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摩根士丹利發(fā)布的《聚焦：光通信市場機遇》報告指出，光通信技術(shù)正進入人工智能驅(qū)動的第二階段規(guī)模擴張，帶寬增長和電氣互連的物理限制迫使架構(gòu)變革，從而擴大了潛在市場規(guī)模（TAM），同時也重塑了利潤格局。該報告的基本預測是，到2025年，光通信市場規(guī)模約為300億美元，到2028年將超過650億美元（年復合增長率約為30%）。

此外，與新型光通信技術(shù)（銅纜到光纖的Scale Up應(yīng)用、多種形式的共封裝光器件、光路交換以及無源光帶外管理）相關(guān)的約230億美元的增量機遇，將使長期市場規(guī)模達到約900億美元。核心的不確定性并非光纖技術(shù)的發(fā)展方向，而是顛覆性架構(gòu)的采用時機，以及在以往每年價格下跌10-15%的市場中，價格/利潤率能否保持穩(wěn)定，而近期由于零部件短缺，價格卻呈現(xiàn)穩(wěn)定甚至上漲的趨勢。股票市場已經(jīng)充分消化了持續(xù)的供應(yīng)緊張和快速普及的預期。

報告指出，過去12個月里，與光纖相關(guān)的股票漲幅超過300%，目前市盈率約為2028財年預期值的30-40倍，這意味著市場對需求（人工智能資本支出）或價格（激光器/收發(fā)器通縮）方面的任何不利因素都難以承受。報告強調(diào)，康寧在銅纜向光纖過渡的長期投資中更具吸引力，因為這一過渡尚未完全體現(xiàn)在近期的預期中。報告還指出，鑒于Lumentum的估值所暗示的盈利能力擴張幅度，該公司最有可能面臨利潤率和價格均值回歸的風險。

市場規(guī)模和結(jié)構(gòu)性需求驅(qū)動因素

該報告的核心框架是，光纖需求正從傳統(tǒng)的電信/企業(yè)周期轉(zhuǎn)向云端人工智能數(shù)據(jù)中心，這些數(shù)據(jù)中心對帶寬強度要求更高、升級節(jié)奏更快、擴展目標更激進。云數(shù)據(jù)中心在整體光纖市場中的份額預計將從2021年的28%增長到2025年的63%，并預計到2030年將達到78%，這意味著光纖需求、定價權(quán)和波動性將越來越受到超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心和“新云”采購行為的驅(qū)動，而非運營商周期。目前的人工智能集群架構(gòu)通過速度升級和過渡解決方案（包括NVLink驅(qū)動的擴展和通過有源電纜（AEC）方法擴展銅纜傳輸距離）得以保持可行性。該報告指出，下一階段的Scale Up發(fā)展將對多項“硬性”限制因素構(gòu)成挑戰(zhàn)：更高速度下的銅纜傳輸距離、通道/激光傳輸速度上限、前面板密度/背板限制，以及隨著計算封裝成為瓶頸，I/O 限制等。這些限制因素預計將在 2027 年至 2030 年期間趨于收斂，某些類別的限制因素將在 2027 年至 2028 年開始進行大規(guī)模測試，但廣泛應(yīng)用則需要 5 至 10 年的時間。

第二個結(jié)構(gòu)性驅(qū)動因素是電力。電力既是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的限制因素（推動高密度部署并促使采用更高效率的互連技術(shù)），也是分布式數(shù)據(jù)中心建設(shè)的催化劑（推動更多站點間流量）。報告指出，歷史上只有大約 5% 的數(shù)據(jù)會離開數(shù)據(jù)中心，但隨著電力和空間限制導致單個位置的訓練/推理集群規(guī)模難以擴展，這一比例在未來幾年可能會上升到 20% 至 25%。這會產(chǎn)生“數(shù)據(jù)倍增效應(yīng)”，使得跨域擴展/數(shù)據(jù)中心互連 (DCI) 的需求遠超單純計算能力增長所帶來的需求。業(yè)內(nèi)人士的觀點各不相同，例如，推理所需的 DCI 需求會增加 3-6 倍（Ciena），而跨站點/區(qū)域擴展 AI 集群時，帶寬需求會增加約 10 倍（Meta），Cisco 則會增加約 14 倍，具體倍數(shù)取決于工作負載和拓撲結(jié)構(gòu)假設(shè)。

基準情景下的市場規(guī)模：

650 億美元和 900 億美元的來源

該報告的 2028 年基準情景以“傳統(tǒng)”光通信利潤池為基礎(chǔ)，尤其是橫向擴展網(wǎng)絡(luò)中的光收發(fā)器。到 2028 年，光收發(fā)器市場規(guī)模約為 503 億美元，被認為是整個光通信領(lǐng)域中最大的子市場。其他“傳統(tǒng)”類別包括跨數(shù)據(jù)中心/DCI ZR可插拔設(shè)備（2028年約為28億美元）、長途光模塊（約40億美元）和托管光纖網(wǎng)絡(luò)（MOFN）服務(wù)/設(shè)備（約23億美元），以及數(shù)據(jù)中心內(nèi)部光纖和系統(tǒng)。在此基準基礎(chǔ)上，該報告預測到2028年及以后將出現(xiàn)約230億美元的“新”光模塊市場機遇，這些機遇細分為5個市場，其2028年的潛在市場規(guī)模如下：橫向擴展的銅纜到光纖轉(zhuǎn)換（約65億美元）、橫向擴展的共封裝光模塊（CPO）（約29億美元）、橫向擴展的光路交換（OCS）（約57億美元）、橫向擴展的共封裝光模塊（CPO）（約29億美元）。

基準情景預測：

650億美元和900億美元的市場規(guī)模來源

該報告的2028年基準情景預測以“傳統(tǒng)”光通信利潤池為基礎(chǔ)，特別是橫向擴展網(wǎng)絡(luò)中的光收發(fā)器。到2028年，光收發(fā)器市場規(guī)模約為503億美元，被認為是整個光通信領(lǐng)域中最大的子市場。其他“傳統(tǒng)”類別包括跨數(shù)據(jù)中心/DCI ZR可插拔模塊（2028年約為28億美元）、長途光通信（約40億美元）以及托管光纖網(wǎng)絡(luò)（MOFN）服務(wù)/設(shè)備（約23億美元），此外還包括數(shù)據(jù)中心內(nèi)部光纖和系統(tǒng)。在此基準基礎(chǔ)上，該報告預測到 2028 年及以后將出現(xiàn)約 230 億美元的“新增”光通信市場機遇，并將其細分為五個市場，其 2028 年的市場規(guī)模 (TAM) 大致如下：銅纜到光纖的Scale Up升級（約 65 億美元）、共封裝光器件 (CPO) 的Scale Up升級（約 29 億美元）、光路交換 (OCS) 的Scale Up擴展（約 57 億美元）、共封裝光器件 (CPO) 的Scale Up擴展（約 50 億美元，明確指出其主要價值在于“激光”，并可替代收發(fā)器）以及無源光帶外管理（約 30 億美元）。

報告中的一個關(guān)鍵細節(jié)是，“新增市場規(guī)模”并非總是能直接增加現(xiàn)有企業(yè)的收入。具體而言，橫向擴展型CPO被建模為取代傳統(tǒng)的收發(fā)器模塊，將物料清單（BOM）和經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)移到交換機和光引擎，而非可插拔收發(fā)器。這造成了一種矛盾：行業(yè)潛在市場規(guī)模（TAM）可能會擴大，但如果CPO滲透率加速增長，特定細分市場（尤其是商用收發(fā)器收入）將面臨不利影響。該報告的基本假設(shè)是，到2028年，橫向擴展型CPO的滲透率約為15%（基于第三方估算），并指出更高的滲透率將加劇架構(gòu)變革和收入重新分配，即使它不會減少底層“出貨量”。

技術(shù)轉(zhuǎn)型：

機制、經(jīng)濟效益和采用阻力

Scale Up：銅纜向光纖過渡

Scale Up鏈路的特點是短距離連接（通常小于1-2米），涵蓋芯片間、板間、背板間以及直連電纜（DAC）連接。由于前期成本較低、可靠性較高且短距離功耗較低，銅纜歷來占據(jù)主導地位。報告指出，銅纜的性能提升空間目前主要受限于高速傳輸時的信號完整性，這導致最大傳輸距離縮短，并需要更多的均衡和有源電子器件。報告援引當前速度下采用有源均衡（AEC）的傳輸距離約為5米，并指出在下一代帶寬下（據(jù)稱在“Rubin”世代可能減半），有效傳輸距離可能會大幅縮短，這意味著屆時轉(zhuǎn)向光纖將不再是可選項。

采用光纖的障礙不僅在于資本支出成本，還在于運營風險和功耗。該報告援引微軟的研究表明，在某些情況下，光纖的功耗和故障率可能比銅纜高出100倍，因此可靠性/功耗比單純的采購價格成為主要制約因素。因此，光纖過渡被認為是可能但漸進的，多種“橋接”技術(shù)（例如有源光纜、線性光學器件、新型發(fā)光器件如MicroLED、空芯光纖）有望延長銅纜的使用壽命或降低光纖帶來的性能損失。由于公開數(shù)據(jù)有限，市場規(guī)模的估算頗具挑戰(zhàn)性，但該報告根據(jù)銅纜的需求份額和增長假設(shè)，估算出目前銅纜數(shù)據(jù)傳輸市場規(guī)模約為15億美元，到2030年將增長至約50億美元。報告還指出，光纖布線的成本至少是銅纜的兩倍（有的案例甚至高達六倍）。這也凸顯了高密度化帶來的非線性影響：康寧公司曾公開討論過，隨著每個節(jié)點/機架中GPU數(shù)量的增加，對光纖密度的需求將大幅提高，這意味著單位體積（每個交換機/機架的光纖數(shù)量）的增長速度可能超過簡單的帶寬擴展。

從投資角度來看，這種轉(zhuǎn)型在結(jié)構(gòu)上對光纖和連接供應(yīng)商有利，但其盈利路徑對可靠性工程和運營驗收異常敏感?！肮收?功耗增加100倍”的說法表明，純粹的“銅纜遇到瓶頸，因此光纖取而代之”的敘事低估了混合架構(gòu)過渡期延長的可能性。反過來，這增加了短期內(nèi)受益者可能是那些提供漸進式“橋接”解決方案（AEC/AOC、改進型連接器、更高密度的布線）的公司，而長期收益則可能在架構(gòu)發(fā)生決定性轉(zhuǎn)變時才歸于光纖供應(yīng)商。

Scale Up：共封裝光器件和光I/O

在Scale Up過程中，共封裝光器件 (CPO) 被視為銅纜到光纖過渡的推動者和加速器，最終解決封裝技術(shù)向2.5D/3D集成和光I/O發(fā)展過程中出現(xiàn)的I/O瓶頸問題。其核心價值在于通過將光引擎更直接地集成到封裝內(nèi)或靠近交換機/處理芯片的電路板上，從而縮短電氣走線長度，降低功耗和延遲，同時支持更高的帶寬密度。

該技術(shù)的采用阻力較大，且被明確地描述為多方面的：

1. 可靠性和可維護性：將光器件放置在更靠近ASIC的位置會增加“故障成本”，降低熱插拔能力，并且如果故障需要斷電并更換更大的子系統(tǒng)而不是模塊化可插拔組件，則會增加運行停機時間。

2. 制造成本和良率：CPO 的平均售價約為傳統(tǒng)可插拔器件的 8-10 倍，良率較低，主要受封裝復雜性、散熱限制、信號完整性挑戰(zhàn)以及異構(gòu)組件兼容性等因素的影響。

3. 生態(tài)系統(tǒng)和標準化：CPO 的特點是標準化程度較低，集中度較高，尤其集中在英偉達和博通的研發(fā)進度和設(shè)計選擇上，這意味著供應(yīng)商集中度更高，利潤更有可能從光器件供應(yīng)商轉(zhuǎn)移到占主導地位的交換機/加速器平臺。

4. 供應(yīng)鏈創(chuàng)新：成功需要一個涵蓋光器件、DSP、ASIC 和先進封裝/測試的集成生態(tài)系統(tǒng)，相對于成熟的可插拔器件生態(tài)系統(tǒng)而言，這種規(guī)模的集成是前所未有的。

該報告還指出，光I/O和CPO相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的戰(zhàn)略活動日益活躍，包括Marvell宣布收購Celestial AI，以加速下一代數(shù)據(jù)中心和光I/O的連接規(guī)?；l(fā)展。報告還提及Ciena以2.7億美元收購Nubis Communications，以拓展其數(shù)據(jù)中心內(nèi)部戰(zhàn)略，這與系統(tǒng)供應(yīng)商向上游拓展CPO/NPO模塊和先進連接技術(shù)的趨勢相符。這些交易證實，平臺和系統(tǒng)供應(yīng)商正日益將先進光子技術(shù)視為核心能力，而非采購項目。如果整合程度進一步加深，這種動態(tài)可能會從根本上削弱零部件供應(yīng)商的長期議價能力。

橫向擴展（SCALE-OUT）：光路交換

光路交換 (OCS) 旨在通過將流量保持在光域內(nèi)并避免重復的光電光 (OEO) 轉(zhuǎn)換來降低延遲和功耗。在運行上，它類似于電路交換機：路徑配置和維護直至重新配置，這對于持續(xù)時間長、可預測的流量模式來說是最佳選擇，但不太適合高度動態(tài)的流量。該報告強調(diào)，由于需要深入了解流量模式以及動態(tài)路由環(huán)境的挑戰(zhàn)，OCS 更可能作為增強網(wǎng)絡(luò)部署，以提高人工智能集群的可靠性、資源池化和重配置能力，而不是完全取代分組交換主干網(wǎng)。

該報告對OCS的潛在市場規(guī)模（TAM）的預測相對于歷史部署情況而言較為激進，預計其收入將從2024年的約1.98億美元增長到2028年的約57億美元。這一預測基于后端以太網(wǎng)交換機端口的擴展以及OCS滲透率從2028年占端口總數(shù)的15%增長到25%，同時OCS設(shè)備的平均售價每年下降約10%。隱含的市場普及與使用OCS的TPU/GPU端口數(shù)量隨著AI集群規(guī)模的擴大而急劇增長密切相關(guān)。這一增長趨勢與業(yè)界對用于AI的光纖架構(gòu)的探索方向一致，包括谷歌發(fā)布的關(guān)于“光波架構(gòu)”以及用于數(shù)據(jù)中心和機器學習系統(tǒng)的大規(guī)模光路交換的研究成果。此外，學術(shù)界和業(yè)界的評論也表明，在緊密耦合的機器學習集群中，大規(guī)模部署此類架構(gòu)以處理長期流量模式的經(jīng)驗表明，OCS在某些工作負載中可以作為一種重要的架構(gòu)元素。

然而，OCS 的經(jīng)濟可持續(xù)性取決于兩個結(jié)構(gòu)性因素。首先，OCS 在解決延遲和效率問題上面臨著分組交換芯片和擁塞控制技術(shù)的持續(xù)進步的競爭，如果分組交換技術(shù)的改進速度超出預期，OCS 的普及率可能會受到限制。其次，OCS 的最大價值可能體現(xiàn)在可預測的流量矩陣和高延遲成本工作負載的交匯點；如果工作負載的異構(gòu)性增加（混合訓練/推理、多租戶 AI 云）且流量變得更加動態(tài)，那么 OCS 的應(yīng)用可能仍然集中在少數(shù)能夠進行深度軟硬件協(xié)同設(shè)計的超大規(guī)模云服務(wù)商手中。報告本身也指出了谷歌長期以來有限的部署，這意味著即使技術(shù)上可行，運營和標準化也可能成為長達數(shù)年的瓶頸。

橫向擴展：板載光器件共封裝

橫向擴展共封裝光器件 (CPO) 的出現(xiàn)源于傳統(tǒng)可插拔收發(fā)器的局限性：成本（約占數(shù)據(jù)中心成本的 10%）、功耗、故障率、通道擴展限制（傳統(tǒng)收發(fā)器最多只能支持 16 個通道）、單激光器理論速度上限（在某些假設(shè)下無法達到 400G 以上，這意味著上限為 6.4T）以及前面板/背板密度限制。將光器件集成到電路板上可以縮短電路路徑長度，并通過消除部分光電光轉(zhuǎn)換損耗來降低延遲和功耗，同時實現(xiàn)更高的密度。

該報告指出，橫向擴展共封裝光器件 (CPO) 具有顛覆性的經(jīng)濟意義。雖然光器件總量可以保持或增加，但其封裝方式發(fā)生了變化。報告指出，在CPO架構(gòu)中，大約一半的收發(fā)器物料清單(BOM)將被集成到交換機上。報告的基本假設(shè)是CPO架構(gòu)的滲透率約為15%，并據(jù)此預測，到2028年，約有50億美元的收入將從收發(fā)器模塊轉(zhuǎn)移到板載光引擎/激光器。報告還引用分析指出，CPO架構(gòu)可以通過減少布線和收發(fā)器需求，降低約7%的數(shù)據(jù)中心總成本。這意味著，如果運營風險能夠得到緩解，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運營商將有直接的動力推動CPO架構(gòu)的普及。

CPO架構(gòu)的普及阻力與CPO架構(gòu)的規(guī)?；l(fā)展階段非常相似：更高的故障影響、不支持熱插拔、故障排除難度大（可能需要停機）、良率低以及標準不成熟。對于零部件供應(yīng)商而言，最終影響尚不明確，取決于其在新BOM中的定位。擁有差異化激光器/光子集成能力的供應(yīng)商可能會保留相當可觀的市場份額，而主要依賴收發(fā)器模塊組裝的供應(yīng)商則可能面臨結(jié)構(gòu)性挑戰(zhàn)，因為集成方向可能會轉(zhuǎn)向交換機供應(yīng)商和嚴格控制的生態(tài)系統(tǒng)。

基于無源光網(wǎng)絡(luò)的帶外管理

帶外管理 (OOBM) 通常通過與生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)分離的低速交換機和銅纜來實現(xiàn)，以便進行監(jiān)控、故障排除和設(shè)備恢復。該報告指出，OOBM 是一項不容忽視的成本支出（預計占以太網(wǎng)交換市場的 2-5%，考慮到機架成本上漲，人工智能機架的 2-3% 可能占比更高）。將 2-3% 應(yīng)用于約 1500 億美元的云網(wǎng)絡(luò)市場（交換機加收發(fā)器），可得出 30-40 億美元的市場機會，這與報告中對 2028 年 30 億美元潛在市場規(guī)模的預測相符。

Ciena 的 DCOM 被重點介紹為與 Meta 共同開發(fā)的基于 PON 的重新設(shè)計方案，它減少了有源網(wǎng)絡(luò)元件，并用無源光技術(shù)取代了以太網(wǎng)聚合。據(jù)稱，其優(yōu)勢包括節(jié)省約 99% 的機架空間和降低約 30% 的功耗，這與報告中更廣泛的“功耗是制約因素”的論點直接相關(guān)。采用風險主要來自客戶集中度和協(xié)同設(shè)計摩擦：例如，與 Meta 的協(xié)同設(shè)計周期長達兩年，而未來與超大規(guī)模運營商的集成周期可能會更短（約 6 個月），但仍然不容忽視。競爭風險也不容忽視，因為 PON 技術(shù)存在于多家供應(yīng)商（包括傳統(tǒng)電信 PON 競爭對手）中，如果市場規(guī)模擴大，則不太可能形成持久的壟斷經(jīng)濟。

跨域擴展：數(shù)據(jù)中心互連 (DCI)、

ZR 可插拔光模塊、系統(tǒng)和 MOFN

跨域擴展（Scale-across ）需求被視為電力限制的次要影響：單個站點擴展能力的不足導致站點間集群分布增加，從而提高了數(shù)據(jù)中心外流流量的比例，并對 DCI 帶寬產(chǎn)生倍增需求。在 DCI 領(lǐng)域，該報告強調(diào)了架構(gòu)上的轉(zhuǎn)變，即由于成本和功耗優(yōu)勢，短距離傳輸正從基于機箱的系統(tǒng)轉(zhuǎn)向可插拔光模塊。報告指出，可插拔光模塊的成本約為系統(tǒng)成本的 20%，平均售價 (ASP) 約為 2000-3000 美元，而系統(tǒng)的平均售價則為 25000-40000 美元。ZR 光模塊最初用于短距離傳輸（<200 公里），但隨著 ZR+ 和更高速率（包括 800G）的擴展，其應(yīng)用范圍也隨之擴大。報告還指出，可插拔光模塊在結(jié)構(gòu)上仍然最適合城域網(wǎng)（<1000 公里），而系統(tǒng)則在長距離傳輸（>1000 公里）中占據(jù)主導地位。

與收發(fā)器相比，光纖的供需關(guān)系和競爭格局存在顯著差異。可插拔光纖的競爭更為激烈，供應(yīng)商更多，這意味著價格壓力可能更早出現(xiàn)。而系統(tǒng)和遠距離相干解決方案則更受少數(shù)幾家現(xiàn)有廠商（尤其是 Ciena、諾基亞和思科）的青睞。報告還重點介紹了“多軌”架構(gòu)（尤其是 Ciena 的架構(gòu)），該架構(gòu)能夠提高每個機架的光容量密度，密度提升高達 32 倍（每個機架 128 軌對比每個機架 4 軌），這種機制通過集中帶寬和減少光線路系統(tǒng)的占地面積來緩解空間和電源限制。

MOFN 被視為一種結(jié)構(gòu)性漸進式機遇，服務(wù)提供商可以為那些因監(jiān)管或規(guī)模擴張等原因無法或不愿擁有光纖的超大規(guī)模企業(yè)管理或租賃光網(wǎng)絡(luò)。該報告引用第三方估計，到 2030 年，非直接 DCI/分散部分將達到約 20 億美元，從 2025 年到 2030 年以約 13% 的復合年增長率增長，這表明即使超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心擁有的直接 DCI 增長放緩，價值向托管服務(wù)和分散架構(gòu)的轉(zhuǎn)移也可以逐步擴大支出。

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（來源：編譯自大摩）

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