Scale-up 光互连

一句话定义

AI 集群机柜内部 GPU-GPU 互联的网络层。当前主要由铜缆承担，但随着单机柜 GPU 数从 8 颗（DGX）跃升到 72 颗（NVL72）甚至 576 颗（NVL576），224G+ 速率下铜缆距离缩短到 <0.5m，光互连进入机柜内成为必然。Scale-up 是 NPO 的主战场，Lightcounting 预测 2030E 占总光模块市场 21%。

一、AI 网络的三层结构

flowchart TB
    subgraph 跨数据中心["跨数据中心（Scale-across）"]
        DC1[数据中心 1]
        DC2[数据中心 2]
        DC1 -.DCI 长距相干.- DC2
    end
    subgraph 数据中心内["数据中心内（Scale-out）"]
        Rack1[机柜 1<br/>NVL72 等]
        Rack2[机柜 2]
        Rack3[机柜 3]
        Rack1 -.800G/1.6T 可插拔光模块.- Rack2
        Rack2 -.800G/1.6T 可插拔光模块.- Rack3
    end
    subgraph 机柜内["机柜内（Scale-up）"]
        direction LR
        GPU1[GPU 1]
        GPU2[GPU 2]
        GPU3[...]
        GPU72[GPU 72]
        GPU1 -.铜缆/光互连.- GPU2 -.铜缆/光互连.- GPU3 -.铜缆/光互连.- GPU72
    end
    DC1 --> Rack1
    Rack1 --> GPU1
    style 机柜内 fill:#fef3c7,stroke:#d97706,stroke-width:3px;

三层网络对比

层级	距离	当前主流	演进方向	占比
Scale-across	公里 - 数十公里	800G ZR 相干	TFLN / 1.6T ZR	<5%
Scale-out（机柜间）	5-50 米	800G/1.6T 可插拔	1.6T LPO / NPO	~75%
Scale-up（机柜内）	<2 米	铜缆 / DAC	光互连 / NPO	21%（2030E）

二、为什么铜缆撑不住

graph LR
    A[100G/通道<br>铜缆 ~3m] --> B[200G/通道<br>铜缆 ~1.5m]
    B --> C[400G/通道<br>铜缆 <0.5m]
    C --> D[需要光互连进入机柜]:::core
    classDef core fill:#fef3c7,stroke:#d97706,stroke-width:3px;

物理瓶颈

224G/通道（200G PAM4）：铜缆 SerDes 链路距离已缩短至 0.5-1m
448G/通道（下一代）：铜缆基本无法满足
链路损耗：铜缆每米损耗与频率正相关，高速时指数级恶化
散热与重量：单根高速铜缆截面大、重量大，机柜布线压力剧增

NV NVL72 / NVL576 拉动

系统	单机柜 GPU 数	内部互连方式	光模块需求
DGX A100	8	NVLink + 铜缆	几乎无
DGX H100	8	NVLink + 铜缆	极少
NVL72	72	NVLink + 铜缆（极限）+ 部分光	早期
NVL576	576	必须光互连	大量

三、Scale-up 光互连的形态选择

形态	优势	劣势	商业化进度
AOC（有源光缆）	成熟、即插即用、VCSEL 主流	单 bit 功耗较高	已量产
NPO（近封装光学）	功耗低、密度高	量产难度大	2026-2027 主线
CPO（共封装）	极致功耗	良率低、可维护性差	2027-2028
铜缆（继续用）	成本最低	距离 + 高速受限	224G+ 已边缘化

四、A 股受益玩家

公司	卡位	关键证据
中际旭创	NPO 押注	客户定性指引明确，2027 量产；OFC 2026 展示 NPO 产品
新易盛	跟随	1.6T 量产 + NPO 储备
天孚通信	光引擎封装受益	NPO 时代光引擎价值量提升 3-5 倍
长光华芯	VCSEL 配套	800G AOC 主流光源（详见上游_VCSEL）
源杰科技	CW 光源配套	NPO 大规模光端口拉动 CW 需求

五、关键投研议题

议题 1：Scale-up 光互连是 AI 数通最大增量

Lightcounting 预测 2030E Scale-up 占总光模块市场 21%。这部分是从 0 到 1 的全新需求——不替代 Scale-out，而是叠加。

议题 2：NPO 客户定量订单时点是关键

中际旭创已获客户定性NPO 需求指引，但定量订单时点是看多公司增长曲线衔接的关键证据。一旦释放，意味着 1.6T 可插拔到 NPO 的产品代际无缝过渡。

议题 3：NV NVL576 路线图 vs CPO/NPO 选型

Nvidia 在 GTC 2025 公开 NVL576 路线图涉及光互连，但具体选型（NPO vs CPO vs 自研形态）尚未明确。这是 2026-2027 行业最大不确定性之一。

六、跟踪指标

NV NVL72 / NVL576 出货量 — Scale-up 需求规模锚点
中际旭创 NPO 客户定量订单时点 — 关键节点
NPO 单端口 ASP — 价值量验证
800G AOC vs NPO 在 Scale-up 的份额变化 — 形态竞争结果

七、相关页面

相邻概念

NPO · CPO · Scale-out 网络 · Scale-across 网络 · AOC (有源光缆) · 硅光

涉及公司

中际旭创 · 新易盛 · 天孚通信 · 长光华芯 · 源杰科技 · 英伟达 · 博通

涉及环节

中游_光模块 · 中游_光引擎子系统 · 下游_云厂商数通

八、来源

中际旭创_机构研报_投资逻辑
中际旭创_机构研报_公司一页纸
[2026-03_OFC 2026 展示 NPO-XPO-OCS]
Lightcounting 报告：AI 光模块占比与 Scale-up 预测
Nvidia GTC 2025 公开材料：NVL576 路线图