OCS(Optical Circuit Switch,光路交换机)是一种直接在光域内进行信号路由和切换的设备,它通过物理方式改变光信号的传输路径,无需进行光电转换(O-E-O),从而显著提升了数据传输效率并降低了功耗。随着AI算力需求的爆发式增长,OCS因其高带宽、低延迟和低能耗的特性,正成为下一代数据中心和智算集群网络的核心技术。
1.OCS 技术解析
OCS 的核心在于通过光开关单元(如MEMS微镜或液晶阵列)直接操控光信号的物理路径,在任意输入/输出端口间建立专用的端到端光路。
2.主流技术方案
目前 OCS 主要有三种技术路径,它们各有特点:
MEMS(微机电系统)通过调节微镜阵列的角度反射光束,实现光路切换。端口扩展能力强(可达320x320),成本较低,切换速度快(≤10ms),相对成熟。谷歌、Lumentum、光迅科技。
DLC(数字液晶)利用液晶分子的电光效应改变光折射率,使光路发生偏转。无机械磨损,寿命长,运行可靠性高,驱动电压低(<10V)。Coherent(原II-VI)。
DLBS(直接光束偏转)采用压电陶瓷驱动二维准直器阵列,通过微位移实现直接对准。为Polatis的独家技术,目前仍未完全成熟。Polatis
其中,MEMS方案是目前最主流的选择,市场占比超过70%。
3.主要应用场景
1.AI算力集群:用于成千上万颗GPU之间的高速互联,解决梯度同步的瓶颈。谷歌在其TPU v4/v5 Pod中大规模部署OCS,构建3D Torus拓扑,使模型训练速度显著提升。
2.数据中心Spine-Leaf架构:应用于Spine(核心)层,替代传统电交换机,连接大量Leaf(接入)交换机,减少设备数量,降低复杂度。
3.电信骨干网与城域网:用于长距离、大容量的数据传输,降低跨地域数据中心的通信延迟。
4.Scale-Across(跨数据中心扩展):作为英伟达等公司提出的“第三种Scale”,OCS帮助将地理分散的数据中心互联成一个统一的“AI超级工厂”。
4.存在问题
OCS技术仍面临成本高企(端口成本约是电交换的5倍)、技术标准不统一(不同厂商设备互联互通困难)以及运维复杂度高(光信号故障检测难)等挑战。
5.OCS产业链主要受益者 上游核心光器件、中游整机制造。
腾景科技:为Coherent、Lumentum等供应核心光学器件(如折射棱镜、衍射光栅),是OCS交换机的关键部件供应商。风险:应收账款高 流动性差 大概率会再融资…
赛微电子:MEMS芯片代工核心厂商,为国际巨头(如Lumentum)代工MEMS光开关芯片。风险是网上爆吹的瑞士silex股权已经卖掉了。而且公司口碑一般。
$光库科技(SZ300620)$ :铌酸锂调制器龙头,产品支持800G以上速率,适配OCS的多波长传输需求。ocs交换机代工。好公司好概念但估值太贵盈利能力有待考察,收购仍未完全落地,且看订单是否能如小作文般落地,毛利率能否回升。回调值得参与。
德科立:传说中谷歌OCS整机供应商,自主研发“光子路由引擎”,深度参与DCI项目。DLC 技术路线尚未规模化验证,ocs已获得样品订单,没有传说中的量产。营收增速跑输股价,核心创始股东大减持,需观察产品是否能真正落地。
$光迅科技(SZ002281)$ :实现MEMS-OCS量产的厂商,192×192端口产品已通过谷歌认证,并进入华为供应链。净利率太低经营现金流为负。
$天孚通信(SZ300394)$ :OCS系统采用的光纤准直器、透镜等光学基本材料主要供应商,产品直接用于光模块和光交换机。公司在CPO领域布局的FAU(光纤阵列单元)技术可提升光互联密度,适配OCS高集成需求 。除了市值高之外都挺好的,规模太大ocs带来的弹性较小,长远看星辰大海,需要一定耐心。
炬光科技(688167):有微透镜阵列可用在OCS但价值低,公司持续亏损,股价已过渡反馈。
凌云光(688400):检测设备专家,为Lumentum、谷歌的OCS产线提供透镜阵列校准设备,精度误差< 0.01%,保障光器件生产的高精度要求,同时推出OCS全光交换解决方案。风险在于DBS 技术为 Polatis 独家专利,凌云光仅为代理商;超算中心订单周期长,现金流压力大。
长芯博创(300548):拥有微光机电(MEMS)、硅光子技术平台,构建了覆盖设计、制造到测试的全产业链能力。其基于MEMS技术的光开关器件产品已完成设计定型,该产品是OCS技术路线中3D MEMS方案的核心部件,据传已送样谷歌。同时公司第一大客户便是谷歌,其AOC/MPO拥有谷歌30%份额,光模块已获得谷歌小批量订单,AEC通过验证,长芯博创持续导入谷歌新产品,有理由相信其光开关器件是为谷歌ocs交换机研发,且机会较大。而不管是Spectrum-XGS以太网,还是全光互联OCS,都会加强GPU互联、提升通道数,所以利好MPO连接器。谷歌是OCS主推,所以长芯博创核心受益。博创的风险在于“光进铜退”铜缆业务下滑,光模块和电信有可能持续亏损,新产品落地有不确定性。但在ocs概念股中,是为数不多已有业绩落地且明年不超过60倍pe的个股并且弹性比较大,确定性远大于风险。后续个股还有事件催化,在这里不多赘述,强烈推荐。