OCS光电路交换机

AI时代数据中心网络架构的关键技术

OCS(Optical Circuit Switching,光电路交换机)是一种通过纯光学反射/折射原理实现信号路由与交换的网络设备,无需光电转换即可直接在光信号层面完成交换。

40亿+
2026年预计市场规模(美元)

核心观点摘要

OCS光电路交换机作为AI时代数据中心网络架构的关键技术,目前正处于从0到1的产业化初期阶段,由谷歌等科技巨头引领,并逐步向其他云厂商渗透。其核心驱动力来自于AI算力需求爆发下传统电交换机在功耗、延迟和成本方面的瓶颈,以及OCS技术在能效和性能上的显著优势,未来随着技术成熟和成本下降,有望在数据中心交换市场占据重要份额。

技术突破

理论速率上限达到电交换机的1000倍,无需光电转换,有效降低来回转换延时与能量消耗。

AI算力需求

AI大模型训练和推理对算力需求呈指数级增长,谷歌TPU快速增长,预计2025/2026年分别出货200万/300万颗。

成本效益

减少光电转换环节,降低能耗和运营成本。硬件可跨代级重复利用,降低升级成本。

OCS发展时间轴

2015年左右
谷歌开始研发OCS技术
2023年
谷歌在ACM COM会议上强调OCS进展,处于早期部署阶段
2023年12月
瑞典三维电子完成OCS性能验证并获批量订单
2024年
Coherent和Lumentum宣布OCS产品开始交付
2025年8月
多家券商(天风、长江、东北证券等)集中发布OCS光交换机研报,市场关注度急剧提升
2025-2026年
预计OCS需求快速增长,2026年市场规模有望达到40亿美金

产业链分析

上游:核心元器件
  • MEMS振镜/微镜阵列:赛微电子、芯动联科、凌云光、威唐工业
  • 光纤阵列单元(FAU):天孚通信、光库科技、杰普特
  • 滤光片/精密光学元件:东田微、腾景科技
  • 分路器:仕佳光子
  • 光源:源杰科技、光迅科技
  • 光纤环形器:光迅科技、腾景科技
  • 波分复用器:光迅科技、腾景科技
  • 光纤连接器:太辰光、康宁
中游:OCS系统/模块
  • OCS光交换系统:finisar(II-VI)、Lumentum、Coherent(高意)
  • 光模块:中际旭创、新易盛、光迅科技
  • 代工:德科立(Lumentum代工商)、光库科技
下游:应用与解决方案
  • 云厂商:谷歌、Meta、AWS、微软
  • 交换机厂商:锐捷网络、中兴通讯、紫光股份、华为
  • 解决方案提供商:德科立、凌云光

核心玩家对比

腾景科技
竞争优势

通过Coherent(高意)给谷歌供应上游光学器件,深度绑定谷歌;实控人原先就是高意的VP,有深厚行业背景

业务进展

目前公司产品在OCS收发模组中ASP约800美金,为公司带来3.5亿营收增长;有配套波分复用环形器与光模块配套光器件

潜在风险

目前处于样品试制和小量测试验证阶段,实际放量时间和规模存在不确定性

逻辑纯粹度:高
赛微电子
竞争优势

MEMS芯片代工市占率全球第一,MEMS-OCS晶圆启动小批量试生产

业务进展

境内子公司与MEMS-OCs晶圆及其他硅光芯片晶圆相关的工艺开发工作仍在进行中

潜在风险

技术尚未完全成熟,量产能力有待验证

逻辑纯粹度:高
光库科技
竞争优势

已成为谷歌OCS开关主供;微连接产品应用于OCS/WSS模块中,有望成功进入博通FAU供应体系

业务进展

在OCS领域有实质性进展,已成为主供

潜在风险

市场竞争加剧,份额可能被侵蚀

逻辑纯粹度:高
德科立
竞争优势

Lumentum代工商,负责OCS整机代工;持续跟进OCS(光交换)、CPO、50GPON等新技术趋势

业务进展

作为Lumentum的代工商,直接参与OCS整机制造

潜在风险

代工业务利润率可能较低,依赖单一客户风险

逻辑纯粹度:中等

OCS光电路交换机概念股票

股票名称 分类 项目 产业链 行业 投资逻辑 消息来源
赛微电子 MEMS振镜 MEMS芯片代工 MEMS-OCs晶圆 光学部件 MEMS芯片代工市占率全球第一,公司境内子公司与MEMS-OCs晶圆及其他硅光芯片晶圆相关的工艺开发工作仍在进行中 互动
凌云光 MEMS振镜 MEMS微镜方案 微软Azure AI超算 光学部件 MEMS微镜方案送样微软Azure AI超算 网传纪要
威唐工业 MEMS振镜 MEMS微振镜 工业领域客户 光学部件 MEMS微振镜已正式进入批量生产阶段,已在工业领域客户取得批量订单 互动
天孚通信 光纤阵列单元 FAU光纤阵列单元 A股市占率第一 光学部件 FAU光纤阵列单元市占率A股第一,30% 网传纪要
光库科技 光纤阵列单元 微连接产品 OCS/WSS模块 光学部件 微连接产品应用于OCS/WSS模块中,公司有望成功进入博通FAU供应体系 公告
杰普特 光纤阵列单元 控股炬阵光电 FAU产业 光学部件 通过控股炬阵光电切入FAU产业 官微
东田微 滤光片 成像类光学元器件 安卓手机滤光片 光学部件 2024年成像类光学元器件业务营收4.59亿元;安卓手机滤光片市占率30-40% 年报/网传纪要
腾景科技 滤光片 精密光学元组件 OCS全光交换机 光学部件 有少量精密光学元组件产品应用于OCS全光交换机领域的海外客户产品中;OCS光学模组(准直器/环形器)通过Coherent间接供应谷歌 互动/网传纪要
仕佳光子 分路器 PLC分路器芯片 市占率第一 光学部件 PLC分路器芯片市占率第一,54% 公开资料
德科立 解决方案 OCS全光交换 新技术趋势 解决方案 持续跟进OCS(光交换)、CPO、50GPON等新技术趋势,预研相关产品;Lumentum代工商,负责OCS整机代工 公告/网传纪要
凌云光 解决方案 OCS全光交换 光通信产品 解决方案 布局了OCS全光交换、全自动光子引线键合等全球领先的光通信产品和解决方案 互动
中际旭创 解决方案 OCS产品 商业保密 解决方案 互动提问公司是否有OCS产品时,表示公司为客户提供产品信息基于商业保密原因不便披露 互动
紫光股份 传统厂商 交换机 市占率国内第二 传统厂商 2024年交换机市占率国内第二,34.8% 公开资料
锐捷网络 传统厂商 交换机 市占率国内第三 传统厂商 2024年交换机市占率国内第三,14% IDC数据
中兴通讯 传统厂商 交换机 市占率国内第五 传统厂商 2024年交换机市占率国内第五,2.1% 机构研报
共进股份 传统厂商 华为代工 800G交换机 传统厂商 为华为代工800G交换机,并承接超30%的份额 网传纪要

风险与挑战

技术风险
  • 切换时间长:OCS切换时间约10-20ms(含校准过程),影响动态场景下的传输效率
  • 量产能力不成熟:OCS产业链尚未完全成熟,量产难度较高
  • 损耗大:光信号在反射、耦合过程中损耗较高,需额外放大或补偿
商业化风险
  • 成本高:单端口成本约300-500美元,一个光交换机含三四百个端口,售价8-10万美元
  • 市场接受度:目前OCS主要应用于谷歌网络顶层,尚未在北美其他大厂大规模推广
  • 应用场景限制:OCS缺乏包处理能力,无法像电交换机那样灵活处理数据包
政策与竞争风险
  • 技术路线竞争:CPO/OIO等并行发展,可能分流市场
  • 行业竞争加剧:更多厂商进入该领域,竞争可能加剧
  • 地缘政治风险:OCS核心技术可能受到出口管制,影响国内厂商发展

投资启示

综合结论

OCS光电路交换机作为AI时代数据中心网络架构的关键技术,目前正处于从0到1的产业化初期阶段。其核心驱动力来自于AI算力需求爆发下传统电交换机在功耗、延迟和成本方面的瓶颈,以及OCS技术在能效和性能上的显著优势。然而,OCS技术仍面临诸多挑战,且商业化进程可能慢于市场预期。

最具投资价值的细分环节
  • 核心元器件供应商:特别是MEMS振镜/微镜阵列、光纤阵列单元(FAU)、精密光学元件等核心元器件供应商,如赛微电子、腾景科技、光库科技等
  • OCS系统/模块制造商:如Lumentum、Coherent等国际巨头,以及其代工商德科立
  • 深度绑定谷歌的供应商:如腾景科技、光库科技等,通过深度绑定谷歌,有望率先受益于OCS产业化
投资策略建议
  • 短期关注催化剂:关注谷歌TPU出货量、Lumentum和Coherent的业绩进展、更多云厂商采用OCS技术等催化剂
  • 长期关注技术进展:关注OCS技术成熟度、成本下降进展、产业链成熟度等长期因素
  • 注意预期差:警惕市场对OCS技术成熟度、商业化进程、市场规模等方面的过度乐观预期
需要重点跟踪和验证的关键指标
技术指标
  • OCS切换时间是否能够缩短
  • 光信号在反射、耦合过程中的损耗是否能够降低
  • MEMS振镜等核心技术的成熟度和量产能力
商业化指标
  • 谷歌TPU实际出货量和OCS采购量
  • Lumentum、Coherent等公司OCS业务收入贡献
  • 其他云厂商对OCS技术的采用进度
产业链指标
  • 腾景科技、赛微电子等国内厂商的订单情况和产能扩张进度
  • OCS核心元器件的供应情况和价格变化
  • 产业链上下游合作进展