OPTICAL SWITCHING · MEMS 全光交换
OCS 全光交换
// OPTICAL CIRCUIT SWITCHING · 微镜阵列直接交换光路
0OE/EO 转换
320端口（典型）
μs微秒级切换
TPUGOOGLE 已部署
01
OCS vs 电交换核心命题
// OCS vs ELECTRICAL SWITCH
OCS（Optical Circuit Switch）不是光模块——它是交换机，但用 MEMS 微镜阵列在输入 / 输出端口之间直接建立纯光路径，跳过电信号转换与包处理。这是一条与传统电交换并存、但完全不同的技术主线，Google TPU 集群已规模部署多年。
PATH A · 传统通用
电交换（Tomahawk / Jericho）
Electrical Packet Switch ASIC
光纤→OE 转换→SerDes→交换 ASIC（包处理）→SerDes→EO 转换→光纤
// CORE
每跳都要 OE 转电 → ASIC 处理 → 电转 EO，逐包决策、可任意重路由
// 速率匹配
必须匹配代际：800G / 1.6T / 3.2T，每代换芯片
// 切换粒度
纳秒级，包级（packet level）
// 单比特功耗
高，每端口数百瓦量级
// 单端口时延
数百 ns（含 SerDes + ASIC pipeline）
// 适用场景
通用数据中心 / 通用互联网流量、连接关系频繁变化
PATH B · 全光主线
OCS 全光交换
Optical Circuit Switch · MEMS
光纤 IN→MEMS 微镜阵列（角度可调）→纯光路径→光纤 OUT
// CORE
全程光信号，无 OE/EO 转换、无 ASIC 包处理；MEMS 微镜偏转决定光路
// 速率匹配
速率无关 —— 同一台 OCS 可承载 800G / 1.6T / 3.2T 任意速率
// 切换粒度
毫秒级，电路级（circuit level），不适合频繁切换
// 单比特功耗
极低（数瓦量级 / 跨整机），相比电交换降 80%+
// 单端口时延
＜10 ns（仅光程时延）
// 适用场景
AI 集群 Scale-up 骨干 / 拓扑相对稳定的连接（TPU Pod、训练集群）
核心判断：OCS 不替代电交换，是补充。电交换继续负责通用流量与高频切换，OCS 承接 AI 集群里"连接关系相对固定、对功耗 / 时延极致敏感"的骨干层。
02
OCS 技术路线
// MEMS / DLP / 光波导
OCS 内部"光交换矩阵"有三条候选路径，MEMS 是 5 年内主流商用路径，也是 A 股最有机会切入的方向。波导型仍卡在良率（128 路以上 ＜30%）。
主流商用 · 5 年内主导
MEMS 微镜阵列
MEMS Mirror Array
硅基 MEMS 微镜阵列 → 静电 / 压电驱动调整微镜偏转角 → 重定向入射光路 至目标端口
// 端口规模
32-320 端口，单台 OCS 主流配置
// 良率
赛微电子 FAB3 ：MEMS 芯片良率 80%+（行业领先）
// 代表玩家
海外：Calient（Google 收购）/ Telescent
A 股：赛微电子（MEMS 芯片代工）/ 凌云光（系统集成）/ 中兴通讯（64 路认证）
A 股：赛微电子（MEMS 芯片代工）/ 凌云光（系统集成）/ 中兴通讯（64 路认证）
// 商用进度
Google 2018 起 Jupiter 数据中心规模部署；2026E 谷歌 OCS 需求约 3 万台
// 优势
良率高 / 端口规模大 / 单端口成本中等、可批量制造
// 劣势
机械部件存在长期可靠性挑战、毫秒级切换无法做包级路由
备选路径 · 部分商用
数字液晶 / DLP / 光波导
DLP / LCoS / Photonic Waveguide
液晶 / DMD 调相调幅 → 改变出射方向
或：硅光波导集成开关 → 电控相位调谐 → 切换光路
或：硅光波导集成开关 → 电控相位调谐 → 切换光路
// 端口规模
DLP/LCoS：32-128 端口；光波导：16-128 端口
// 良率
波导型 128 路以上 ＜30%，扩展瓶颈明显
// 代表玩家
DLP/LCoS：Polatis（部分商用）
光波导：多家在研，未规模商用
光波导：多家在研，未规模商用
// 商用进度
局部部署 / 实验室阶段为主
// 优势
无机械部件 / 切换更快（μs-ms） / 集成度潜力大
// 劣势
端口规模上不去、良率瓶颈、插入损耗较大
03
OCS 关键组件
// COMPONENTS · MEMS PATH
OCS 内部不是"激光器+调制器"，而是"MEMS 镜阵列 + 大量高密度光纤 / 准直光学 + 主控集成"。整机 BOM 与光模块毫无重叠 —— 这是一条独立的 A 股映射链路。
CORE · 占位CORE 核心
MEMS 微镜阵列
MEMS Mirror Array Chip
硅基 MEMS 微镜阵列，OCS 心脏。每片含 N×N 微镜，由静电/压电驱动调节角度，决定光路切换。
// A-SHARE
赛微电子（MEMS 龙头）
SYSTEM主控 + 集成
主控板 + 整机集成
Main Controller + System Integration
控制 ASIC + FPGA + 系统软件，承载 MEMS 镜驱动算法、端口管理、与 SDN 控制面对接。
// A-SHARE
凌云光（OCS 主力）中兴通讯
DRIVE · 占位驱动电路
镜驱动电路
Mirror Driver Circuit
高压静电驱动 / 压电驱动模块，控制每个 MEMS 微镜的偏转角，含闭环位置反馈。
// A-SHARE（暂无专页）
自研为主凌云光
PASSIVE高密度连接
MPO 连接器
Multi-fiber Push On Connector
12/16/24 芯前面板光接口，OCS 端口密度高（320 端口级），MPO 用量是普通交换机数倍。
// A-SHARE
太辰光致尚科技长飞光纤
PASSIVE · 占位前端连接
高密度光纤连接器
MMC / SN-MT High-Density Connector
下一代超高密度连接器（MMC 16-32 芯、SN-MT 8 芯），适配 OCS 大规模端口扩展。
// A-SHARE
蘅东光通信致尚科技
PASSIVE准直光学
准直器 / 微透镜阵列
Collimator / Micro-Lens Array
将光纤出射光准直成平行光束射向 MEMS 镜面，反射后再聚焦回输出光纤；耦合精度直接决定插入损耗。
// A-SHARE
腾景科技福晶科技
SHELL · 占位机壳 / 散热
机壳 + 散热 + 电源
Chassis + Thermal + PSU
整机功耗远低于电交换机，散热设计相对简单，但端面板高密度连接需精密机械。
// A-SHARE（暂无专页）
立讯精密兆龙互连
OVERSEAS · 标灰海外集成商
海外整机集成商
Calient / Telescent / Polatis
OCS 整机海外参照系：Calient（已被 Google 收购）/ Telescent / Polatis（DLP 路径）。2026E 全球产能 1.5-1.8 万台，谷歌一家需求 3 万台。
// COMPARABLE
Calient（美）Telescent（美）Polatis（英）
04
A 股供应商映射矩阵
// SUPPLIER × OCS COMPONENT
公司 \ 组件
MEMS 微镜
主控集成
MPO
高密度连接器
准直 / 透镜
FAU
隔离器
驱动电路
赛微电子
●
凌云光
●
●
中兴通讯
●
太辰光
●
致尚科技
●
●
蘅东光通信
●
长飞光纤
●
腾景科技
●
●
福晶科技
●
●
光库科技
●
天孚通信
●
东田微
●
中际旭创
●
主力 / 龙头
批量供应
布局中 / 展示
// 13 A-share suppliers × 8 OCS components
05
OCS 工作原理
// HOW IT WORKS
OCS 不读包、不译码、不过 ASIC —— 控制面下发"端口 i → 端口 j"指令，主控板算出 MEMS 镜阵列的目标偏转角，驱动电路把每个微镜调到位，光信号原原本本反射出去。整条数据面是被动反射，不参与任何信号再生。
信号链路对比
PATH B · OCS 全光交换
→ 数据面输入光纤→MPO→FAU→准直器→MEMS 微镜阵列（角度可调）→准直器→FAU→MPO→输出光纤
→ 控制面SDN 控制器→主控板（凌云光）→镜驱动电路→MEMS 微镜偏转角
PATH A · 传统电交换（参照）
→ 数据面输入光纤→光电探测器（OE）→SerDes→交换 ASIC（包处理）→SerDes→激光调制器（EO）→输出光纤
关键差异：OCS 数据面没有任何 OE/EO 转换、没有 ASIC 包处理——这是它功耗与时延优势的根源，也是为什么 OCS 不能像电交换一样做包级路由（因为它根本不"看"数据）。
06
商业化与部署时间线
// COMMERCIAL TIMELINE
2010s
电信骨干网
早期 OCS 用于电信骨干网交叉连接，端口规模小、用量有限。
2017–2018
Google Apollo OCS
Google 基于 Calient 路线在 Jupiter 数据中心首次规模部署 OCS，标志性里程碑。
2021–2024
TPU 集群主流形态
Google TPU v4 / v5 集群广泛使用 OCS，成为 AI 数据中心 Scale-up 骨干层主流形态。
2025–2026E
国内 AI 集群试用 + 谷歌产能瓶颈
谷歌 2026E 需求 3 万台，全球产能仅 1.5-1.8 万台，缺口巨大；凌云光等国内厂商进入试用；中际旭创 OFC 2026 首次展示 OCS 产品。
2026+
Scale-up 骨干层标配
Meta / 微软 / 亚马逊评估中；英伟达 NVL576 路线图涉及光交换；OCS 有望成为 AI 集群 Scale-up 骨干层标配组件。
Google 是 OCS 商用最激进的玩家。2026E 谷歌一家 OCS 需求约 3 万台，全球产能仅 1.5-1.8 万台——供需缺口巨大，是国产 MEMS / 整机厂的关键窗口期。
07
投研议题与跟踪指标
// THESIS + KPI
// THESIS · 关键议题
OCS 不是替代光模块，是补充
- 对光模块的二阶影响：OCS 替代部分电交换机后，"光模块 → 电交换 → 光模块"链路缩短，单位算力光模块需求量边际下降（对光模块整机厂略负）；但 OCS 整机本身需要大量 FAU / MPO / 准直器配套（对光器件 / 封装厂正面）。
- MEMS 是 5 年内主线：波导型 OCS 良率（128 路以上 ＜30%）短期解不开，MEMS 是规模商用唯一答案。赛微电子 FAB3 利用率近 30%，扩产空间充足、良率 80%+。
- 中际旭创从"观望"转"展示"：25H1 公司认为"OCS 当前能成熟应用的云厂商较少"，但 OFC 2026 公开展示 OCS 产品 —— 态度转变信号，可能为承接谷歌 / Meta 配套需求做储备。
- 凌云光是 A 股 OCS 主力整机标的：被分类到"激光 / MEMS / OCS"环节，承担系统集成与镜驱动算法。
// KPI · 跟踪指标
四个量化抓手
- 谷歌 / Meta 季度 OCS 采购金额 —— 商用深度与节奏
- 赛微电子 FAB3 利用率与良率 —— 国产 MEMS OCS 产能弹性
- 中兴通讯 64 路认证后的商业化进展、128 路推出节奏 —— 国产 OCS 整机突破
- OCS vs 电交换的端口数比变化 —— Google Jupiter 架构演化路标
- 凌云光 OCS 业务订单 / 收入披露 —— A 股核心标的的兑现节奏
- 2026E 全球 OCS 产能扩产进度 —— 1.5-1.8 万台 vs 谷歌 3 万台需求的缺口闭合
与其他网络架构的关系
OCS 处在 AI 网络拓扑的"骨干层"，与光模块、CPO、NPO、LPO 是互补不替代的关系：
- 可插拔光模块（光模块）：服务器/交换机端的 OE/EO 转换器；OCS 部署后单位算力需求量略降
- NPO 近封装 / CPO 共封装：交换 ASIC 端的光引擎集成路径；与 OCS 在网络不同层级，可同时部署
- LPO 线性可插拔：去 DSP 的可插拔光模块，与 OCS 完全独立维度
- Scale-up 光互连：OCS 正是 Scale-up 网络骨干层最重要的形态之一
来源
- 中际旭创_2025H1_半年报_摘要 §3 行业发展（6）
- 中际旭创_2025_年报_摘要
- 2026-03_OFC 2026 展示 NPO-XPO-OCS
- Notion 盘点 OCS 笔记 9 条