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OCS与CPO:光通信的互补双驱,源杰科技以核心芯片筑牢产业根基

 

在光通信技术向低功耗、高带宽、智能化演进的浪潮中,OCS(光电路交换)与CPO(共封装光学)成为两大关键方向——前者以架构创新重构光网络,后者靠封装优化提升硬件效率,二者独立又协同;而源杰科技作为国产光芯片龙头,凭借全流程IDM能力,为OCS、CPO及光模块三大领域提供核心支撑,成为串联起光通信产业链的关键力量。

 

一、OCS与CPO:技术分野下的协同共生

 

OCS与CPO虽技术路径不同,但在光通信体系中形成“互补双驱”格局,从技术本质到未来演进,二者的关联与协同贯穿始终。

 

1. 技术本质:架构创新与封装创新的差异化突破

 

OCS是网络架构层面的革新,核心在于“光域直接交换”——通过MEMS微镜、硅基液晶等技术建立端到端光通路,彻底省去传统电交换的“光电-电光”转换环节,时延可压缩至10微秒级(仅为传统交换机的1/10),功耗降低70%以上。谷歌在TPU集群中部署的OCS交换机,就通过动态重构光链路,实现了30%的量提升与40%的能耗下降。

 

CPO则是硬件封装层面的优化,将光模块与交换芯片共封装于同一基板,把电信号传输距离从厘米级缩短至毫米级,核心优势是“低功耗+高密度”。以英伟达Quantum-X CPO交换机为例,其硅光引擎与交换芯片的紧耦合设计,实现了3.5倍功率效率提升与10倍可靠性增强,尤其适配机柜内短距高速互联场景,但仍依赖电交换架构,无法完全消除光电转换。

 

2. 应用场景:核心层与接入层的分层互补

 

在数据中心网络中,OCS与CPO形成“各司其职、协同增效”的布局:

 

- OCS主导核心层长距互联:全光交换特性使其成为数据中心核心层、AI集群长距互联及DCI(数据中心互联)的首选。如谷歌3D Torus网络架构,用48台128端口OCS交换机实现4096个TPU的高效互联,支持1.6T以上速率;微软也在评估OCS用于跨区域传输,以低损耗降低成本。

- CPO聚焦接入层短距高密度:更适配交换机与服务器间<2km的短距连接,像英伟达Quantum-X CPO交换机通过144个800G端口实现115.2Tb/s总带宽,专门满足百万GPU集群的机柜内需求;国内中际旭创已将CPO技术应用于字节跳动AI算力中心,支撑800G SR8短距模块量产。

- 混合架构优化全链路效率:在AI数据中心中,CPO负责服务器到ToR交换机的短距互联,OCS承担核心层长距交换,形成“接入层低功耗+核心层低时延”的组合。英伟达在OCP EMEA 2025大会上明确,这种搭配可进一步降低整体功耗。

 

3. 产业链关联:技术交叉与厂商协同

 

OCS与CPO并非孤立发展,二者在产业链层面存在深度交叉:

 

- 光芯片与硅光技术共享:两者均依赖高性能光芯片,如源杰科技100G EML芯片,既用于OCS长距光链路调制,也适配英伟达CPO交换机光引擎;同时,硅光集成技术是共同需求——OCS靠其实现光引擎小型化,CPO借其降低光模块功耗。

- 封装技术相互借鉴:CPO的光电共封装思路为OCS提供方向,如华为OptiXtrans DC808全光交换机,将MEMS光开关与硅光调制器混合集成,兼顾全光交换与体积优化;而OCS的动态光路重构能力,可增强CPO网络可靠性,例如CPO模块故障时,OCS能自动切换备用光路。

- 头部厂商双轨布局:Lumentum既为谷歌供OCS的MEMS光开关,也向英伟达供CPO硅光引擎;中际旭创在800G光模块量产基础上,同步研发CPO与OCS配套产品,以“光芯片-模块-系统”全链条能力应对不同客户需求。

 

4. 未来演进:非替代式的长期共存

 

OCS与CPO不存在“谁取代谁”的关系,而是长期互补共生:

 

- 技术路线各有不可替代性:OCS适合流量稳定的核心层,动态重构能力虽弱但能彻底消除光电损耗;CPO在短距场景成本、功耗优势突出,依赖电交换却不可替代,二者共同推动光通信“全光化”。

- 应用场景双向延伸:OCS从AI集群向电信骨干网渗透,如Coherent硅基液晶OCS方案已用于海底光缆测试;CPO向3.2T速率、芯片间互联升级,英伟达计划2026年推出3D封装CPO产品,将时延压至微秒级以下。

- 标准生态协同完善:OCP(开放计算项目)成立OCS子项目推进标准化,OIF也在完善CPO行业标准,未来或出现支持CPO光模块的OCS交换机、集成OCS功能的CPO架构,进一步强化协同。

 

二、源杰科技:三大领域的核心芯片支撑者

 

作为国内少数具备光芯片设计、晶圆制造、封装测试全流程能力的厂商,源杰科技的产品精准适配OCS、CPO及光模块的核心需求,以高性价比、高可靠性筑牢产业根基。

 

1. 赋能OCS:全环节芯片保障光域交换效率

 

OCS的低时延、长距传输需求,需源杰科技在三大核心环节提供支撑:

 

- 光发射模块的光源供给:OCS需稳定连续波光信号,源杰70mW及以上功率的硅光CW光源芯片已在2025年规模上量,能减少光信号损耗,适配谷歌TPU集群等长距互联场景,保障传输稳定性。

- 长距链路的光调制:100G EML芯片(良率超85%)是关键,通过磷化铟集成工艺将激光器与调制器结合,支持1.6T及以上速率,用于OCS长距链路信号调制,助力时延压至10微秒级。

- 光引擎的高密度集成:针对数据中心空间限制,源杰硅光集成方案(晶圆级量产工艺)将CW光源与硅光调制器、波导集成,减少90%光学元件损耗,实现OCS光引擎小型化部署。

 

2. 适配CPO:低耗高速场景的芯片突破

 

CPO对“低功耗、高密度”的诉求,源杰科技通过三大技术节点响应:

 

- 光引擎的高速调制:100G EML芯片可降低40%功耗,直接适配英伟达CPO交换机光引擎设计,支持1.6T速率,满足机柜内短距高密度互联需求。

- 外置光源的高效供给:专为CPO设计的300mW硅光CW光源已突破技术瓶颈,功率是传统方案的3倍,能减少中继放大环节、降低系统成本,预计2026年量产。

- 光电融合的未来储备:预研的OIO(光电融合集成)技术正推进,通过光芯片与电芯片深度融合缩短信号路径,为3D封装CPO的时延优化(目标微秒级以下)奠定基础。

 

3. 覆盖光模块:全速率场景的芯片布局

 

从低速率到高速率光模块,源杰科技的产品实现全场景适配:

 

- 中低速模块的信号发射:25G DFB芯片已进入头部云厂商供应链,用于100G SR4等短距模块;50G DFB芯片2025年量产规模翻倍,支撑200G光模块需求,兼顾低成本与高可靠性。

- 高速模块的调制核心:100G EML芯片通过英伟达认证后,批量供货中际旭创等厂商,用于800G LR8、1.6T FR4等高速模块,2025年上半年公司数据中心业务收入因此同比激增1034%。

- 硅光模块的光源支撑:70mW硅光CW光源2024年出货超百万颗,2025年订单金额达1.41亿元,为中际旭创等厂商的硅光模块提供稳定光源,有效降低模块整体功耗。

 

三、光通信的未来,需双驱协同与芯片筑基

 

OCS与CPO的互补共生,是光通信技术应对AI算力爆发、数据流量激增的必然选择——前者重构网络架构,后者优化硬件效率;而源杰科技以核心光芯片为纽带,串联起OCS、CPO与光模块三大领域,既解决了“卡脖子”的技术痛点,也为国产光通信产业链提供了自主可控的支撑。随着OCS与CPO标准化进程加快、应用场景渗透加深,源杰科技的全流程IDM能力与产品布局,将进一步推动光通信产业向“低耗、高速、智能”迈进,为未来“光互联社会”筑牢根基。

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