摘要：未来AI工厂的宏伟蓝图背后，一项名为OCS的光通信技术正在谷歌、英伟达等科技巨头的推动下悄然崛起，它可能解决数据中心面临的高能耗和延迟两大痛点。

> 未来AI工厂的宏伟蓝图背后，一项名为OCS的光通信技术正在谷歌、英伟达等科技巨头的推动下悄然崛起，它可能解决数据中心面临的高能耗和延迟两大痛点。

在算力需求呈指数级增长的今天，超大规模数据中心和高密度AI集群正面临前所未有的挑战：传统电交换机在处理海量数据流时带宽受限、功耗惊人、延迟显著。

光路交换机（OCS）作为一种创新性的全光信号交换设备，通过直接在光域内完成信号路由，消除了光电转换环节，显著降低了延迟和功耗。

OCS（Optical Circuit Switch，光路交换机）是一种基于全光信号的交换机设备，其工作原理是通过配置光交换矩阵，在任意输入和输出端口间建立光学路径以实现信号的直接交换。

与传统电交换机不同，OCS无需进行光电信号转换和相应的数据包处理过程。现有的技术路径主要包括MEMS方案、数字液晶技术、光波导方案等。

谷歌已经在其TPU v4集群中部署了OCS技术，显著缩短了大型语言模型的训练时间。其拓扑灵活性和部署优势让AI训练效率大幅提升。

传统电交换机好比一位“翻译官”，将输入的光纤数据转换成电信号进行处理，待处理完毕后再将电信号转换回光信号输出。这个过程耗时又费力。

这种OEO（光-电-光）转换过程存在诸多关键性挑战：带宽限制、功耗问题、时延问题、扩展性不足等。

随着网络数据量剧增，数据中心每隔两三年就需要对Spine层进行一次升级，带来了巨大的成本开销。

OCS通过在光域内直接完成信号交换，减少了延迟、降低了升级的成本开销。它无需进行端口速率的频繁迭代，通过光路重定向即可实现跨代设备的无缝互联，大幅提高硬件使用寿命。

目前OCS领域存在三条主要技术路径：MEMS方案、数字液晶技术（DLC）、压电陶瓷直接光束偏转（DBS）方案。

MEMS方案的核心应用客户为谷歌，参与厂商数量也较多；DLC方案目前主要由Coherent研发，已经在逐步导入CSP的供应链；DBS方案为Polatis的独家技术，目前仍未完全成熟。

每种技术方案都有其特点和优势。LCoS方案依托反射式SLM实现纯相位调制，无需机械运动，能达成像素级精细控制，支持任意光谱整形与信道带宽动态重构。

谷歌的OCS设计采用136×136规格（128个端口，外加8个用于链路测试和维修的备用端口），输入输出为两个光纤准直器阵列。

科技巨头们已经积极行动起来。2025年7月，开放计算项目基金会（OCP）宣布成立新的光路交换（OCS）子项目，成员包括iPronics、Lumentum、Coherent、谷歌、Lumotive、微软、nEye、NVIDIA等。

谷歌是OCS技术“饮头啖汤”的玩家，在其Jupiter数据中心网络中大量引入了OCS。半导体分析机构SemiAnalysis报告指出，谷歌的OCS定制化网络使其整个网络吞吐量提升了30%，功耗降低了40%。

Lumentum已在OCS上赚到“第一桶金”，其OCS业务已实现向两家超大规模云厂商出货，第三家超大规模客户即将出货。公司预计相关业务未来有望带来数亿美元的收入贡献。

国内华为则推出了数据中心全光交换机Huawei OptiXtrans DC808，采用MEMS技术，可实现高速且稳定的全光交换，还在日本Interop Tokyo 2025展上获得了Best of Show Award特别奖。

根据市场调研机构Cignal AI的预测，2025年之后会有更多厂商投资于OCS领域，考虑到OCS在数据中心核心层、人工智能集群等部署量有望持续增长，预计到2029年市场规模有望超过16亿美元。

QYResearch的预测更为乐观，他们认为全球全光交换（OCS）交换机市场规模到2031年将达到20.22亿美元，2025至2031年复合增长率（CAGR）为17.12%。

谷歌研究人员通过计算发现，OCS硬件部分和相关光纤组件成本低于整个超级计算系统成本的5%，且功耗低于系统总功耗的3%，展现出成本与效能优势。

OCS产业链可分为上游光学零部件、中游核心器件和下游整机制造三个主要环节。

上游主要包括光纤准直器、微透镜阵列、光学相位调制器等光学零部件；中游涵盖MEMS芯片、液晶芯片等核心器件；下游则是OCS整机集成和系统部署。

在光学零部件领域，国内企业如天孚通信、腾景科技为Coherent等OCS厂商供应核心精密光学元件。

核心器件方面，赛微电子已为谷歌供应MEMS-OCS核心组件，技术壁垒高；光库科技则专注于薄膜铌酸锂调制器，是高速光通信核心组件供应商。

整机制造环节，恒为科技近期在国际权威的葡萄牙国际通信展上公布了OCS光交换产品系统方案细节，称其节能40-65%，网络性能提升2.5倍。

德科立（688205.SH）在互动平台表示，公司400G相干模块已实现小批量试产，硅基OCS获海外样品订单。但公司也坦言，OCS市场热度高、技术难度大，大规模应用仍需时日。

菲菱科思则相对谨慎，公司表示已经关注到行业内的技术动态与新品方向，但目前相关解决方案仍处于预研调研阶段。

凌云光在投资者问答中透露，公司光通信业务围绕AI驱动的大规模算力基础设施建设，代理引入了OCS全光交换、PWB光子引线键合、空芯光纤测试与熔接等产品和解决方案。

恒为科技被认为是国内首家推出光交换机的上市公司，在世界范围内也是第二家。公司联合北京大学、香港科大、麻省理工等著名高校以及华为技术、Meta等企业，将陆续推出多款OCS光交换产品。

尽管OCS本身能够显著降低功耗，但GPU功耗仍在持续飙升，这使得液冷技术成为OCS部署的重要协同创新。

液冷头部企业奇宏（AVC）8月营收同比增加91.75%，连续8个月环比增长。公司今年1至8月累计营收突破773.61亿新台币，较去年同期增长73.82%。

这反映出AI服务器散热与机机箱业务的强劲需求。下半年GB300和ASIC液冷散热需求有望持续增长。

在国内市场，英维克、申菱环境等液冷厂商也有望受益于OCS技术普及带来的协同效应。

尽管OCS前景广阔，但其发展仍面临多重挑战。从技术层面看，OCS切换速度（毫秒级）仍不及电交换机（纳秒级），大规模商用进度或不及预期。

OCS技术还存在着较高的前期部署成本、插入损耗、重配置时延等问题。行业竞争加剧可能导致价格战，中美科技摩擦也会带来供应链风险。

中信证券提醒道，AI数据中心使用OCS仍处在早期阶段，大部分厂商仍在积极研发。德科立也坦言，公司未将OCS作为营收预算中的重要部分。

OCS技术有望引领下一个光子通信时代。国盛证券更是直言，OCS有望引领下一个光子通信时代。

随着超大规模数据中心和高密度AI集群的发展，未来OCS技术将发挥重要作用，同时液冷渗透率也将逐步提升。

技术创新仍在持续推进。MixNet的研究成果为大规模MoE训练和新型智算超节点的高效能组网开辟了全新技术路径。

当各地的数据中心被同一个以太网联结起来，内部数以十万计的计算节点协同运作，OCS这种端口数多、带宽大的交换技术，将更适用于数据中心间的上层网络交换。

谷歌、微软、英伟达等科技巨头已经纷纷布局OCS技术。谷歌的实践表明，OCS定制化网络能使整个网络吞吐量提升30%，功耗降低40%，数据流完成时间缩短10%。

光通信技术正从细微的连接解决方案走向重塑全球算力格局的中心舞台。随着技术不断成熟和成本逐渐下降，OCS有望从超大规模数据中心的专用技术逐步走向更广泛的应用领域，为整个数字世界提供更加强大、高效、绿色的连接基础。

特别申明：文章基于市场公开信息整理编制，仅用于行业信息交流，不构成任何投资建议！​​​​

来源：建股资讯