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TL;DR — 核心要点速览

DCI市场：系统结构与需求现状

DCI系统架构解析

DCI（数据中心互联）系统由三个核心层次构成，形成完整的光传输体系：

DCI整机关键物料与价值分布

整机系统核心组件的价值量排序如下：

•相干光模块（DCO）：价值量最高，占系统总成本50%至70%；一台满配设备通常需要8个，大规模系统可能增加到16、32个甚至更多；DSP芯片约占800G相干模块BOM成本的20%

•光放大器：价值量第二，在剩余成本（30%-50%）中占比可达20%-45%

•泵浦激光器：供应紧张风险正在积聚。住友电工的泵浦激光器在2026年1月已开始出现短缺；Lumentum是全球市占率最高的供应商，正在加大产能投入

•WSS（波长选择开关）：价值量占比相对较小

2026年招标节奏与需求规模

2026年四大云服务商DCI采购需求合计超过120亿美元，且多项目均已提前招标：

通常交付周期为1至2年，主要受数据中心基础设施（楼宇、光纤、空调制冷）建设完成时间制约。以诺基亚为例，谷歌4月招标落地后，公司接到正式订单预计在7月或8月。

技术迭代周期

DCI技术迭代约以2年为周期，当前处于800G加速导入阶段：

DCI供应格局：系统设备商与模块商竞争图谱

系统设备商格局

DCI系统设备市场高度集中，主要由三大玩家主导：

•诺基亚（含英飞朗）：谷歌项目份额最高（约50%），主要得益于与谷歌深度合作、收购英飞朗获取北美本土资格，以及Ciena产能饱和

•Ciena：在微软、Meta、亚马逊等非谷歌北美云服务商中表现更优，市场份额高于诺基亚；在运营商市场与Infinera并列领先

•思科：主要通过相干模块直采方式获得约10%-20%的谷歌份额

诺基亚在非谷歌云服务商中份额大约在20%-30%之间，甚至可能低于20%。

相干光模块供应商格局

海外核心供应商

•Ciena：约60%市场份额，技术源于收购北电（Nortel）光通信部门

•诺基亚（收购Infinera）、思科（收购Acacia）、Coherent、Lumentum、英特尔

国内供应商

•旭创科技、新易盛、德科立（DCI和相干光模块，承接中兴、诺基亚代工订单）、光迅科技（具备800G/3.2T技术能力）

采购模式演变

•谷歌2026年将部分相干模块转为直采，直接向思科和Coherent采购；未来这一比例可能继续提升，并可能扩展至微软等其他云服务商。

代工服务格局

北美市场因严格管控和本土生产要求，系统代工受限：德科立为Ciena提供部分代工，为诺基亚提供零部件（如光放大器）和相干模块代工，但系统代工范围有限。非北美市场，德科立为诺基亚提供从系统到模块的全面代工服务。

相干光模块：技术原理与数据中心需求量测算

相干光模块技术原理

相干光模块与传统强度调制模块的核心区别在于多维度调制与相干探测：

•发送端：不再仅通过光的"明暗"（强度）表示0和1，而是通过调制光的相位、偏振态等多个物理维度编码信息，极大提升单根光纤的信息携带量

•接收端：采用本振光进行干涉混频，实现对微弱信号的光学放大和特征提取，再通过专用DSP芯片的复杂算法克服色散、衰减等信号损伤，精准还原原始信号

•核心器件：高性能相干DSP芯片（需5nm/3nm先进制程）、本振激光器、复杂调制器、偏振控制器

•ZR/ZR+标准：400ZR主要针对80-120公里短距DCI场景；ZR+通过更高效FEC算法将传输距离扩展至500公里以上，填补短距与长距之间的技术空白

超大规模数据中心相干光模块需求量测算

以超大规模数据中心总带宽22 Pb/s为基准，推演所需800G相干光模块数量：

硅光技术体系：英伟达的多层次光互连布局

英伟达硅光应用全景

英伟达在AI基础设施中构建了从Scale-up到Scale-out、从可插拔光模块到CPO的多层次分阶段光互连体系：

3.2T光模块技术路线：硅光为主，EML为辅

3.2T光模块架构确定性较高，将采用外置CW光源+硅光调制芯片的组合方案：

•核心架构：由外部激光器提供纯净光源，硅光芯片负责高速调制；传统分立EML方案不会作为主流

•调制材料突破：为克服传统硅调制器带宽不足，3.2T硅光方案必须集成新型电光材料——薄膜铌酸锂（TFLN，中国厂商Liobate/AFR已量产）、等离子体调制器（Marvell收购Polariton，声称支持>1.1 Tb/s）、电光聚合物（LWLG等探索中）

•差分EML（D-EML）的残余价值：Lumentum认为其400G差分EML芯片可在3.2T时代作为硅光方案的光源或互补技术，但整体市场份额将大幅萎缩

磷化铟（InP）供应链：出口管制重构全球格局

磷化铟的战略地位

磷化铟是光通信产业链的战略性卡脖子材料，其核心逻辑链条如下：

AI算力爆发 → 光模块需求激增 → 光芯片扩产 → 磷化铟衬底需求上升 → 上游高纯铟需求增加 → 中国掌控约70%全球铟产量

磷化铟之所以不可替代，核心原因是硅本身无法发光。磷化铟（InP）是直接带隙半导体，具有高效发光效率，其1310nm和1550nm工作波长覆盖光通信最佳传输窗口（O-band和C-band）。在EML方案中，InP同时承担【发光】和【调制】两大核心功能。

中国出口管制的深远影响

•2025年2月：中国将铟纳入出口管制清单，海外厂商从中国进口铟需获得出口许可，审批存在不确定性

•2025年4月：进一步加强对磷化铟及金属铷的出口管制

•价格影响：精铟价格已从2025年3月的约2,300-2,400元/公斤飙涨至目前的5,500元/公斤，几乎翻倍

•AXT案例：AXT出口业务占比已从原来的大头降至约20%，海外光芯片厂商（如Lumentum）只能转向住友或AXT的海外工厂采购。25年四季度AXT累计订单4,900万美元，一季度增至6,000万美元，侧面印证国内供不出去、海外开始向国内下订单

全球磷化铟供应格局

技术壁垒：良率差异与工艺路线

晶圆尺寸迁移路线：3英寸向4英寸，6英寸待突破

•3英寸：当前市场绝对主流，2025年占全球总出货约50%；国内增量需求主要集中于此

•4英寸：占比约30%且持续提升；部分1.6T光模块方案已使用4英寸衬底；下游光芯片厂商为降成本明确向大尺寸迁移。预计2027年，2英寸衬底可能完全消失

•6英寸：处于研发和小批量阶段，不具备大规模量产条件，主要供高校和研发机构。核心驱动：大功率CW光源芯片面积远大于普通EML（400mW CW光源芯片面积约为70mW产品的5倍），一片3英寸衬底仅能切割约200多颗400mW CW光源，6英寸是降本的必然选择

扩产节奏与时间线

光纤传输基础：DR/FR标准与单模/多模选择逻辑

DR vs FR：并行单模与波分复用的核心差异

机柜内短距采用DR的核心逻辑：现代数据中心顶端MPO主干光缆一捆即12/24/48芯，DR用8芯根本不构成消耗；同时DR无WDM器件，结构简单，延迟最低、功耗最低，是机柜场景的最优解。

单模与多模光纤对比

多模光纤无法使用CWDM4的根本原因：CWDM4工作于1300nm附近波段，而多模光纤（OM3/OM4/OM5）最佳窗口是850nm。在1300nm波段，多模的色散急剧变大，信号传几十米即严重失真，根本无法支撑波分复用对信噪比的高要求。

英伟达CPO中的单模MPO逻辑

英伟达Quantum X800-Q3450 IB CPO交换机配置了144个单模MPO端口和36个保偏MPO端口：

•光纤类型分工：交换芯片到前面板的光信号传输使用单模光纤；外置激光光源（ELS）到光引擎的连接使用保偏光纤（PMF）

•英伟达还提出用单模光纤+硅光偏振控制替代传统保偏光纤，以降低成本

•在波分复用（DWDM）方面，英伟达论文设计CPO使用9个波长，频率间隔200 GHz，8个通道每通道32 Gb/s NRZ，实现单纤256 Gb/s总吞吐量

透镜与微透镜阵列：CPO时代的关键光学组件

透镜的核心功能

在CPO和高速光模块领域，微透镜阵列是实现光信号高效耦合、波束整形和降低对准容忍度的核心光学组件：

•光耦合与波束整形：将光纤发出的发散光聚焦并耦合到光引擎（PIC）上，或将光引擎发出的光准直后进入光纤

•被动对准：高质量透镜阵列能放松对准公差，使FAU组装实现【被动对准】，大幅提高生产效率、降低成本。微透镜将光束从光纤出射的~9μm光斑扩展至40μm的模场直径（MFD），对准精度要求显著降低，可容忍±0.1度的光束角度偏差

•垂直光栅耦合：硅光封装中的光栅耦合需要光从芯片顶部垂直/倾斜入射，微透镜负责将光纤光会聚到光栅上

透镜的技术壁垒

•关键设备依赖进口：高低抛光机及双面抛光机来自韩国；部分切割成型设备及真空镀膜机来自日本；成品检测的测量仪和聚焦仪来自美国

•纳米压印光刻（NIL）工艺：顶尖透镜（如Himax为台积电/英伟达提供的方案）采用NIL技术，要求在玻璃表面精确"刻"出微米级甚至纳米级的透镜曲面和45度棱镜

•量产与质量控制：需要洁净室（无菌感光车间）等高标准厂区设施；全球市场供给缺口较大，但能稳定供应高端产品的厂家有限

•认证壁垒：需通过谷歌、Coherent等头部客户的严格供货认证

FAU与透镜的产业关系

天孚通信自身无法生产微透镜，需向外部采购。2025年之前主要从II-VI（贰陆）采购；从2025年底开始，炬光科技成为天孚通信FAU产品的微透镜供应商。

三大应用场景的价值量

主要国内厂商：炬光科技、蓝特光学、腾景科技。

为何透镜将出现紧缺？

•海外光芯片巨头（如Lumentum和Coherent）以光芯片见长，光学器件生产是其弱项。

•需求驱动：OCS、CPO、高速光模块同步放量，供给端难以快速跟上。

硅光衬底供应链：Soitec的垄断地位与代工厂关系

Soitec的核心护城河

Soitec（法国）是全球SOI（绝缘体上硅）晶圆市场的近乎垄断者，其核心壁垒是经数十年研发、受专利保护的Smart Cut™技术。所有主流光子集成电路（PIC）代工厂在制造PIC时均运行在Soitec的SOI晶圆上，包括英伟达CPO平台所使用的台积电COUPE工艺。

全球最大硅晶圆制造商信越化学（Shin-Etsu）拥有超过30年SOI生产经验，但其SOI产品也是从Soitec获得许可（license Smart Cut），而非自主研发。

Soitec与代工厂的上下游关系

Soitec的成长催化剂

•硅光渗透率提升：高盛预测800G模块中SiPh占比60%，1.6T占比80%，Soitec将直接受益。

•LNOI扩展价值量：Soitec新推出的LNOI（铌酸锂上绝缘体）技术，将产品从无源波导扩展到调制器层（主动组件），使每颗PIC的内含价值翻倍，对200G及更高速率市场至关重要。

•CPO与英伟达绑定：英伟达所有CPO产品均依赖台积电COUPE平台，进而依赖Soitec的SOI晶圆供应。

核心机会与风险

主题一：国产化替代加速

中国出口管制重构全球供应链，形成清晰的国产化闭环：国内铟原材料 → 国内磷化铟衬底 → 国内光芯片 →国内光模块。叠加需求爆发，国内相关企业收入规模和盈利规模都将有非常明显改善。重点关注云南锗业、广东先导、中锗等磷化铟衬底企业，以及旭创、新易盛、德科立、光迅等光模块企业。

主题二：CPO产业链布局（2026-2027年产业化窗口）

英伟达2026H2量产CPO交换机，天孚通信（光引擎/FAU）、炬光科技（微透镜）、Lumentum/Coherent（CW激光器）等产业链公司进入关键放量窗口。

主题三：硅光渗透加速（技术替代浪潮）

1.6T硅光渗透率预计达80%，Tower Semiconductor的PH18平台和GlobalFoundries的Fotonix是主要代工标的；薄膜铌酸锂（TFLN）调制器是3.2T时代的核心新材料，中国厂商Liobate、AFR已进入量产阶段。

关键风险

•技术迭代风险：800G到1.6T、乃至3.2T的迭代节奏若快于预期，现有供应商可能被快速替代

•出口管制博弈：若中美磷化铟/铟领域管制升级或缓和，将直接影响国内企业的份额与定价能力

•产能扩张风险：2027年磷化铟衬底产能大量释放后，国内竞争将非常激烈，价格存在下行风险

•供应链依赖风险：透镜关键设备仍依赖日韩美进口；DSP芯片需5nm/3nm先进制程，制造依赖台积电

•泵浦激光器结构性短缺：住友电工2026年1月已开始短缺，VB工艺扩产慢，若持续短缺将影响整体DCI交付节奏

当前从行业趋势来看，光通信行业正处于需求爆发与供应链重构的历史性交汇点。DCI四大云服务商超120亿美元的采购浪潮、800G到1.6T的技术切换、英伟达CPO产业化、以及中国出口管制催生的供应链重构，共同构成了这一轮行业机遇的核心驱动力。

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