（来源：可遥笔记）

　　铜线正在投降。

　　数据中心里，芯片之间的数据传输靠的是铜。铜线便宜、可靠、低功耗，几十年来是数据中心互联的默认选择。行业有句老话：能用铜就用铜，不行才用光。

　　但AI改变了游戏规则。

　　当集群从几百颗GPU扩展到十万颗、百万颗，当机架之间的带宽需求每两年翻一倍，当单个AI训练任务需要跨越数千台服务器协同运算——铜线撑不住了。200G速率下，高质量铜缆的有效距离只有2米。超过这个距离，信号衰减急剧上升，22分贝的电气损耗让数据传输变成一场消耗战。

　　美国银行最新发布的深度报告给出了一组数据：AI光连接市场将从2025年的140亿美元增长到2030年的730亿美元，年复合增长39%。到2030年，光学端口将占AI网络端口的71%，铜只剩29%。

　　光正在全面接管。

　　三条技术路线

　　光连接不是一项技术，是一个技术族群。当前有三条主要路线在竞争，各有优势、各有局限。

　　光收发器（Pluggables）——最成熟的方案。把光电转换模块做成可插拔的标准模块，插在交换机面板上。优点是灵活、标准化、易维护。缺点是功耗大——每个模块里都有一颗数字信号处理器（DSP），从10G时代的1瓦涨到了1.6T时代的30瓦。在一个大型AI集群里，光模块的功耗可以占到整个计算资源的10%。

　　光收发器市场从2025年的130亿美元增长到2030年的450亿美元，800G和1.6T模块是增长主力。这条路线不会消失，但它正在接近物理极限。

　　共封装光学（CPO）——下一代方案。把光学引擎直接封装到交换芯片的基板上，信号不再绕道铜线走PCB，而是在硅片上直接完成光电转换。距离更短，损耗从22分贝降到4分贝。功耗从30瓦降到9瓦——省了3.5倍。

　　数字很漂亮，但CPO的挑战在于：光学器件和芯片封装在一起，坏了就得整块换。可插拔光模块坏一个换一个，CPO坏了要换整个交换机。这个可维护性问题一度让行业犹豫。

　　转折发生在2025年。Meta在OCP大会上公布：博通的Bailly CPO交换机经过1500万设备小时测试，零故障。平均故障间隔从可插拔光模块的不到100万小时提升到250万小时以上。可靠性不是CPO的弱点——反而成了优势。在一个24000颗GPU的集群中，这意味着GPU利用率提升90%。

　　美银预计CPO从2027年开始放量，到2030年市场规模达150亿美元，占AI光学端口的31%。3.2T端口中约三分之二会用CPO。

　　英伟达的Spectrum-X光子交换机将在2026年下半年上市，512个800G端口，总带宽409.6TB/s。博通已经迭代到第三代CPO产品Davisson。Marvell收购了Celestial AI，其"光子织物"技术允许光学器件直接坐在芯片顶部而非边缘——更紧密的集成，更短的传输距离。

　　光电路交换机（OCS）——最激进的方案。直接用光路由光，不做任何光电转换。信号以近光速通过微镜阵列（MEMS）或液晶面板被导向目标端口。功耗只有100到200瓦，而传统电交换机是千瓦级。

　　谷歌是OCS的先驱。2022-2023年，谷歌在Project Apollo中用自研的Palomar光交换机替代了脊柱层（spine）电交换机。TPU集群采用3D环面架构——64颗TPU组成一个4x4x4的立方体，每个立方体连接48台光电路交换机。多个立方体拼接成超级集群，最大支持9216颗TPU，拓扑可以动态重配。

　　Lumentum的R300是目前商用OCS的旗舰，300x300端口，插入损耗仅1.5分贝。Coherent用液晶技术做OCS，没有机械运动部件，可靠性来自30多年海底光缆的工程积累。

　　美银预计OCS市场从2025年的10亿美元增长到2030年的43亿美元。谷歌之外，多家超大规模数据中心运营商也在部署OCS。

　　为什么是现在？

　　光取代铜不是新概念。二十年前就有人在讲这个故事。为什么这次不一样？

　　速度在翻倍，铜在掉队。 网络带宽每两年翻一倍——100G、200G、400G、800G、1.6T、3.2T。铜线在每一代升级中都更吃力。200G SerDes下，铜缆需要更强的均衡和信号补偿，功耗飙升。光纤没有这个问题。速率越高，光的优势越大。

　　AI集群在变大。 传统数据中心的网络是scale-out（横向扩展），服务器之间相对独立。AI训练需要scale-up（纵向扩展），成千上万颗加速器像一台机器一样协同工作。这对互联的带宽、延迟和可靠性提出了前所未有的要求。scale-up目前全部是铜域，但带宽需求是scale-out的9倍。CPO可能是唯一能满足下一代scale-up需求的技术。

　　功耗成了硬约束。 英伟达Rubin时代的机架功率接近1兆瓦。如果光模块占10%的计算功耗，那就是100千瓦花在光电转换上。CPO省3.5倍功耗，在一个GW级数据中心里，这是巨大的成本节约。

　　产业周期在叠加。 以前光模块的产品周期是5到7年，100G用了7年。现在800G和1.6T的周期高度重叠，3.2T也在赶来。多代产品同时在市场上扩张，行业进入超级景气周期。美银认为需求能见度至少延伸到2027年，下行风险很远。

　　供应链：谁在赢？

　　光连接的价值链很长——从衬底材料到激光器，从光学引擎到模块封装，从交换芯片到系统集成。

　　激光器是核心。 三种激光器技术各有用武之地。VCSEL（垂直腔面发射激光器）便宜、低功耗，适合50米以内的短距离，是800G的主力。EML（电吸收调制激光器）信号质量更好，适合长距离，但贵得多——单颗10到15美元——而且严重缺货。英伟达锁定了多年供应。CW激光器（连续波激光器）是硅光子技术的搭档，成本低、产量大，CPO时代的主角。

　　硅光子正在崛起。2025年AI光学模块中，硅光子占38%。到2030年，84%。从砷化镓（VCSEL）和磷化铟（EML）向硅基平台的大迁移，正在发生。

　　Lumentum（LITE）是EML激光器的龙头，市占率超过50%，也是英伟达CPO光交换机的关键激光器供应商。英伟达给了20亿美元股权换取多年供应协议。同时，Lumentum在OCS领域同样领先，R300的订单积压已经达到4亿美元级别。

　　Coherent（COHR）在磷化铟CW激光器上有优势，德州谢尔曼工厂正在扩产6英寸磷化铟晶圆。同样获得英伟达20亿美元股权换供应协议。在OCS领域，Coherent用液晶技术提供差异化方案。

　　博通（AVGO）是CPO交换芯片的领导者，三代产品已经迭代到Davisson（TH6），声称比可插拔方案集成度提升100倍、功耗降低3.5倍以上。博通还与台积电合作，采用COUPE封装工艺把光子芯片和电子芯片3D集成。

　　Marvell（MRVL）走了另一条路——通过收购Celestial AI获得光子织物技术，把光学引擎3D集成在芯片顶部。亚马逊是主要客户，Trainium4芯片预计2027年大规模部署CPO。

　　中国供应链也在参与。 中际旭创是全球最大的光收发器供应商，服务英伟达、谷歌、亚马逊、Meta。其硅光子设计能力和Tower Semiconductor代工合作是竞争优势。天孚通信是英伟达CPO的重要光纤连接器供应商。通鼎互联和华工科技也在布局CPO产能。

　　730亿美元市场的格局

　　拆开来看这730亿美元：

　　光收发器450亿美元——最大的一块，仍以可插拔模块为主，但增速在放缓。

　　CPO 150亿美元——增长最快的方向，scale-up市场（90亿美元）比scale-out（56亿美元）更大。scale-up今天100%是铜域，CPO是一片蓝海。

　　OCS 43亿美元——niche但高增长，谷歌带头，其他超大规模运营商跟进。

　　LPO/LRO 51亿美元——介于传统光模块和CPO之间的过渡方案，去掉接收端DSP省功耗，但超过400G/lane就力不从心。

　　整个AI网络市场（含交换、SmartNIC和光连接）到2030年是2450亿美元。光连接占39%，是增长最快的子领域。

　　电子到光子的转折点

　　退回来看大图。

　　半导体行业过去六十年的故事是电子的故事——晶体管越做越小，集成度越来越高，摩尔定律推动一切。但芯片之间的连接，一直是铜线的领地。芯片在飞速进化，连接却在原地踏步。

　　AI把这个矛盾推到了极限。当一颗芯片的算力已经足够强大，当瓶颈不再是计算而是通信，当数据在铜线上每走一米就损失一分信号——光就不再是"可选"，而是"必须"。

　　这是一个结构性转折。从铜到光，从电子到光子，从可插拔到共封装。不是渐进式改良，是底层物理介质的替换。

　　数据中心的进化，从来不只是芯片的事。连接决定了芯片能发挥多大的能力。

　　光速，是信息传输的物理极限。而AI正在逼近这个极限。

　　本文基于美国银行2026年3月9日发布的研究报告"Scaling AI with Photons: Primer on Optical Interconnects"，仅供信息参考，不构成投资建议。