谷歌数据中心对高速互联需求的提升,长芯博创进一步进入谷歌的铜缆供应链,目前正重点布局 AEC 产品 —— 这类产品两端集成了采购自 Marvell 的 Retimer 芯片,能提升高速信号的传输稳定性,单条 800G AEC 的售价约为 350 美元,可满足 TPU 集群中高带宽、长距离的信号传输需求。从市场份额来看,在谷歌的 DAC 市场中,长芯博创占据约 30%-40% 的份额,其余份额由安费诺、Molex 等传统连接器厂商瓜分;而 AEC 产品目前尚未大规模供货,因此长芯博创暂未形成绝对垄断份额,但已凭借先发优势占据一定先机。值得注意的是,长芯博创的竞争优势在于 “谷歌生态适配性”:相比主要服务 AWS 的新易盛、集中服务英伟达供应链的安费诺,长芯博创更专注于谷歌的需求定制,能快速响应谷歌对电缆接口、传输速率的个性化要求,这种 “专属适配” 使其在谷歌供应链中具备不可替代性。

Q:谷歌的数据中心为何仅部分 TPU 采用 OCS 方案,而非全面部署,未来这一比例是否会发生变化?

A: 谷歌当前仅 40%-50% 的 TPU 采用 OCS 方案,核心原因是OCS 的技术特性与不同业务场景的需求不匹配,而未来随着 OCS 技术迭代和业务需求变化,这一比例有望逐步提升。从当前未全面部署的原因来看,主要有两点:一是 OCS 的适用场景存在局限性 ——OCS 的核心优势是低时延、低功耗,但切换速度为毫秒级,更适合深度训练大模型等 “流量稳定、无需频繁调整路径” 的高性能计算场景;而谷歌的传统业务(如谷歌地图、搜索引擎)以及为第三方 AI 公司提供的训练任务,对网络灵活性要求更高(需频繁调整数据传输路径),且对时延的敏感度低于大模型训练,传统电交换机的纳秒级切换速度更能满足这类场景需求,因此无需部署 OCS。二是业务对网络拓扑和算法的需求差异 —— 不同业务的计算逻辑不同,对应的网络拓扑(如星型、环形)和数据调度算法也存在差异:OCS 需要预先配置固定光路,与部分业务的动态拓扑需求不兼容,而电交换机的全连接模式能灵活适配多种拓扑,因此谷歌需根据业务特性选择性部署 OCS。从未来趋势来看,这一比例大概率会上升:一方面,OCS 技术在持续进步—— 切换速度正从毫秒级向微秒级突破,端口扩展能力也在提升,未来能适配更多场景;另一方面,谷歌的大模型训练业务占比在持续增加,TPU 集群规模不断扩大,对低时延、低功耗的需求会更强烈,而 OCS 相比传统电交换机的成本优势(长期使用可节约 30% 成本)和功耗优势(降低 40% 功耗)会更凸显。因此,随着技术成熟和需求升级,谷歌将逐步扩大 OCS 在 TPU 集群中的部署比例,预计未来 3-5 年内可能提升至 70% 以上。

Q:谷歌当前及潜在的 OCS 市场规模如何估算?

A: 谷歌当前及潜在的 OCS 市场规模,可通过 “TPU 集群规模与 OCS 配置比例” 的对应关系估算,核心取决于谷歌 TPU 的总保有量及 OCS 的配套比例。从当前估算逻辑来看,以谷歌成熟的 4096 TPU 集群为基准:该集群包含 64 个机架(每机架 64 个 TPU),需配套 48 台 128 端口的 OCS 交换机,由此可算出 “OCS 与 TPU 的配置比例” 为 48÷4096≈1.2%,即每 100 个 TPU 约需 1.2 台 OCS 交换机。基于这一比例,结合谷歌 TPU 的保有量可估算 OCS 需求:若谷歌当前拥有 100 万张 TPU,对应的 OCS 需求量为 100 万 ×1.2%=1.2 万台;若 TPU 保有量达到 200 万张,OCS 需求量则增至 2.4 万台。根据行业数据推测,谷歌目前可能已拥有 200 万张甚至更多 TPU,但需注意的是,并非所有 TPU 都需配套 OCS—— 仅用于大模型深度训练的 TPU 集群会部署 OCS,而用于传统业务的 TPU 仍使用电交换机,因此实际 OCS 部署量需根据 “OCS 适配 TPU 占比”(当前约 40%-50%)进一步调整,例如 200 万张 TPU 中,实际需配套 OCS 的数量约为 2.4 万台 ×50%=1.2 万台,这与谷歌当前每年部署 1 万台以上 OCS 的公开信息基本吻合。从潜在市场规模来看,未来随着谷歌 TPU 保有量的增长(预计每年新增 50-100 万张)和 OCS 适配比例的提升(从 40%-50% 增至 70% 以上),OCS 需求量将持续增加:若 5 年后 TPU 保有量达到 500 万张,OCS 适配比例提升至 70%,对应的 OCS 需求量将达到 500 万 ×1.2%×70%=4.2 万台,潜在市场规模将较当前增长 3 倍以上。

Q: OCS市场规模及发展前景如何,与电交换机相比有哪些差异?

A: 当前 OCS 市场仍处于初期发展阶段,规模较小但增长潜力巨大,其与电交换机在市场规模、应用阶段上存在显著差异,未来两者将长期互补而非替代。从 OCS 市场规模及发展前景来看:当前全球 OCS 市场规模约为个位数亿美元,年出货量仅几千台级别,主要采购方为谷歌、英伟达等少数科技巨头,应用场景集中在高端 AI 数据中心的 TPU/GPU 集群互联。但随着 AI 大模型训练对低时延、低功耗网络需求的激增,OCS 市场将进入快速增长期:预计到 2029 年,市场规模将增长至 18-20 亿美元;长期来看,若 OCS 技术进一步成熟(如切换速度提升至微秒级、成本下降 30%),应用场景扩展至中小型数据中心、边缘计算节点,市场规模有望突破 60 亿美元。从与电交换机的差异来看,核心体现在三个方面:一是市场规模差距悬殊—— 电交换机是成熟的网络基础设施,年出货量约 80-100 万台,对应市场规模达 200 亿美元,是 OCS 的 10 倍以上;二是应用阶段不同—— 电交换机已实现全场景覆盖(从家庭、企业到数据中心),而 OCS 仍局限于高端 AI 数据中心的特定场景;三是核心定位不同—— 电交换机以 “灵活性” 为核心优势,适配高频动态流量场景;OCS 以 “低时延、低功耗” 为核心优势,适配稳定流量场景,两者针对的需求痛点不同,未来将在数据中心内形成 “电交换机负责底层动态互联、OCS 负责上层稳定互联” 的互补格局,而非 OCS 替代电交换机。

Q:英伟达和博通正在推动 CPO(共封装光学)交换技术,与 OCS 相比,两者在技术特点和应用场景上有何区别?

A: CPO(共封装光学)与 OCS(光交换机)虽同属光通信技术,但在技术原理、核心特点和应用场景上存在明确区别,两者无绝对优劣,而是针对不同需求场景的差异化选择。从技术特点来看:CPO 技术的核心是 “芯片与光引擎共封装”—— 将交换芯片与光模块(光引擎)集成在同一封装内,减少光信号从芯片到光模块的传输距离,从而降低时延和功耗,同时具备更高的灵活性:由于与交换芯片深度集成,CPO 可实时响应数据流量变化,动态调整传输路径,切换速度接近电交换机的纳秒级;且 CPO 与英伟达 GPU 采用深度绑定设计,能完美适配英伟达的 NVLink、NVSwitch 生态,确保 GPU 集群的通信效率。而 OCS 技术的核心是 “全光路径切换”—— 通过 MEMS 反射镜或硅基液晶分子控制光信号路径,无需光 - 电 - 光转换,完全基于光学原理实现互联,因此时延更低(接近光速)、功耗更省(比电交换机低 40%),但灵活性较弱:光路需预先配置,切换速度为毫秒级,无法应对高频动态流量。从应用场景来看:CPO 更适合数据灵活性要求较高的场景,例如 AI 大模型的实时推理(需频繁调整数据流向)、云计算中的多租户动态资源分配(需快速适配不同用户的流量需求),尤其在英伟达 GPU 主导的 AI 数据中心中,CPO 能最大化发挥 GPU 的算力优势。OCS 则更适合数据流固定、无需频繁调整路径的场景,例如大模型的深度训练(流量模式稳定,一次配置后长期使用)、数据中心上层网络的冗余保护(仅在设备故障时切换光路),尤其在谷歌 TPU 集群这类定制化算力集群中,OCS 的低时延、低功耗优势能充分发挥。

Q: Coherent采用硅基液晶技术开发相关产品,该技术是否存在不足?

A: 硅基液晶技术并非存在 “绝对不足”,其所谓的 “短板” 本质是技术特性与特定场景需求的不匹配,不能脱离应用场景简单判定技术优劣,不同技术路线的选择均基于厂商对场景需求的判断。从硅基液晶技术的特性来看,其核心优势是全固态设计(无运动部件)、驱动电压低(无需上百伏高压)、寿命长(约为 MEMS 方案的十倍)、成本略低(单台设备约 4 万美元,低于 MEMS 的 5 万美元),这些优势使其在对可靠性和成本敏感、对切换速度要求不高的场景中极具竞争力。但从另一角度看,该技术也存在 “场景局限性”:最显著的是切换速度较慢,当前仅能达到毫秒级,无法满足对切换速度要求较高的场景(如数据中心底层网络的高频动态互联),这一特性使其难以替代 MEMS 方案在高端动态场景中的应用;此外,硅基液晶技术的端口扩展能力相对有限,当前主流端口规模为 128×128,较 MEMS 方案的 320×320 存在差距,在超大规模集群互联场景中需多台设备级联,增加了系统复杂度。但需强调的是,这些 “局限性” 仅在特定场景下成立:例如在英伟达 AI 数据中心的服务器与交换机连接场景中,流量模式稳定,切换需求低频,硅基液晶的毫秒级切换速度已能满足需求,此时其寿命和成本优势反而成为核心竞争力。因此,Coherent 选择硅基液晶技术,是基于对目标场景(中低速、高可靠、低成本)的精准判断,而非技术存在 “缺陷”;若场景需求发生变化(如需要更快切换速度),厂商也可通过技术迭代(如优化液晶分子响应速度)弥补短板,而非技术本身存在无法克服的不足。

Q:谷歌在下一代 OCS 方案中与德科立合作情况如何?

A: 谷歌在下一代 OCS 方案中与德科立建立了深度合作关系,合作模式以 “联合开发(JDM 模式)” 为核心,覆盖核心部件研发与整机代工,未来若合作方案落地,将为双方带来显著的商业价值。从具体合作内容来看,双方的核心合作方向是OCS 光路的核心光机系统联合开发:谷歌基于自身下一代 TPU 集群的需求(如端口规模提升至 300×300、切换速度降至微秒级),向德科立提出详细的技术指标和性能要求;德科立则凭借在光机系统设计、精密制造领域的经验,负责核心光机系统的研发与测试,包括光路校准模块、微透镜阵列集成等关键环节,确保最终产品能与谷歌的 TPU 芯片无缝适配。这种 JDM 模式(Joint Design and Manufacturing,联合设计与制造)的优势在于,谷歌能深度参与研发过程,确保产品符合自身生态需求,而德科立则可借助谷歌的需求牵引,提升技术水平,形成差异化竞争力。除核心部件联合开发外,德科立还为谷歌的合作伙伴 Lumentum 提供OCS 整机代工服务:Lumentum 作为谷歌下一代 OCS 方案的潜在整机供应商,将核心部件(如 MEMS 芯片、光机系统)交由德科立进行组装、测试,生产出完整的 OCS 整机设备,再交付给谷歌。据行业信息推测,这部分代工业务预计将为德科立带来大几千万美元的年收入。从未来合作潜力来看,若谷歌最终选用德科立参与开发的 OCS 方案,单套系统的价值约为 2 万美元 —— 假设谷歌下一代 OCS 设备年部署量为 5000 台,仅这一合作就可为德科立带来 1 亿美元以上的收入,显著提升其在 OCS 供应链中的地位。当前双方合作已进入实质性研发阶段,核心光机系统的原型机测试进展顺利,未来有望在 2-3 年内实现商业化落地。

Q:光库科技在当前 OCS 产业链中的角色是什么,其产能及收入情况如何?

A: 光库科技在当前 OCS 产业链中扮演 “OCS 核心部件代工商” 的角色,主要通过为下游厂商提供代工生产服务参与产业链,当前产能和收入规模受下游需求(尤其是谷歌的部署进度)影响较大,但未来增长潜力明确。从产业链角色来看,光库科技并非 OCS 整机厂商,也不自主研发核心芯片,而是聚焦于 OCS 关键部件的代工生产:其通过与捷普(全球知名电子制造服务商)合作,承接 OCS 设备中部分光学部件(如光耦合器、光纤阵列)的制造订单,按照下游客户(如 Lumentum、谷歌供应链厂商)的设计图纸和技术规范,完成部件的加工、组装和初步测试,再交付给客户进行后续集成。这种代工模式的优势是无需承担核心技术研发风险,可快速切入 OCS 产业链;但劣势是对下游客户的依赖度较高,收入增长受客户订单量直接影响。从产能及收入情况来看,光库科技当前的 OCS 相关部件年产能约为两三千台(对应整机所需部件量),由此带来的年收入约为几千万美元,在其整体营收中的占比约 10%-15%,规模相对较小。产能和收入受限的核心原因是谷歌当前尚未大规模扩产 OCS 设备:谷歌当前 OCS 部署仍集中在部分 TPU 集群,年新增 OCS 设备约 1 万台,对应的部件需求有限,导致光库科技的代工订单无法快速增长。但从未来潜力来看,随着谷歌下一代 OCS 方案的推进(预计未来 3 年 OCS 年部署量增至 3-5 万台),以及光库科技逐步拓展其他客户(如英伟达、微软供应链),其 OCS 相关产能有望提升至每年 1 万台以上,对应的收入规模可能突破 1 亿美元,成为公司重要的增长引擎。此外,光库科技正通过优化代工工艺、提升良率,降低生产成本,未来在 OCS 代工领域的竞争力有望进一步增强。

Q:谷歌使用的OCS单机成本拆分:

1、MEMS微镜阵列 使用量1组,单价10000美金,价值量占比较高,在50%以上,主要是谷歌自研及赛微电子代工

2、波分/环形器光模块 使用量128个,单个单价200美金,价值量占比相对较高,10-15%,主要是Coherent、Lumentum、旭创等供应,为谷歌定制

3、准直器阵列 使用量128套,单个单价350美金,价值量占比相对较高,15-20%,腾景科技通过Coherent间接供应

4、光学元件 单价使用价值量在800美金左右,价值量占比相对较低,5%以下,腾景科技是主要供应商,份额在50%左右

5、FAU(光阵列单元),使用量64个,单个价值量在30美金,价值量占比中等,5-10%,光库科技、天孚通信、太辰光等

6、控制与校准系统,使用量1套,一套单价1500美金,价值量占比10%左右,谷歌自研,Lovenant、Cloudline

7、整机测试,单套1万美金,价值量占比15-20%