OCS全光交换行业深度报告

一句话核心结论：

随着AI算力集群（如谷歌TPU、英伟达GPU）的爆炸式增长，传统电交换机已不堪重负。OCS（全光交换）凭借其“零光电转换”的天然优势——超低时延、超高带宽、超低功耗——正迎来产业化爆发前夜。预计到2029年，市场规模将突破16亿美元，成为智算中心网络架构升级的关键基础设施。

关键信息归纳：

1. OCS是什么？为什么现在火了？

• 定义：OCS是一种直接在光域切换光信号路径的技术，全程无需像传统交换机那样先把光变成电再变回光。
• 核心痛点：AI大模型训练需要成千上万张GPU/TPU卡高速互联，传统电交换机成了带宽瓶颈、功耗大户和成本黑洞。
• OCS三大优势：
• 速率无关：无论是800G还是未来的3.2T，都能无缝支持，免去频繁升级的麻烦。
• 功耗极低：省去了光电转换环节，能耗可比传统方案降低30%-40%。
• 高扩展性：能轻松支持大规模端口互联，满足万卡级AI集群的需求。

2. 技术路线之争：四大门派各显神通

目前主要有四种技术路线，各有优劣，尚未有绝对赢家：

• MEMS（微机电系统） 谷歌Apollo OCS采用此方案，技术成熟，但良率和可靠性是挑战。
• 液晶（LCoS） Coherent主推，无机械部件，可靠性高，但切换速度慢。
• 压电陶瓷（DLBS） Polatis主推，光路损耗和回波损耗表现优异，适合大端口数场景。
• 硅光波导：iPronics等公司押注，理论切换速度最快（微秒级），与CMOS工艺兼容，成本潜力巨大，但目前插损较大。

3. 核心应用场景：AI算力的“高速公路”

• Scale-up（纵向扩展）：用于TPU/GPU芯片间的超高速互连。例如，谷歌最新的Ironwood TPU Superpod就用了48台288端口OCS来连接9216颗芯片。
• Scale-out（横向扩展）：用于数据中心Spine层（骨干网）的交换，替代传统的电交换机，构建更高效、更节能的Fat-tree网络。
• Scale-across（跨域扩展）：未来将用于跨数据中心（DCI）的长距离互连，打破单个数据中心的功率和容量限制。

4. 市场与产业链：巨头引领，国产加速

• 市场规模：2025年约4亿美元（主要由谷歌驱动），预计2029年将超16亿美元，四年复合增长率高达41%。
• 海外龙头：谷歌（自研+外采）、英伟达（战略推动）、Coherent、Lumentum等。
• 国内相关公司（重点关注）：
• 中际旭创：子公司TeraHop已推出64x64硅光子OCS样机。
• 天孚通信：作为光纤阵列（FAU）龙头，是OCS核心零部件供应商。
• 腾景科技：提供精密光学元组件（如钒酸钇晶体），受益于不同技术路线。
• 德科立：其SOA光放大器有望用于解决硅光波导方案的损耗问题，并已获海外OCS样品订单。

5. 重要澄清：OCS不是光模块的敌人，而是伙伴

• 互补关系：OCS负责交换，光模块负责连接。两者协同工作，才能构建完整的光网络。
• 共存策略：英伟达提出，在Leaf层用CPO（共封装光学）电交换机处理突发流量，在Spine层用OCS处理稳定的大带宽流，组合使用可将功耗降至最低。

总结给投资者和产业界听：

OCS是AI算力时代催生的全新赛道，正处于从0到1向1到N跨越的关键节点。

• 短期：关注已进入谷歌等大厂供应链的核心零部件（如FAU、精密光学件）厂商。
• 中期：关注在硅光波导等下一代技术路线上取得突破的整机或芯片公司。
• 长期：OCS有望成为智算中心的标配，市场空间广阔，具备先发优势和技术壁垒的企业将脱颖而出。