AI硬件系列报告（一）：OCS光交换机：AI算力集群时代的新蓝海

　　核心观点：

　　AI大模型训练对通信带宽、时延和功耗要求极高，OCS凭借其高带宽、低延迟特性成为理想互联解决方案。OCS（Optical Circuit Switch，光交换机）是一种基于全光信号的交换设备，通过配置光交换矩阵在输入与输出端口间建立光学路径，实现信号交换。相比传统电交换机，OCS无需光电转换和数据包处理，具备低延迟、低功耗、高可靠性的优势，且支持跨代设备无缝互联，延长硬件使用寿命。OCS主要应用于AI算力集群的三大场景：Scale-Up（单节点性能强化，如谷歌TPUv4集群）、Scale-Out（多节点协同，如谷歌Jupiter架构）和Scale-Across（跨数据中心互联，如英伟达DCI）。我们测算，在谷歌TPU集群中，一个包含4096个TPU v4芯片的集群需配备48台136端口的OCS光交换机，TPU与OCS比例约为85:1；未来TPU v7集群规模扩大至9216芯片时，因采用更高密度的320端口OCS，仍仅需48台，比例提升至192:1，凸显其扩展效率。

　　谷歌等海外厂商引领下，全球OCS光交换机市场有望迎来高速成长期。全球OCS光交换机市场规模将从2020年的0.7亿美元增长至2025年的7.8亿美元，年复合增长率达62%；预计到2031年市场规模将达20.2亿美元，2025–2031年复合增长率约17.2%。目前市场竞争集中，2025年前四大厂商占据约69%份额，谷歌、Coherent等为主要参与者。

　　OCS产业链分为上游核心器件、中游设备集成与下游应用，技术壁垒高，市场参与者多集中于单一环节。上游核心是MEMS微镜阵列等光器件（代表厂商如赛微电子），中游由国际厂商主导设备集成（如Lumentum），国内光库科技等参与代工与方案定制；下游需求则集中于谷歌等巨头的AI数据中心，驱动其在高性能计算中的规模应用。上游核心器件是产业链技术壁垒最高的环节，价值量占比高。

　　建议关注：

　　英唐智控以电子元器件分销为基础，正向半导体设计与制造逐步拓展。公司2025年拟收购桂林光隆集成，强化OCS全制程布局。英唐智控子公司英唐微技术已具备MEMS微振镜研发与量产能力，产品覆盖4mm、1mm、1.6mm等多种规格，2025年4mm产品已在工业领域实现批量订单。公司拟通过整合光隆集成的光开关、OCS系统等技术打造OCS全制程平台，有望在AI算力集群建设的高速扩展中打开新成长空间。

　　赛微电子为国内MEMS工艺开发与晶圆制造领军者，掌握硅通孔、晶圆键合等核心工艺，客户覆盖激光雷达、AI计算等领域。2023年起瑞典Silex（原全资子公司）开始量产MEMS-OCS，2025年北京Fab3启动MEMS-OCS小批量试产。公司营收中MEMS业务占比达83%，2024年毛利率提升至35.1%。随着AI算力需求扩张，赛微电子在MEMS微镜阵列等核心部件的工艺优势有望转化为业绩弹性，受益于行业高速增长。

　　风险提示：OCS渗透率不及预期风险，MEMS等光交换技术迭代不及预期风险，市场需求不及预期风险，市场竞争加剧风险，公司收购失败风险，客户验证风险，公司产能爬坡不及预期风险等。