📋 总结 本文是一份关于OCS(光电路交换机)产业链及光模块行业的深度更新交流,核心内容涵盖OCS的技术路线对比、谷歌与英伟达的OCS应用进展、产业链价值量分布,以及头部光模块公司的业绩前瞻与投资建议。 1. OCS四大技术路线及优劣势对比 MEMS方案:成熟度最高,市占率60%-70%。优势是静态传播
- MEMS方案:成熟度最高,市占率60%-70%。优势是静态传播效率高、速率快;劣势是端口切换需算法校准导致耗时、机械结构寿命受限且维修成本高(300+端口中坏一个需换整片阵列)。核心玩家为谷歌(代工)和Lumentum,旭创、新易盛也在跟进。
- 液晶方案:成熟度次之,市占率20%-30%。优势是端口数可做得极大(512×512);劣势是算法复杂、时延偏高、效率稍低。需用钒酸钇晶体消除偏振态影响,核心玩家为Coherent(考瑞)。
- 压电陶瓷方案:体积大、装配精度要求高,实际量产应用极少。
- 光波导方案:时延极低,但插损极高、串扰严重,端口数极难做大(目前仅64通道成熟,128通道差),代表合作方为德科立与Afronics。
- 应用场景:从传统的DCI长距互联,向Scale-up(GPU卡间)和Scale-out(脊交换机层)渗透。OCS网络支持动态调整,可优化网络架构,但高度依赖软件算法(Know-how所在)。
- 谷歌架构演进与配比:
- TPU v4:TPU与光模块配比约1:1.5。
- 新架构(R5 V7):跨柜用OCS互联,端口升级至288个,TPU与OCS配比约192:1。
- 14万卡集群:最理想状态下,OCS与GPU配比约1:144,光模块与GPU配比约1:4。考虑实际应用配置不满,今年谷歌400-500万张卡对应OCS实际需求约2万台(比例约1:200多)。
- 英伟达目前仅采购十几台做试验,未规模采用。原因在于OCS会侵蚀其高护城河的电交换机芯片(CPU)份额,且自身无OCS硬件方案,适配开发软件难度大。
- 行业痛点:插损问题(长距+多端口)、端口密度(需用单纤双向的800G EML光模块升级)、故障管控(需强软件适配)。
- 需求与整机代工:当前需求主力为谷歌,后续看Meta/英伟达。Lumentum和Coherent因产能问题出货低于预期,市场期待光库承接MEMS外溢代工。谷歌整机代工以Celestica(天弘)为主,部分给Fabrinet。
- 器件价值量:MEMS方案中,光库和炬光单台价值量约5000-6000美金;液晶方案中,腾景提供钒酸钇晶体,单台价值量最高可达2-3万美金,弹性标签突出。
- NPO与1.6T需求:传闻亚马逊NPO订单被旭创否认,公司指引千万级NPO需求大概率来自谷歌(以3.2T光引擎为主,单价1000美金出头),若旭创拿到500-600万只,将带来超百亿利润增量。此外,明年1.6T需求预期达7000-8000万只,旭创整体利润预期70-80亿,当前估值偏低。配置优先推荐旭创、新易盛。
- 一季报与二线标的:市场传闻一季报下修(旭创不到50亿,新易盛不到40亿),但均在可接受范围内(物料紧张已被认知)。一季报消化后,在行业强贝塔下,二线光模块(光迅、华工、剑桥等)弹性可能更大。
- 国内MEMS芯片制作难度极大(二维阵列、高精度、电压控制),短期难以替代Lumentum等海外大厂。
- 液晶方案核心原材料矾酸钇晶体目前由Coherent自供为主,外供主要由腾景(更积极)和福晶(觉得利润率一般)提供,未来偏振分光件可能用玻璃棱镜降本。
- 液晶方案中的准直器实为2D光纤阵列+透镜阵列,国内有能力做的厂商较多,核心在于能否进入Coherent(福州高意)供应链。福晶则处于偏上游材料的综合性晶体供应商位置。
- TPU v4阶段:一个超节点有64个TPU机柜(每个机柜64张卡,共4096张卡),使用48台OCS,每台调用128个端口,链路6144条。OCS侧直接插光纤,机架侧用光模块做光电转换,TPU与光模块配比约为1:1.5。
- 去年5月谷歌推荐的新架构(R5 V7):单柜内64张TPU用铜缆直连,跨柜间通过光模块接光纤插到外部OCS交换机柜,144个机柜组成9216张卡的超节点。同样使用48台OCS,但端口数提升至300端口以上(实际调用288个)。此时单论Scale-up,TPU与OCS配比约为192:1。
- 14万卡集群:由16个9216张卡的超节点组成。Scale-up内部OCS共768台(48×16),光模块用量约为14万×1.5=22万只。Scale-out网络包含4608台TOR交换机(一半端口连TPU,一半连Leaf,需7万多只光模块),Leaf和Spine交换机各2300多台(满配64端口光模块,各需约14万只)。核心层使用256台OCS直接插光纤。整体算下来,14万卡集群对应OCS数量1024台,最理想配比约144:1;光模块总量约59万只,配比约1:4。
