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基础化工行业AI系列:瓶颈正逐渐向“连接”转移 CPO推动光通信渗透率提升 保偏光纤需求向上

广发证券股份有限公司 06-11 00:00

2025年5月我们曾 发布报告《AI系列:高速互连与液冷革命﹒AI算力驱动下数据中心连接器的技术范式变革》,本报告同样聚焦 AI互连方案。

当前AI 算力瓶颈正逐渐向“连接”转移。根据Deeptech 深科技和芯智讯公众号,当AI 进入系统时代,连接能力开始成为决定整体性能的关键变量。根据康宁公司官网,康宁公司认为波导的管理在共封光学系统中起关键作用,负责将光纤与波导对准的光纤阵列单元(FAU)在CPO 应用中变得更加关键,制造CPO 的FAU 应考虑保偏光纤(PMF)。

保偏光纤属于特种光纤的一种,主要是用于保持入射线性偏振光的线性偏振状态。以商用占主导地位的熊猫型保偏光纤(PANDA-PMF)为例,在纤芯两侧对称地设置两个应力区,对纤芯产生应力作用,使得两个偏振模式的传播常数发生差异,形成双折射效应,从而维持光的偏振态的稳定。

目前保偏光纤已广泛应用于光传感、激光、光通信等诸多科技领域,尤其是光纤陀螺需求量较大。但由于保偏光纤存量市场规模较小(综合多家机构预测数据当前市场空间为10 亿美元以下),当前专注保偏光纤研制的企业较少。

CPO:光电共封有望成为下一步解决方案,有望成为未来十年扩展网络带宽增长的主要驱动力。集成光学器件的互连选项包括线性可插拔光学器件(LPO)、近封装光学器件(NPO)或板载光学器件(OBO)和共封装光学器件(CPO)。CPO 核心理念是将光学引擎与交换芯片(ASIC)或计算功率芯片(xPU)直接集成在同一封装中,取消传统通过前面板接口连接主板的可插拔光模块,将电信号传输路径从几厘米缩短到毫米级,从而显著降低信号衰减、功耗和延迟。根据Fibermart 公司和FS 公司官网,当前行业观点认为,就性能而言CPO 是最优解决方案,但目前缺乏支持CPO解决方案的开放生态系统。而NPO 作为过渡方案可以依赖成熟可插拔光模块生态系统,同时在带宽密度和功耗方面提供显著改进,有望成为当前大规模部署中最实用、最具成本效益的解决方案。随着可插拔光学逐步达到物理极限和硅光制造工艺的成熟,CPO 预计将逐步成为需要极高能效的超大型AI 集群的核心。根据Semi Analysis,英伟达于GTC 2025 会议上宣布三款支持CPO 的扩展网络交换机,以太网CPO 交换机将于2026 年下半年推出,于GTC 2026 会议上更新CPO 路线图。

CPO/NPO 使用外部光源(ELS)的必要性催生保偏光纤需求。CPO 互连方案涉及的光纤包括用于发射/接收信号路径的单模光纤以及从外部激光源传输功率的保偏光纤。目前业界达成共识的将激光集成到CPO 的方法是使用外部光源(ELS)。由于CPO 内部光引擎通常采用硅光方案,而硅光波导对输入光具有偏振敏感性,不同偏振态的耦合损耗有所不同,所以当采用外置光源时,内部光纤连接需使用保偏光纤,以保证光信号传输的稳定性。NPO 同样需要使用保偏光纤,但一般用量相比CPO 较少。与此同时,CPO 的高可靠性要求对保偏光纤提出更高要求。根据康宁的研究,通过减小包层直径、使用改良的表面玻璃成分——例如掺钛二氧化硅——以提高疲劳常数,或者提高验证测试水平,可以增强光纤的可靠性。康宁与藤仓合作研发的TitaniaBend PANDA PM Fiber 已开始发货。

盈利预测和投资建议:建议关注聚焦光互连和保偏光纤的企业,例如中航光电、长盈通、长飞光纤(通信组覆盖)、锐科激光、长进光子等。

风险提示:新技术和产品迭代不及预期的风险、市场竞争加剧的风险、原材料及产品价格波动风险。

免责声明:以上内容仅供您参考和学习使用,任何投资建议均不作为您的投资依据;您需自主做出决策,自行承担风险和损失。九方智投提醒您,市场有风险,投资需谨慎。

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