行业趋势与市场机遇 - AI大模型训练进入“万卡集群”时代，传统电交换网络面临功耗高、带宽要求高的瓶颈 [1] - OCS交换机采用“全光交换”机制，对信号速率、协议和调制格式完全透明，能无缝承载400G至1.6T及以上速率的业务，从根本上保证网络的极致带宽和前瞻兼容性 [1] - 全球全光交换(OCS)交换机市场规模从2020年的72.78百万美元增长到2024年的366.47百万美元，2020至2024年复合增长率为49.80% [2] - 预计全球OCS交换机市场规模到2031年将达到2022.21百万美元，2025至2031年复合增长率为17.12% [2] 主流技术与市场格局 - 目前商用OCS交换机主流为MEMS技术方案，占比超过70% [1][2] - 谷歌为全球最大的OCS交换机生产商，自2022年起在其传统数据中心中导入该技术，并于2023年应用于TPU V4，计划在2025年的TPU V5P中进一步推广 [2] - 2024年MEMS技术方案的OCS交换机市场规模为192.36百万美元，约占整个全光交换(OCS)交换机市场52.49%的份额 [2] - 预计到2031年，MEMS方案OCS交换机市场规模将达到836.79百万美元，届时全球占比将减少至41.38% [2] 国内产业链参与情况 - 华为在2024年全联接大会上推出了最新的全光交换机Huawei OptiXtrans DC808 [3] - 凌云光参与OCS整机研发，是压电陶瓷路线代表 [3] - 中际旭创、光库科技、德科立等通过自研或代工的方式，参与到OCS交换机的制造、研发中 [3] - 国内涌现出一批优秀的OCS核心零部件供应商，业务涵盖MEMS振镜、透镜、光器件等核心环节，具备从零部件到制造的全产业链覆盖能力 [1][3] 相关上市公司 - 研报建议关注OCS产业链标的，包括赛微电子、芯动联科、炬光科技、长芯博创、腾景科技、太辰光、中际旭创、光库科技、光迅科技、共进股份、德科立、凌云光 [4]

光路交换机技术概述 - 光路交换机（OCS）直接进行光路交换无需光电转换通过波分复用和交叉连接实现信号转发配合3D环状网络拓扑降低通信硬件成本和功耗 [1][2] - 主要性能指标包括切换速度毫秒级插入损耗回波损耗耐用性和可靠性 [2][3] - 技术分类包括MEMS技术数字液晶DLC技术直接光束偏转DLBS技术 [1][3] 技术实现与性能对比 - MEMS光交换成本低端口数320×320切换时间几十毫秒插入损耗~3dB驱动电压~100V [4] - 数字液晶DLC光交换成本很高端口数300×300切换时间几毫秒插入损耗4dB驱动电压≤10V [4] - 直接光束偏转DLBS光交换成本高端口数576×576切换时间几十毫秒插入损耗~2.5dB驱动电压~10V [4] 数据中心应用背景 - 传统树形拓扑难以处理东西向流量导致带宽瓶颈和延迟变化 [5][6] - Spine-and-Leaf架构基于Clos网络实现无阻塞连接和可预测延迟支持横向扩展 [6] - 谷歌Jupiter项目采用OCS实现动态拓扑重构消除Spine交换层使架构成本降低30%功耗降低41% [8] 谷歌TPU集群实践 - TPUv4集群首次引入OCS64个机架通过48个光交换机互联共4096个芯片 [10] - TPUv5规模达8960张TPU性能为TPUv4两倍内存三倍采用3D环面互联 [12] - OCS优势包括绕过故障提高可用性集群可用率从1%提升至50%缩短部署时间简化调度提高利用率模块化拓扑匹配应用需求 [12] 行业现状与出货量 - 2023年全球光交换机出货量达1万台2024年出货量约1.3万台 [1][16] - 国内厂商处于起步阶段华为2024年9月发布OptiXtrans DC808全光交换机400G端口功耗降低98%整网能耗降低20% [18] - 新华三发布全光网络3.0解决方案中兴通讯拥有ZTE iCampus全光方案 [18] 技术挑战与研发方向 - OCS缺点包括前期资本开支较大信号插入损耗重新配置时间延迟 [14] - 未来需提升性能降低制造和部署成本以支持HPC和数据中心规模增长对功耗时延可靠性的高要求 [19]