北美四家头部云服务商持续上调资本开支计划，资金主要流向AI训练集群与数据中心基础设施建设。2026年微软全年资本开支预期达1900亿美元，谷歌单季度资本支出357亿美元，Meta将全年资本开支区间上调至1250亿至1450亿美元。谷歌云订单积压规模较上季度接近翻倍至约4600亿美元，张量处理器硬件销售成为核心拉动因素，行业普遍认为当前AI硬件产能约束，一定程度限制了云业务的增长速度。随着算力建设持续加码，数据中心内部空间与电力供给逐步趋紧，倒逼底层网络互连硬件加速迭代升级。围绕数据中心光互联产业链，可从光模块内部元件升级、共封装光学架构演进、全光路交换机技术发展以及传统光学企业业务延伸等维度进行梳理。
算力集群扩张推动网络传输速率快速升级
AI大模型参数规模不断扩容，训练集群从数千张加速卡逐步向十万级、百万级规模拓展，带动网络传输速率迭代节奏明显加快。传统数据中心光互连速率从40G升级至400G耗时约四年，保持四年翻倍的迭代节奏；2023年AI应用规模化落地后，光传输速率直接从400G跃升至800G，并持续向1.6T、3.2T快速推进，迭代周期缩短至两年左右，光互连成为适配超高带宽算力集群架构的核心解决方案。
算力集群扩容也持续抬升光模块与加速卡的配比关系，GPT-3模型训练阶段加速卡与光模块配比为1比2，GPT-4阶段提升至1比3，后续十万级加速卡集群配比或将达到1比5，百万级超大规模集群配比有望升至1比10。市场规模层面，2025年100G及以上以太网光模块与共封装光学硬件市场规模达165亿美元，2026年预计同比增长65%，2031年市场规模有望突破500亿美元。光路交换机行业同样具备成长空间，预计2029年出货量突破5万台，2025至2030年复合增速15%，行业规模将从2025年的4亿多美元增至2029年的25亿美元以上。
光模块速率升级带动内部无源光学元件需求增长
光模块速率升级，同步带动内部无源光学元件需求持续提升。光模块承担光电信号转换与传输功能，内部包含光芯片、电路系统及各类无源光学元件，光学组件在整体成本中占比达73%，剔除激光器、探测器等核心芯片后，透镜、棱镜、隔离器、滤光片等无源器件成本占比约11.6%，其中波长筛选类滤光片占比2%。
800G及以上高速率场景下，单根光纤需承载更多波长信号，波分复用器件成为关键环节。通道数量较少时多采用薄膜滤波器方案，依靠多层薄膜的干涉效应实现波长筛选；单纤传输波长提升至40至48通道后，阵列波导光栅凭借高集成度、高信道密度成为主流技术路线。行业为压缩模块体积、简化组装流程，逐步普及Z-Block架构，将准直器、隔离器、聚焦透镜提前耦合封装，光模块厂商可直接装机使用，有效降低生产与调试成本，目前已在800G、1.6T光模块中批量应用。
玻璃非球面透镜是光路准直与聚焦的核心部件，能够提升激光器、光纤、探测器之间的耦合效率与传输稳定性，适配高速光通信的性能要求。国内相关企业已形成规模化产能布局，宇瞳光学拥有多套精密模压设备，玻璃非球面镜片月产能达千万片级别；蓝特光学通过募投项目扩充产能，投产后可新增每年三千万件光通信用玻璃非球面透镜产能；腾景科技可为全球主流光模块厂商供应模压玻璃非球面透镜、Z-Block等产品，产线处于产能爬坡阶段。
共封装光学架构改变物理布局，催生高精度对准与外部光源需求
共封装光学架构重构传统硬件布局，同时带来高精度对准与外部光源配套两大产业需求。传统可插拔光模块存在长距离铜线传输，高带宽场景下易出现信号衰减与发热问题；CPO通过2.5D、3D先进封装，将光引擎与交换芯片集成在同一基板，缩短电气传输路径，大幅降低损耗与功耗。
CPO落地过程中首先面临光纤阵列单元高精度对准难题，高速光引擎集成大量光纤通道，芯片工作发热易引发基板热膨胀与翘曲，影响光纤与硅光芯片的耦合精度。行业多采用硅V型槽无源对准方案，搭配微透镜阵列提升对准容差，依托硅、玻璃等材料与硅光芯片相近的热膨胀系数，降低热失配带来的性能波动。其次是激光源布局问题，激光器对温度敏感度高，无法与高发热的交换芯片同壳封装，行业普遍采用外置独立激光源模块，通过光纤向内部硅光芯片导入连续激光信号。海外厂商主导高端外置光源市场，国内源杰科技、仕佳光子等可提供高性价比替代产品。
在CPO配套微光学领域，炬光科技可提供光纤阵列、准直耦合透镜、V型槽阵列等精密元件，产品已进入客户样品验证阶段；舜宇光学依托子公司布局晶圆级微纳光学元件，覆盖衍射光学、微透镜阵列、光栅等品类，延伸至光收发封装、硅光芯片配套等领域；水晶光电围绕光电玻璃基板、波分复用镀膜、CPO硅透镜等方向布局研发，切入高速光互连核心环节。
超大规模AI算力集群场景下，传统光电转换交换机存在延迟高、功耗大的短板，全光路交换机省去光-电-光转换流程，依靠光学路径切换实现端口直连。谷歌已在自有数据中心和TPU集群规模化部署MEMS架构光路交换机，可实现能效、容量、成本多项指标优化。
MEMS光路交换机核心由准直器阵列、MEMS微镜阵列、驱动控制系统等构成，通过电压调控微镜偏转角度切换光路端口。不同端口规格的光路交换机成本结构存在差异，大端口系统还可采用硅基液晶技术实现光束偏转。从成本拆分来看，MEMS芯片、校准系统、准直器阵列、液晶材料、双折射光学镜片等是价值量核心环节，市场需求持续扩容之下，传统光学元器件企业迎来明确的业务转型与延伸机遇。
传统光学元器件厂商迎来了明确的业务延伸方向
炬光科技的N乘N大透镜阵列产品已经实现小批量出货。该产品基于工程化微透镜阵列设计，通过优化光束传导路径支持光路开关设备的小型化与高密度集成，依托亚微米级精度加工能力实现光纤与光芯片的高精度对位。不同客户在通道数量及单通道微透镜性能指标上存在差异，产品具有较强定制化特征。
中润光学将光通信与光互联作为人工智能时代的重要战略增长极。公司收购了戴斯光电51%股权，获得了棱镜、透镜、波片、偏振分光棱镜等光学元件的研发能力，多款产品已进入客户送样或小批试制阶段。公司还通过参与设立基金投资了三石园科技，后者是国内光纤通信无源器件领域的标杆企业，主要产品包括光路交换机、光开关、环形器等。
海泰新光调整了原有的产能配置，将产品应用于算力光学相关领域。公司具备从光学设计、光学加工、光学镀膜到精密机械封装的完整产业链，目前算力光器件项目的工艺路线已经确定，正在进行批量样品试制。
301***正在测试针对光路交换机使用的多芯光纤阵列组件，产品应用于光路交换机和波长选择开关上的多芯FA组件，目前处于试样阶段。公司利用现有的光学仿真设计、模具设计和自动化制造经验，目标将产品漏气率控制在1×10^{-9}Pa·m³/秒以下，不良率低于10PPM。
603***依托服务国家重大航天工程近二十年的技术积累，与卫星激光通信头部企业建立合作，前瞻布局空间激光通信光学组件，为人工智能算力跨数据中心甚至星际传输提供光学支撑。
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作者：于晓明 执业证书编号：A0680622030012
北美四家头部云服务商持续上调资本开支计划，资金主要流向AI训练集群与数据中心基础设施建设。2026年微软全年资本开支预期达1900亿美元，谷歌单季度资本支出357亿美元，Meta将全年资本开支区间上调至1250亿至1450亿美元。谷歌云订单积压规模较上季度接近翻倍至约4600亿美元，张量处理器硬件销售成为核心拉动因素，行业普遍认为当前AI硬件产能约束，一定程度限制了云业务的增长速度。随着算力建设持续加码，数据中心内部空间与电力供给逐步趋紧，倒逼底层网络互连硬件加速迭代升级。围绕数据中心光互联产业链，可从光模块内部元件升级、共封装光学架构演进、全光路交换机技术发展以及传统光学企业业务延伸等维度进行梳理。
算力集群扩张推动网络传输速率快速升级
AI大模型参数规模不断扩容，训练集群从数千张加速卡逐步向十万级、百万级规模拓展，带动网络传输速率迭代节奏明显加快。传统数据中心光互连速率从40G升级至400G耗时约四年，保持四年翻倍的迭代节奏；2023年AI应用规模化落地后，光传输速率直接从400G跃升至800G，并持续向1.6T、3.2T快速推进，迭代周期缩短至两年左右，光互连成为适配超高带宽算力集群架构的核心解决方案。
算力集群扩容也持续抬升光模块与加速卡的配比关系，GPT-3模型训练阶段加速卡与光模块配比为1比2，GPT-4阶段提升至1比3，后续十万级加速卡集群配比或将达到1比5，百万级超大规模集群配比有望升至1比10。市场规模层面，2025年100G及以上以太网光模块与共封装光学硬件市场规模达165亿美元，2026年预计同比增长65%，2031年市场规模有望突破500亿美元。光路交换机行业同样具备成长空间，预计2029年出货量突破5万台，2025至2030年复合增速15%，行业规模将从2025年的4亿多美元增至2029年的25亿美元以上。
光模块速率升级带动内部无源光学元件需求增长
光模块速率升级，同步带动内部无源光学元件需求持续提升。光模块承担光电信号转换与传输功能，内部包含光芯片、电路系统及各类无源光学元件，光学组件在整体成本中占比达73%，剔除激光器、探测器等核心芯片后，透镜、棱镜、隔离器、滤光片等无源器件成本占比约11.6%，其中波长筛选类滤光片占比2%。
800G及以上高速率场景下，单根光纤需承载更多波长信号，波分复用器件成为关键环节。通道数量较少时多采用薄膜滤波器方案，依靠多层薄膜的干涉效应实现波长筛选；单纤传输波长提升至40至48通道后，阵列波导光栅凭借高集成度、高信道密度成为主流技术路线。行业为压缩模块体积、简化组装流程，逐步普及Z-Block架构，将准直器、隔离器、聚焦透镜提前耦合封装，光模块厂商可直接装机使用，有效降低生产与调试成本，目前已在800G、1.6T光模块中批量应用。
玻璃非球面透镜是光路准直与聚焦的核心部件，能够提升激光器、光纤、探测器之间的耦合效率与传输稳定性，适配高速光通信的性能要求。国内相关企业已形成规模化产能布局，宇瞳光学拥有多套精密模压设备，玻璃非球面镜片月产能达千万片级别；蓝特光学通过募投项目扩充产能，投产后可新增每年三千万件光通信用玻璃非球面透镜产能；腾景科技可为全球主流光模块厂商供应模压玻璃非球面透镜、Z-Block等产品，产线处于产能爬坡阶段。
共封装光学架构改变物理布局，催生高精度对准与外部光源需求
共封装光学架构重构传统硬件布局，同时带来高精度对准与外部光源配套两大产业需求。传统可插拔光模块存在长距离铜线传输，高带宽场景下易出现信号衰减与发热问题；CPO通过2.5D、3D先进封装，将光引擎与交换芯片集成在同一基板，缩短电气传输路径，大幅降低损耗与功耗。
CPO落地过程中首先面临光纤阵列单元高精度对准难题，高速光引擎集成大量光纤通道，芯片工作发热易引发基板热膨胀与翘曲，影响光纤与硅光芯片的耦合精度。行业多采用硅V型槽无源对准方案，搭配微透镜阵列提升对准容差，依托硅、玻璃等材料与硅光芯片相近的热膨胀系数，降低热失配带来的性能波动。其次是激光源布局问题，激光器对温度敏感度高，无法与高发热的交换芯片同壳封装，行业普遍采用外置独立激光源模块，通过光纤向内部硅光芯片导入连续激光信号。海外厂商主导高端外置光源市场，国内源杰科技、仕佳光子等可提供高性价比替代产品。
在CPO配套微光学领域，炬光科技可提供光纤阵列、准直耦合透镜、V型槽阵列等精密元件，产品已进入客户样品验证阶段；舜宇光学依托子公司布局晶圆级微纳光学元件，覆盖衍射光学、微透镜阵列、光栅等品类，延伸至光收发封装、硅光芯片配套等领域；水晶光电围绕光电玻璃基板、波分复用镀膜、CPO硅透镜等方向布局研发，切入高速光互连核心环节。
超大规模AI算力集群场景下，传统光电转换交换机存在延迟高、功耗大的短板，全光路交换机省去光-电-光转换流程，依靠光学路径切换实现端口直连。谷歌已在自有数据中心和TPU集群规模化部署MEMS架构光路交换机，可实现能效、容量、成本多项指标优化。
MEMS光路交换机核心由准直器阵列、MEMS微镜阵列、驱动控制系统等构成，通过电压调控微镜偏转角度切换光路端口。不同端口规格的光路交换机成本结构存在差异，大端口系统还可采用硅基液晶技术实现光束偏转。从成本拆分来看，MEMS芯片、校准系统、准直器阵列、液晶材料、双折射光学镜片等是价值量核心环节，市场需求持续扩容之下，传统光学元器件企业迎来明确的业务转型与延伸机遇。
传统光学元器件厂商迎来了明确的业务延伸方向
炬光科技的N乘N大透镜阵列产品已经实现小批量出货。该产品基于工程化微透镜阵列设计，通过优化光束传导路径支持光路开关设备的小型化与高密度集成，依托亚微米级精度加工能力实现光纤与光芯片的高精度对位。不同客户在通道数量及单通道微透镜性能指标上存在差异，产品具有较强定制化特征。
中润光学将光通信与光互联作为人工智能时代的重要战略增长极。公司收购了戴斯光电51%股权，获得了棱镜、透镜、波片、偏振分光棱镜等光学元件的研发能力，多款产品已进入客户送样或小批试制阶段。公司还通过参与设立基金投资了三石园科技，后者是国内光纤通信无源器件领域的标杆企业，主要产品包括光路交换机、光开关、环形器等。
海泰新光调整了原有的产能配置，将产品应用于算力光学相关领域。公司具备从光学设计、光学加工、光学镀膜到精密机械封装的完整产业链，目前算力光器件项目的工艺路线已经确定，正在进行批量样品试制。
301***正在测试针对光路交换机使用的多芯光纤阵列组件，产品应用于光路交换机和波长选择开关上的多芯FA组件，目前处于试样阶段。公司利用现有的光学仿真设计、模具设计和自动化制造经验，目标将产品漏气率控制在1×10^{-9}Pa·m³/秒以下，不良率低于10PPM。
603***依托服务国家重大航天工程近二十年的技术积累，与卫星激光通信头部企业建立合作，前瞻布局空间激光通信光学组件，为人工智能算力跨数据中心甚至星际传输提供光学支撑。
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作者：于晓明 执业证书编号：A0680622030012
