光互连：AI时代的算力光速引擎
1、光互连行业定义
光互连（Optical Interconnect）是一种利用光波作为信息载体，通过光纤或光波导等介质，在芯片间、板卡间、设备间及数据中心内实现高速数据传输的技术方案。其核心技术逻辑在于将电信号转换为光信号进行传输，在接收端再将光信号转换回电信号，从而突破传统电互连在带宽密度、传输距离和功耗方面的物理极限。光互连是光电融合技术体系的核心组成部分，也是支撑人工智能算力集群高效协同运行的关键基础设施。
2、光互连行业发展历程
光互连技术的发展经历了三个阶段。第一阶段为萌芽期（2000年代至2010年代初），光互连主要用于电信骨干网的长距传输，技术路线以可插拔光模块为主，速率较低，应用场景局限于运营商网络。第二阶段为成长期（2010年代中期至2022年），随着云计算兴起，数据中心内部的东西向流量激增，光模块从100G向400G演进，硅光子技术开始从实验室走向产业化，可插拔方案成为绝对主流。第三阶段为爆发期（2023年至今），以ChatGPT为代表的AI大模型引发算力需求指数级增长，万卡乃至十万卡集群对互连带宽和延迟提出前所未有的要求，电互连的瓶颈全面暴露。在此背景下，光互连从数据中心的“可选组件”升级为AI基础设施的“必选神经系统”，技术路线从单一可插拔向LPO、NPO、CPO、OIO多元并存演进，产业进入高速成长期。
3、光互连行业发展现状
当前，光互连行业正处在从技术验证向规模量产跨越的关键阶段。全球AI算力基础设施的军备竞赛为光互连创造了确定性极强的增量市场，主流产品正从400G/800G向1.6T迭代。技术路线上，可插拔光模块仍是当前绝对主力，但LPO凭借去DSP化的低功耗低成本优势在短距场景快速渗透，CPO/NPO在Scale-up网络（芯片间互连）中取代铜缆的产业共识已基本形成，OIO作为终极的芯片级光互连方案尚处前沿探索阶段。产业链方面，中国企业在光模块制造环节已占据全球领先地位，但在上游光芯片、电芯片等核心环节仍存在短板，国产替代进程正在加速。
4、光互连行业产业链分析
（1）上游：核心器件与材料：
上游是光互连产业链的技术制高点。光芯片（PIC）以硅光平台为主流，负责光电信号转换的核心功能，技术门槛极高，高端硅光芯片仍由国际厂商主导，中国企业正在加速追赶。电芯片（EIC）主要包括DSP（数字信号处理器）、TIA（跨阻放大器）、Driver（驱动芯片），其中DSP芯片技术壁垒最高，全球市场高度集中，国内企业如集益威等正在推进国产替代。高功率CW激光芯片是CPO方案的关键光源，英伟达通过注资Lumentum、Coherent锁定产能。InP衬底是高速激光器芯片的核心材料，全球供应持续偏紧，构成供应链战略风险。
（2）中游：光互连产品制造：
中游是中国光互连产业最具竞争力的环节。光模块市场由中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技等中国厂商主导全球份额。光引擎（NPO/CPO）是下一代技术核心，天孚通信实现1.6T光引擎规模量产，华为（海思）发布“星云”光互联方案。高密度光连接器（MPO/MT）正从标准接口件向封装级组件演进，价值量持续提升。光模块测试与温控设备作为产能扩张的“卖铲人”，需求随行业扩产同步增长。
（3）下游：应用市场：
下游需求高度集中于AI数据中心与智算中心，头部云厂商（CSP）的资本开支直接决定行业景气度。AI集群从万卡向十万卡演进，互连架构从Scale-out向Scale-up和Scale-in纵深渗透，对光互连的带宽、延迟、功耗要求逐级提升。高性能计算（HPC）需求与AI训练相似但更强调确定性时延。电信承载网（5G/6G、城域网、骨干网）是传统需求领域，需求稳定增长但增速低于AI市场。前沿场景如车载光通信（“光纤上车”）、具身智能、卫星互联网正在酝酿新的需求增量。
5、光互连行业竞争格局及主要企业/玩家
全球光互连市场竞争呈现“巨头引领、多元并存”的特征。国际层面，英特尔率先推出首款全集成OCI芯粒，英伟达通过注资Lumentum、Coherent等光通信企业深度绑定上游光源产能，博通依托Tomahawk系列交换芯片推动CPO交换机商用，Marvell卡位AI基础设施光互联的“毫米到公里”全链路连接。中国层面，中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技等光模块厂商在全球市场份额持续提升，华为（海思）发布“星云”光互联方案，天孚通信在光引擎领域实现1.6T规模量产，源杰科技等光芯片企业加速追赶。整体来看，产业尚未形成单一技术路线的绝对垄断，各技术方案各有适用场景，市场格局仍在动态演化中。
国内外光互连行业主要企业/玩家
资料来源：普华有策
6、驱动光互连行业发展的核心因素
（1）AI算力需求爆发式增长
AI模型参数规模以每年百倍级速度增长，万卡乃至十万卡集群的GPU协同对互连带宽、延迟提出前所未有的要求。光互连作为突破电互连物理极限的核心技术，是AI算力集群高效运行的“刚性需求”而非“可选配置”，构成行业增长最确定性的底层逻辑。“十五五”规划纲要明确全链条推动集成电路等重点领域关键核心技术攻关，为光互连发展提供了顶层战略支撑。
（2）数据中心互连架构纵深渗透
数据中心互连正从Scale-out（交换机间互联）向Scale-up（芯片间互联）和Scale-in（封装内Chiplets互联）三层纵深演进，每一层渗透都带来数量级的新增市场空间。CPO/NPO在Scale-up网络中取代铜缆已成为产业共识，2026年政府工作报告明确“推进双千兆、5G-A、万兆光网建设”，为互连架构升级提供了政策牵引。
（3）政策红利持续释放
从“十四五”到“十五五”，国家持续加码光互连相关产业政策。“十五五”规划纲要明确适度超前建设新型基础设施，构建多层次算力设施体系和全国一体化算力网。2026年政府工作报告首提“打造智能经济新形态”，首次将“算电协同”写入政府工作报告，明确“实施超大规模智算集群、算电协同等新基建工程”。工信部《算力基础设施高质量发展行动计划》与城域“毫秒用算”专项行动，为光互连产业提供了从顶层设计到落地执行的完整政策保障。
（4）技术成熟与成本下降推动规模化应用
硅光子技术从实验室走向成熟，产业化进程加速推进，制造良率提升推动单位成本持续下降。薄膜铌酸锂等新材料调制器展现出优于传统方案的技术特性，为1.6T/3.2T超高速传输提供可行路径。LPO方案通过去DSP化大幅降低功耗和成本，加速光互连在短距场景的大规模部署。新质生产力与未来产业的政策导向，进一步催化了前沿技术从实验室向产业化的转化进程。
（5）国产替代进程加速
中国光互连产业在光模块制造环节已占据全球领先地位，正加速向上游光芯片、电芯片等核心技术环节延伸。在国际供应链不确定性和国内政策双重驱动下，国产光芯片、电芯片、MPO/MT连接器、陶瓷封装材料等环节的替代进程持续提速。2025年中央经济工作会议明确要深化拓展“人工智能+”，坚持创新驱动，为国产光互连产业创造了系统性成长机遇。
7、光互联行业发展趋势
（1）技术趋势：从可插拔向共封装、芯片级演进
短期内（2026-2028年），1.6T可插拔光模块仍是主流出货产品，LPO方案在AI训练集群短距场景快速上量，CPO在交换机端开始小规模商用部署。中期（2028-2030年），CPO/NPO在Scale-up网络中取代铜缆的趋势将明确化，薄膜铌酸锂等新材料调制器进入量产，单通道速率向200G/lane及以上演进。长期（2030年以后），OIO芯片级光互连实现商业化，光互连从设备间、板级延伸至芯片封装内部，完成从“电算光连”到“全光互联”的终极演进。
（2）产业趋势：CSP驱动下的分层部署
北美四大CSP厂商不会押注单一光互联演进路线，而是分层适配业务场景推进技术方案验证导入。在AI数据中心快速交付的顶层目标下，1.6T可插拔方案将与CPO/NPO方案并行推进。光互连从Scale-out向Scale-up的渗透将开辟全新增量市场，行业正从“导入期”向“量产期”跨越。
（3）投资趋势：全产业链受益
光互连行业的投资机会正从下游光模块向中游光引擎、光连接器以及上游光芯片、电芯片、封装材料全链条扩散。CPO/NPO相关产业链（光引擎、高密度连接器、封装设备、陶瓷基板与管壳）将成为资本关注的重点方向，国产替代逻辑在上游核心器件环节持续强化。
北京普华有策信息咨询有限公司《2026-2032年光互联行业深度研究级发展趋势预判报告》