在今年3月份的英伟达GPU技术大会上,英伟达创始人黄仁勋用了相当长的篇幅谈及光通信。
这是因为,在英伟达最新一代GPU架构中,芯片之间通过NVLink协议互联,双向带宽达到1.8TB/s,即每秒需要传输1.8万亿字节的数据。数据中心里通常同时使用铜缆和光纤配合来传输数据——铜缆成本低、功耗小,负责短距连接;光纤带宽高、传输距离远,负责长距传输——但当GPU的通信速率提高到1.8TB/s之后,铜缆能稳定工作的距离在缩短。所以,黄仁勋在大会上表态是,在这个速率下铜线已经到了极限,应该换光纤。
一个多月后的5月6日,英伟达宣布向光纤制造商康宁投资最多32亿美元,在美国北卡罗来纳州和得克萨斯州新建三座工厂。工厂建成后,康宁的光连接制造产能将提升10倍,光纤产量扩大50%以上。在此之前,英伟达已经向激光器厂商Lumentum和Coherent各投入20亿美元,三笔投资合计超过70亿美元。另外,今年1月份,Meta也和康宁签下了最高60亿美元的多年期光纤供应协议。
也就是说,芯片巨头和云计算大厂在光通信上游的投入都在持续加码。或者说,从激光器到光纤,产业链头部企业正在把产能当作需要提前两三年锁定的资源来对待。
事实上,整条光通信产业链都在进入快速增长期。比如,负责光电信号转换的光模块,是AI数据中心内部互联的核心器件。在这一领域,A股光模块三家龙头中际旭创(300308.SZ)、新易盛(300502.SZ)和天孚通信(300394.SZ),2026年一季度合计营收接近292亿元,合计归母净利润超过90亿元,同比均大幅增长。
同时,由于需求增速度远快于供给扩张,上游的光纤和激光器也已经供不应求。公开信息显示,AI特种光纤G.657.A2的价格过去一年从30元/芯公里涨到了超200元/芯公里,涨幅超过六倍。根据华泰证券的测算,2026年全球光纤供应缺口约为5%到10%。
华东一家光器件企业的相关负责人张先生告诉经济观察报记者,以前光纤行业的主力客户是电信运营商,需求主要跟着5G基站建设和宽带入户工程走,但当前AI数据中心的建设改变了这个格局,云厂商取代运营商成了光纤*的增量买家,采购规模和节奏跟过去已经完全不同。
“光链”满产满销
英国商品研究所(CRU)的数据显示,2025年全球数据中心的光纤用量达到6960万芯公里,2026年预计突破1亿芯公里。增量的核心来源是AI,一个AI数据中心所需的光纤量是传统数据中心的10倍以上,根据CRU的测算,2024年AI驱动的光纤需求在数据中心光纤总需求中占比不足5%,但到2027年这一占比预计将升至35%。
光模块的需求增长同样迅猛。LightCounting的统计显示,2025年全球光收发器及相关产品销售额超过230亿美元,同比增长约50%,其中以太网光收发器市场约170亿美元,同比增长60%。该机构同时预计,2024年至2026年以太网光收发器市场将保持约59%的年复合增长率,2026年至2030年间回落到15%左右。
这些需求的背后是持续加码的产业链资本开支。其中,北美四大云厂商(微软、谷歌、Meta、亚马逊),2025年第四季度合计资本开支1186亿美元,同比增长64%,市场预期2026年四家合计将进一步增至5708亿美元,甚至更高。国内方面,阿里巴巴2025年2月宣布未来三年投入超过3800亿元用于云和AI基础设施建设,腾讯、字节跳动等也在加大AI领域投入。
资本开支的增长也直接体现在了光模块公司的财报上。中际旭创一季度营收194.96亿元,同比增长192%,净利润57.35亿元,同比增长262%,单季利润超过2025年全年的一半;新易盛一季度营收83.38亿元,同比增长106%,800G光模块全球市占率为25%至30%;Lumentum 2026财年第三财季营收8.08亿美元,同比增长90%,在手订单排到2028年。
市场需求在高速增长,但供给端却还没有跟上这个节奏。在华东一家光器件企业的相关负责人张先生看来,光通信产业链涉及的环节比很多人所认为的要多——其上游是光纤预制棒和光纤,中游是激光器、光芯片、光引擎和光模块,下游则是数据中心运营商和电信运营商。
他告诉记者,过去几年光纤行业的主力客户是电信运营商,需求主要跟着5G基站建设和宽带入户工程走。5G铺设高峰过后,运营商端的需求趋于平稳,光纤行业一度出现产能过剩,价格持续承压,不少中小企业退出了市场。但如今,AI数据中心的建设改变了这个格局,云厂商取代运营商成了光纤*的增量买家,采购规模和节奏跟过去已经完全不同。
张先生向记者强调,光纤行业在不到两年的时间里从供过于求变成了供不应求,转变速度超出了大多数厂商的预期。
在采访过程中,记者亦了解到,光纤预制棒是光纤的核心原材料,扩产周期在一年半到两年之间,新产线从投产到良率稳定还需要额外的爬坡时间。另外,上一轮产能过剩带来的价格战让行业伤了元气,这一轮复苏中头部企业对扩产普遍谨慎,选择优先提升现有产线的利用率。
目前,海外主要光纤厂商基本处于满产状态,部分企业的新增产能要到2027至2028年才能释放。另外,主流厂商的产能还在向AI数据中心所需的特种光纤倾斜,这进一步压缩了普通光纤的供给空间。
于是,除了AI特种光纤过去一年价格暴涨了六倍之外,普通单模光纤的价格也从去年底的不到20元/芯公里涨到了接近100元/芯公里,国内头部光纤企业的产线目前基本处于满负荷运转,业绩亦出现了爆发式增长。
例如,长飞光纤(601869.SH)2026年一季度营收36.95亿元,同比增长27.70%,归母净利润4.95亿元,同比增长226.40%;亨通光电(600487.SH)一季度营收177.91亿元,同比增长34.09%,归母净利润11.05亿元,同比增长98.53%。
此外,美国电信运营商AT&T今年3月宣布未来五年将投入超过2500亿美元建设网络基础设施,重点方向包括光纤部署。也就是说,除AI之外的传统电信需求也在增加。
一位深圳算力租赁企业的市场负责人告诉经济观察报记者,光纤和光模块的涨价直接推高了他们建设算力集群的网络侧成本,今年新建一个集群的连接设备预算比两年前高出了不少。他同时表示,以前搭集群的时候网络侧的开支占比很小,现在这块的成本在快速上升,已经成了预算里面需要单独盯着的一项。
康宁光通信数据中心业务中国区总监陈子晏近期在接受经济观察报记者采访时亦表示,新一代AI机柜的功率从传统通算服务器的20千瓦以下升到了130千瓦甚至更高,数据中心需要预留更多空间给液冷和散热设备,留给布线的空间被进一步压缩。
他认为,如果在这种高功耗、高密度的机柜中继续使用传统直径的光缆,密集的线缆会阻挡气流循环,引发设备过热。基于此,康宁的SMF-28 Contour光纤将外径从250微米缩减到190微米,集束成光缆后横截面积减少约40%,意味着在同样的线槽空间内可以部署接近两倍的连接数量。
陈子晏同时表示,现在AI数据中心的建设要求快速交付,供应链的响应速度成了客户选择供应商时越来越看重的因素。
光纤、光模块、激光器的需求都在快速上升,整条光通信产业链都在满产满销。那么,作为
硬币的另一面是,如果AI数据中心对光的需求继续以这个速度增长,铜缆在数据中心里的空间会不会被进一步压缩?
三年过渡期
在英伟达最新的GB200 NVL72系统里,72颗GPU之间通过5184根铜缆互相连接,铜缆总长超过两英里,约3.2公里。
目前市场上的铜缆方案按有无信号处理电路分为三种,DAC(直连铜缆)适用于三米以内,不含任何电子元件,成本仅为同规格光模块的六分之一,功耗不到0.1瓦;ACC(有源铜缆)内置信号增强芯片,传输距离可以延伸到1.5米左右;AEC(有源电线缆)内置信号再生芯片,在112G速率下传输距离可以做到5到6米。
英伟达下一代GB300的架构规划仍然包含铜缆:机柜内部的短距连接用铜,跨机柜的长距连接用光。
铜缆企业的业绩也还在增长。比如,沃尔核材(002130.SZ)2025年高速通信线业务营收10.17亿元,同比增长237.99%。根据其披露的信息,该公司已经完成单通道448G高速通信线样品的开发,与安费诺、莫仕、泰科等头部连接器厂商保持稳定合作,同时正在向Samtec等新客户送样验证,并在惠州和越南扩建生产基地。
沃尔核材董事长周和平在2025年度业绩说明会上表示,在AI技术迭代的过程中,光模块和铜缆分别应用于数据中心的不同位置,未来多种方案可能长期并存。他同时明确,公司暂时不涉及光模块和光纤领域。
一位华南大型私募机构的研究员告诉经济观察报记者,目前行业对铜缆和光纤的分工已经形成比较清晰的共识:三米是一条比较明确的分界线,三米以上的连接在快速切换到光纤,这部分需求推动了过去一年光模块和光纤的价格上涨;三米以下的机柜内部连接,铜缆在成本和功耗上的优势短期内没有可替代的方案。
他的判断是,铜缆在机柜内短距连接中的主导地位至少还能维持三年,其去年跟踪的几家铜缆上市公司,高速通信线订单几乎都在翻倍增长,扩产计划也在加速推进。未来三年,光纤在跨机柜和跨数据中心的连接上会快速铺开,铜缆在机柜内部的连接密度上也会继续加大,两者同时在增长,只是增长的方向不同。
铜缆在短距场景至少还要用三年,但光互连的技术进步不会停下来。国内一家大型信息与通信技术厂商的相关负责人告诉记者,在数据中心内部实现完全的光互联会是行业的*目标,CPO(共封装光学)是目前行业公认的下一代光互连方案。
在传统的数据中心连接方案中,交换芯片和光模块是分开的两个部件,中间通过几十厘米的铜线连接。数据先以电信号的形式在铜线上传到光模块,光模块再把电信号转换成光信号,通过光纤发送出去。但这段几十厘米的铜线在传输速率提高之后,带来的信号衰减和功耗损失越来越大,CPO的做法是把光引擎(负责光电转换的器件)直接集成到交换芯片所在的基板上,电信号的传输距离从几十厘米缩短到几厘米以内,同时省去了传统光模块中的DSP(数字信号处理芯片,负责对信号进行纠错和整形,本身功耗不低)。
英伟达的测试数据显示,CPO交换机相比传统可插拔方案,能效改善3.5倍,信号完整性提升63倍。知名市场研究机构TrendForce集邦咨询也在近期测算,以Micro LED CPO方案为例,采用该架构后,1.6Tbps(每秒传输1.6万亿比特)光通信产品的整体功耗有望从约30W降到1.6W。
另一家市场研究机构Bernstein亦估算,单台英伟达Quantum-X800 CPO交换机总成本约57万美元,CPO光引擎与激光器的组合均价至少比1.6T可插拔光模块高出10%。在今年3月份的GPU技术大会上,英伟达现场发布的Feynman GPU架构首次大规模引入硅光子技术,芯片间带宽提升10倍、能耗降低90%。在同月举行的OFC(光纤通信大会)上,光互联论坛牵头40多家厂商完成了CPO系统的互操作验证。
一位业内人士告诉经济观察报记者,CPO的商用是分步推进的。今年下半年,CPO交换机将开始小规模部署,首批用户包括CoreWeave和Lambda等AI云服务商,主要目的是在实际运行环境中验证长期可靠性和供应链的成熟度。
他认为,CPO要进入价值更高、容错要求更严的GPU侧(即直接集成在GPU芯片旁边),时间可能要推迟到2028年下半年以后。当前行业的共识是先在交换机上把可靠性跑通,再往GPU侧推。
CPO的一个现实障碍在于维护。传统的可插拔光模块是独立的模块,坏了可以由运维人员在现场几分钟内拔出来换一个新的。CPO不一样,光器件封装在交换机内部,一旦出故障通常需要整机更换或者返厂维修,停机时间长得多。对于全年无休的数据中心来说,这是一个现实问题。
在CPO大规模铺开之前,LPO(线性可插拔光学)是一个更现实的过渡方案。LPO同样去掉了传统光模块中的DSP,功耗比传统可插拔模块低约三分之二,但保留了可插拔的模块化设计,出了问题可以现场快速更换。Bernstein在最新白皮书中预计,到2030年LPO的出货规模有望超过CPO。未来几年,可插拔光模块、LPO和CPO三种架构将并行存在。
但对于一个部署了几万颗GPU的AI算力集群来说,哪怕每个连接节点省下几瓦功耗、减少几微秒延迟,乘以整个集群几千上万个连接,都是很大一笔效率收益。这也是行业在CPO之外还在同时推进多条技术路线的原因。
NPO(近封装光学)也是其中之一。NPO的集成度介于可插拔光模块和CPO之间,光引擎没有封装在芯片内部,而是放在芯片所在基板的旁边,距离在厘米级别,比CPO的毫米级远一些,但比传统可插拔方案的几十厘米近得多。NPO散热更容易处理,光引擎也可以独立更换,维护难度比CPO低。
这些技术已经开始落地到具体的产品上。例如,5月8日,经济观察报记者在紫光股份(000938.SZ)旗下新华三集团的Navigate 2026大会现场了解到,新华三已发布搭载CPO和NPO技术的S9800系列智算交换机,单芯片交换带宽达到102.4T,端口带宽较前代提升一倍,支持外置光源和光引擎的灵活替换,在追求高带宽的同时保留了现场运维的便利性。
从可插拔光模块到LPO,从NPO到CPO,光互连的技术在分步往前推。在大会现场,新华三的工作人员向记者介绍时表示,铜缆在短距连接中短期内仍有成本和功耗上的优势,但从趋势上看,光互连在数据中心内部覆盖的范围会越来越大。
对于“光进铜退”,他的看法是,行业对这个方向上已经没有分歧,分歧只是在于推进的节奏而已。
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