> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # AI算力与光互联技术发展总结 ## 核心内容 AI算力的迅猛增长显著超过网络带宽的提升速度，导致光互联技术面临升级需求。为应对这一挑战，系统级协同与定制网络成为关键趋势，推动光互联从Scale Out向Scale Up及Scale Across扩展。高速光模块（如1.6T）与硅光技术加速发展，CPO（共封装光学）和NPO（近封装光学）技术逐步实现产业化，成为下一代光互联解决方案的核心。 ## 主要观点 1. **算力与网络增速的不匹配** - 2020年至2024年，算力增长28倍，而PCIE带宽仅增长2倍，GPU内存增长2.4倍，网络成为算力释放的瓶颈。 - 系统级协同设计（如NVIDIA的NVLink、NVSwitch）与定制网络架构（如Google的Virgo、Meta的NSF、AWS的RNG）是解决这一问题的核心路径。 2. **光模块技术演进** - 800G仍是当前主流，1.6T快速渗透，3.2T为下一代目标。 - 传统EML方案占据主导，硅光模块因高集成度与可量产性加速发展，预计2028年渗透率将达60%。 - 硅光模块采用外置III-V族激光器，通过CMOS兼容工艺制造，具有高集成度和规模化潜力。 3. **有源器件技术** - **DSP**：负责信号重建，是光互连系统的核心芯片，支持高阶调制与高速率。 - **TIA/Driver**：用于信号放大和整形，确保光信号质量，目前由海外厂商主导。 - **PD**：光电转换起点，性能直接影响光模块的接收灵敏度与误码率。 4. **无源器件技术** - **光隔离器**：通过法拉第效应实现单向光传输，防止反射光干扰。 - **FAU/DFAU**：用于光信号与芯片的精确耦合，是CPO系统中的关键组件。 - **保偏光纤**：维持光信号偏振稳定性，是CPO与长距离光传输的重要媒介。 5. **光互联传输技术** - **MPO**：高密度活动连接器，支持多通道并行传输，向16/32芯演进。 - **MT插芯**：精密注塑件，具备高密度、低损耗特性，高端产能紧缺。 - **光纤芯数升级**：144、288、864芯已成常态，3,456芯光缆用于超大型数据中心。 ## 关键信息 ### 光模块与光芯片技术趋势 - **1.6T光模块**：成为主流，硅光技术逐步替代传统EML方案。 - **3.2T光模块**：下一代目标，预计2027年将开始应用。 - **硅光芯片**：集成调制器、波分复用器、探测器等，预计2028年需求达17.14亿颗，CAGR为62%。 ### 光互联架构演进 - **Scale Up**：光引擎与芯片共封装，使用短距离铜缆或光互联技术，未来将向3D/2.5D封装发展。 - **Scale Out**：采用可插拔光模块，未来硅光与3.2T技术将逐步替代。 - **Scale Across**：跨数据中心互联，使用相干光模块（如ZR/ZR+），实现远距离、高速率传输。 ### CPO/NPO技术细节 - **CPO**：光引擎与ASIC/XPU共封装，使用FAU实现光纤耦合，关键在于激光器可靠性、耦合精度与封装效率。 - **NPO**：光引擎近ASIC，可拆卸设计，提升维护便利性，已应用于NVIDIA的NVLink@技术。 - **3D封装**：由台积电主导，采用SoIC-X技术，实现光引擎与芯片垂直集成。 ### 核心组件与技术指标 - **调制器**：包括MRM（微环调制器）、EAM（电吸收调制器）、MZM（马赫-曾德尔调制器），NRZ与PAM4为主要调制方式。 - **FAU/DFAU**：实现高密度光纤与芯片的精确耦合，对准精度需达亚微米级。 - **保偏光纤**：用于维持偏振稳定性，是CPO系统与长距离传输的关键。 ### 光纤与布线需求 - **单模光纤**：用于长距离传输，G.652D为主流，G.654.E用于跨城DCI。 - **多模光纤**：用于短距离传输，OM4/OM5为当前主流，支持800G模块。 - **MPO**：支持高密度连接，向16/32芯演进，成为AI集群布线的结构刚需。 ### 产业链相关公司 - **中际旭创**：全球领先的高速光模块制造商，覆盖400G/800G/1.6T模块，产品适配CPO与NPO场景，客户包括英伟达、谷歌、Meta等。 - **天孚通信**：无源器件与有源光引擎一体化供应商，产品涵盖FAU、透镜、MT插芯等，直供中际旭创、博通等。 - **薰东光**：专注于CPO配套无源器件，如DFAU、FAU、保偏耦合模组，国内少数可批量交付高精度组件的厂商。 - **仕佳光子**：具备IDM能力，提供CPO配套的CW DFB激光器、AWG、FAU等，覆盖有源与无源器件。 ## 投资与风险提示 - **行业评级**：看好，预计未来6个月行业回报高于沪深300指数5%以上。 - **公司评级**：根据未来6个月相对沪深300指数的涨幅，分为买入、增持、持有、减持、卖出。 - **风险提示**：地缘政治风险、美国AI需求不及预期、技术迭代风险、上游物料供应限制等。 ## 总结 AI算力的爆发式增长推动光互联技术加速演进，从传统可插拔光模块向1.6T、硅光、CPO/NPO等高带宽、低功耗方案发展。核心组件如DSP、TIA、PD、FAU、保偏光纤等技术不断升级，推动光互连向更高密度、更低损耗方向演进。产业链中，中际旭创、天孚通信、薰东光、仕佳光子等企业逐步占据重要位置，成为CPO/NPO及高速光模块的关键供应商。未来光互联将向系统级协同、高密度布线、高集成度封装等方向持续发展，相关企业有望受益。