--- author: 老科谈科技股 date: '2026-06-12' guest: '' layout: post.njk source: https://www.youtube.com/watch?v=rNtj7dTE8LM speaker: 老科谈科技股 tags: - optical-communication - data-center-networking - co-packaged-optics - optical-circuit-switching - supply-chain title: 十五分钟说清楚：AI数据中心光通信全解析 summary: 本视频深入浅出地讲解了AI数据中心光通信的核心技术、演进趋势与护城河。从光纤、光收发器到光电共封装（CPO）和光路交换（OCS），系统梳理了各细分赛道的技术原理、关键玩家及行业格局，并指出该领域技术护城河相对有限的特点。 insight: '' draft: true series: '' category: ai-ml area: tech-engineering project: [] people: [] companies_orgs: - Corning - NVIDIA - Broadcom - Arista Networks - Cisco products_models: - NVLink - Spectrum - Quantum InfiniBand - Silicon One media_books: [] status: evergreen --- ### 光通信为何重要 **主持人**: 大家好，欢迎来到这个通过深入分析科技行业大趋势、顺势而为投资科技股的频道。在AI炙手可热的今天，以AI为中心的数据中心正在变成第四次工业革命的核心。AI数据中心，除了众所周知的GPU以外，光通信起到了同样非常重要的作用，而且接下来光通信在AI数据中心的作用只能越来越重要。今天，发挥本人的特长，我就用十五分钟，给投资者深入浅出说清楚什么是光通信，如何应用于AI数据中心，有哪些核心技术、演进趋势、细分赛道、护城河，以及哪些值得特别关注的公司。 ### 铜缆的局限 **主持人**: 我先说为什么数据中心要用光通信。在光通信之前，数据中心普遍使用铜缆，就是以铜为介质的通信。我们平时看到的以太网网线就是最典型的铜缆。你家里的无线路由器的上行接口就是以太网接口，那个线就是以太网线。在WiFi普及之前，家庭上网普遍使用以太网。WiFi在最后一段取代了以太网，但是以太网在企业的内部网络、在数据中心的网络还在广泛使用。以铜为介质的以太网有一个缺陷，也就是以铜为介质的以太网能够实现的速率和距离都是有限的。例如，如果是25Gbps的以太网，最长的距离也就是100米了；如果是40Gbps的以太网，最长的距离也就是30米了；如果是800Gbps的以太网，最长的距离也就是5米了；如果是1.6Tbps的以太网，最长的距离也就是2-3米了。大家知道，在AI数据中心，目前800Gbps已经是主流了，同时1.6Tbps正处于爆发的前夜。以铜为介质的以太网，在1.6Tbps的时代，由于最长距离的限制，将不得不让位于光纤了。 ### 光纤的原理与优势 **主持人**: 为什么光信号在光纤里可以传得很远呢？我给大家解释一下。我们知道，光和平时的WiFi所使用的无线电其实都是一样的，只是光所在的频谱更高。如果你忘记了，请回忆一下高中物理所讲的麦克斯韦方程。麦克斯韦方程证明了光就是另外一种不同频率的无线电波。所以，光通信和无线电通信的原理其实是相通的，只是光通信使用了在可见光附近的频谱，所以叫做光通信。大家知道，光是直线传播的，光纤你可以看成一个长长的玻璃。光在光纤中不停反射，最后可以传得很远。光纤使用的是类似于玻璃的特殊材料，衰减很低。光纤外部包的是反射材料，让光不停反射而丢失的能量很小。这样，光可以传到几百到几千公里。为什么在铜介质里面，当以太网速率从10G、100G飙升到800G甚至1.6T时，距离越来越近呢？简单来说，因为网络速率越大，电信号在铜线里的衰减就越剧烈。以上都是物理规律，也就是说我们无法改变的。目前，**英伟达**在连接跨机柜的GPU时，全部强制换成了光纤和高速光模块。英伟达的**NVLink**，类似于PCIe，是在一个机柜内部使用的，是短距离的通信，即使这样，英伟达也越来越多地使用光纤了。原因是刚才我讲到的，随着速度越来越高，铜介质由于能够支持的距离越来越短，所以就渐渐被光纤取代了。 ### 光纤产业格局 **主持人**: 在光通信中，光纤非常重要。世界上做光纤最重要的公司是美国**康宁公司**，英文为Corning。1970年，康宁发明了世界上第一根低损耗玻璃光纤，彻底改变了人类通信史。中国做光纤最重要的公司是**长飞光纤**、**中天科技**和**亨通光电**。中国的光纤技术在国际上极具竞争力，目前中国厂商占据了全球60%以上的光纤光缆市场，全球70%的产能也集中在中国，而美国的康宁则占领了高端市场。如果把光纤拆开来看，它只是一根比头发丝还细的超纯净玻璃丝，但要让光信号在里面跑几十公里而几乎没有损耗，其背后的核心技术可以说是材料科学和精密制造的巅峰。光纤的核心技术是高纯度石英玻璃棒，它决定了光纤70%的成本和90%的性能。下一代光纤是**空芯光纤**，让光直接在光纤中间的空气或真空管道里跑，这能带来极致的低延迟。大家知道，低延迟是AI数据中心孜孜以求的终极目标。光纤这块全球也就这么几个厂家能够玩得起。在美国市场，投资光纤，你买康宁的股票就够了。 ### 光收发器与激光器 **主持人**: 光纤之上是光的收发器。你可以理解可以发送光信号，也可以从对方接受信号。收和发这两个器件往往集成到一起以支持双向通信，这就是光收发器。光收发器的核心技术是激光光源。普通的手电筒、LED灯或者家里的日光灯发出的光，是向四面八方散射的，如果把这种光放进光纤，走不了几厘米就会全部漏光、消失。激光是超纯净的单色光，它的波长极其单一。激光具有极高的光子密度和高能量，它可以源源不断地向光纤内部注入高功率的光信号。即使跨越太平洋的海底光缆，激光信号也可以在不借助大量放大器的前提下，一口气狂奔几千公里。到了当前的800G和1.6T时代，激光光源不仅仅是重要，它已经成为了整个光模块产业的最高技术瓶颈。谁能做出耐高温、高功率、波长超稳定的激光器芯片，谁就扼住了整个AI光通信帝国的咽喉。这种激光和我们平时科幻小说中的激光武器是非常类似的，大家可以想象它的难度了。现在，数据中心主流的光通信速率是400Gbps和800Gbps，1.6Tbps的光收发器在2027年就会进入大规模的普及，到2030年，3.2Tbps的光收发器就该大规模普及了。大家看到光通信突破的速度了吧，其实是快于半导体制程的突破的速度的。半导体有摩尔定律，其实光通信有自己的类似的摩尔定律，只是比摩尔定律知名度低一些。光通信速度几年就翻倍，而价格却越来越低，这导致了虽然我们整个人类互联网流量大涨，而上网速度却越来越快，价格越来越便宜。 ### 光收发器公司 **主持人**: 做光收发器，美国最领先的两个公司是**Lumentum**和**Coherent**。这两个公司历史上都经历过合并、收购、改名什么的。光收发器领域的频繁合并、收购和改名，本质上是技术太前沿、迭代太残酷等原因导致的。也就是这几年，AI数据中心爆发，这些公司才有了好日子，之前整个赛道都不容易。美国的**Applied Optoelectronics**也是做光收发器的，规模要比另外两个小很多。在中国，光收发器做得最大最好的是**中际旭创**，它的全球市占率近30%，排名全球第一。它的1.6T硅光模块在全球率先实现规模化量产，拿下了全球该品类50%以上的先发份额。中国另外两个是**新易盛**和**天孚通信**，这三个公司合在一起，被股民亲切称作“易中天”。另外，中国还有**光迅科技**。根据行业权威机构最新统计，全球前六大光模块巨头中，中国企业一口气砍下了4个席位。在当下的800G核心市场以及进入量产爬坡阶段的1.6T高端数通市场，中国厂商合并拿下了全球65%以上的份额。 ### 光电共封装CPO技术 **主持人**: 讲完了光的收发器，我接下来说一说比较难以理解的光电共封装**CPO**技术。刚才我讲到的光收发器，其实是可插拔光收发器，或者简单说叫做光模块。在传统的网络架构中，即便数据中心之间全走光纤，电信号在服务器内部依然要经历一段尴尬的旅程。例如电信号从GPU出来，顺着主板上的铜箔电路滑行十几厘米，才能到达光收发器。这十几厘米的铜导线，在1.6T/3.2T的高频下变成了地狱，信号会严重变形。怎么办？我们减少这段距离。如何减少呢？直接拆掉可插拔光收发器的外壳，缩减成了一个微型的光引擎芯片，利用2.5D/3D高级封装技术，像贴贴纸一样直接焊在主芯片（如GPU或交换芯片）的旁边，甚至垂直叠在主芯片上，这就是光电共封装CPO技术。由于在CPO中，光引擎直接贴着芯片，电信号刚出芯片不到1毫米，立刻被光引擎变成了光信号。服务器主板上那些密密麻麻、容易发热和信号衰减的铜线走线彻底消失了。CPO属于光电芯片的范畴。另外，CPO还有很多优点，例如减少了功耗，减小了空间等等。唯一缺点就是由于集成度高，坏了就没有办法修理了。2026年被行业公认为CPO的商用落地元年。**博通（Broadcom）**和英伟达在今年已经开始正式向头部云厂商（如Meta、微软）批量出货集成了CPO技术的网络交换机。CPO使传统的半导体和做封装的公司大大受益，这块大家要仔细去理解。传统上的光收发器是单独卖的，所以也叫做可插拔光模块，通过标准接口连接到电路板上。这样做可插拔光模块的厂商可以直接把产品卖给Google、微软、亚马逊这些云巨头。有了CPO以后，云巨头会把芯片和光收发器一起买了，而做芯片的厂商就那么几个。例如，博通的交换芯片市场份额很高。如果是CPO，那么做光收发器的厂家要先把产品卖给博通，博通再做封装，再卖给云计算厂商。这样的话，博通干脆自研或者定制光收发器好了。在CPO这个大趋势下，半导体公司更加受益，如英伟达、博通、**Marvell**、**Intel**等等。做封装的**台积电**也会受益。值得注意的是，未来3到5年最大的业绩增量可能仍然来自800G/1.6T可插拔光模块，而不是CPO本身。CPO更像是2030年前后逐渐放量的长期趋势。 ### 光网络与交换机 **主持人**: 说完了最难懂的光纤、光收发器和光电共封装CPO，接下来我们说一说光网络。点到点是通信，一点到多点就需要网络了。例如，把10个机架连接起来，最好的方式就是每个机架连到一个交换机的接口。这和平时互联网中的路由器和交换机没有区别，只是有些接口是光接口，有些还是传统的铜缆接口。在AI数据中心，对于延迟和丢包率要求极高，所以属于高性能的交换机。介质之上的通信协议还是以以太网为主。英伟达还有**InfiniBand**，是通过收购以色列的**Mellanox**得到的。InfiniBand和以太网其实很像，只是能够确保不丢包，通过远程直接内存访问大幅度降低延迟。因为InfiniBand是英伟达独有的，所以其它云计算厂商如果自研网络，往往就只能使用开放的以太网方案了。以太网通过改造，也能够实现低延迟，性能已经和InfiniBand区别不大了。在交换机芯片这块，传统上最领先的是博通，AI数据中心也不例外。英伟达也有自己的**Spectrum**以太网交换芯片和**Quantum InfiniBand**交换芯片。Marvell也有自己的交换芯片，是博通的直接竞争对手。**Cisco**几年前也开放了自己的芯片，叫做**Silicon One**系列，既卖芯片，也卖交换机系统。云厂商也都有自己的自研网络芯片和系统。芯片最终需要做成系统，同时需要相应的软件，这时做交换机系统的公司就登场了。它们有**Arista**、Cisco、**Juniper**（Juniper已经被HPE收购了）。其中Arista更加侧重于数据中心，是AI以太网网络建设最大的受益者之一。Cisco仍然是行业老大，老大往往比较封闭，别人很难和它合作搞定制，而Arista更加喜欢开放自己的系统，和云计算厂商搞定制，做得风生水起。另外，中国有华为、中兴通讯，都做数据中心交换机。诺基亚也有数据中心交换机。云计算厂商也都推出了自研的数据中心交换机。 ### 光路交换OCS技术 **主持人**: 接下来我讲一下数据中心最难懂的**OCS**，中文叫做光路交换。刚才讲到了，网络节点其实是一台以太网的交换机，只是接口有可能是铜介质，也有可能是光纤。这个交换机和我们平时看到的企业交换机原理没有什么区别，它需要把收到的光信号转成电信号，把以太网包取出来，找到目的地址，找到相应的接口，发送出去。如果你在大学课程学习过网络基本知识，以太网交换是最基本的网络交换，都会讲到。传统以太网交换机的问题在哪里呢？一是每次交换都会产生延迟，二是未来越来越大的流量使交换机很难处理过来。OCS不解析数据包，也不运行以太网协议，而是把光纤A连接到光纤B，类似于一个可编程、自动化的超大型光纤配线架。OCS本身不关心速率，只要光能通过即可，功耗极低，没有延迟。但是，OCS交换的颗粒度是从一个接口完全到另外一个接口，所以称作光路交换，而不是以太网包交换。OCS不会完全替代以太网交换机，最终将是两个相结合。OCS看起来很新，其实在传统的电信网络早就已经有了，像华为早就有给电信的解决方案，电信不叫OCS，而叫做**OXC**，中文是光交叉连接。在AI数据中心，推动OCS比较激进的是Google。截至2026年，OCS仍属于早期部署阶段。Lumentum和**Lightmatter**在OCS领域都很领先。 ### 数据中心互联 **主持人**: 以上都是在讲数据中心内部的网络。数据中心还需要和其它数据中心的高速互联，这已经是传统的电信光网络的范畴了。美国的**Ciena**，特长就是数据中心和数据中心的互联，以及通过海底光缆的互联。另外值得提起的就是诺基亚，它既有和Ciena类似的数据中心互联光网络，还有数据中心内部的以太网和OCS等等。中国的华为在数据中心网络方面和诺基亚的特长类似。中国的烽火和中兴通讯在光通信领域做得也很齐全。 ### 护城河与行业特点 **主持人**: 好了，我基本上就把数据中心光通信和光网络的技术以及各个细分赛道的玩家都说完了。我不知道大家发现没有，这些领域，尤其是光收发器，有很多小的厂家，经常出现合并和收购。我敢说未来走向CPO之后，进入光电融合时代，像Broadcom、Intel和Marvell会更多地通过收购做多做强。而在细分赛道，如以太网交换机、OCS、数据中心光互联，也是很多厂家在做。总的来说，光通信这些领域不容易出现垄断，或者说我所讲的光通信的各个细分赛道，目前的护城河都是有限的。这是光通信行业的特点。为什么看似非常高科技的数据中心光通信缺乏技术的护城河呢？我给大家稍微解释一下。数据中心使用光通信，是因为随着速率的提高，铜介质支持的距离越来越短，于是光纤和光通信登场了。大家想到没有，在电信，几百甚至上千公里的通信，早在20多年前就已经有了成熟的方案。家里的光纤到电信机房，一不小心也都是十几公里。所以，早在2000年IT泡沫时代，光通信就已经被炒作过一轮了。你现在看到的做光纤的康宁、做光网络的Ciena、做数据中心网络的Cisco，在2000年时股票都曾经达到过很高的高点。诺基亚现在的光网络，也是朗讯和阿尔卡特合并后的结果。加拿大的**Nortel**，北电网络，曾经是世界上最大的光网络公司，后来破产了。那时还有铺设太多光纤却出租不去而破产的电信运营商。现在热门的Lumentum和Coherent都不是从零开始的新公司，而是2000年光通信泡沫公司不断拆分、并购、再整合的结果。大家知道，数据中心的距离和典型动则上百公里的距离比起来，距离短太多了，这就决定了数据中心光通信的技术难度和电信行业的光通信比起来要容易实现。现在的很多技术，如1.6Tbps以及OCS，在电信网络里也早就有想法，也陆续都在做了。所以，由于这些原因，数据中心光通信总体技术方面的护城河并不宽，而且中国很多公司在这些领域已经取得了突破，竞争力很强。换句话说，这些公司的产品很难形成垄断，可替代性很强。我刚才介绍的很多光通信公司，其实就是做代工的，或者说做定制的，品牌根本不重要，这点有些类似于存储。以上就是这个赛道的特点。 **主持人**: 好了，今天就到这里了。今天是完全侧重于科普AI数据中心光通信的，顺便讲了讲这些细分赛道的公司，不涉及任何投资的建议。在AI时代，如何投资光通信以及各个细分赛道，大家要自己好好研究了。最后是广告环节，我已在YouTube谈科技股6年了，我坚持每天或者给会员更新科技的最新动态，或者发布科技股评论，每月仅仅一杯咖啡钱。加入YouTube会员，让我们一起见证这个伟大的时代，让我们的财富水涨船高。最后，记得订阅并点赞支持一下吧，下次节目不见不散。