內容概要：隨著5G網絡的商用化進程不斷加速，全球范圍內對于高帶寬應用的需求正以前所未有的速度激增。在這一背景下，光互連技術以其獨特的優勢，在連接超大規模數據中心、支撐云計算基礎設施以及實現高速、低延遲數據傳輸方面發揮著至關重要的作用。近年來，云計算、大數據分析、人工智能以及5G技術的蓬勃發展，為全球光互連市場帶來了前所未有的增長機遇。據Technavio預測，從2023年到2028年，全球光互連市場規模將增長168億美元，年均復合增長率（CAGR）預計達到20.62%。

關鍵詞：光互連、CPO技術、光I/O技術、光互連發展現狀、光互連發展趨勢

一、光互連行業相關概述

光互連是一種利用光信號進行數據傳輸的技術，主要用于連接不同的電子組件，如計算機芯片、電路板等，以實現高效的數據交換。

隨著晶體管密度在單個芯片上增加的難度日益加大，業界開始探索新的路徑，即通過在同一基板上封裝多個芯粒，以此提升晶體管的總數量。這種做法導致封裝單元內的芯粒互連數量激增，數據傳輸距離也隨之延長，從而使得傳統的電互連技術面臨迫切的升級需求。相較于電信號，光信號在傳輸速度、損耗控制以及延遲降低方面展現出顯著優勢。因此，芯片間的光互連技術被視為推動信息技術邁向下一代的關鍵驅動力。目前，光互連領域的主要解決方案包括CPO（共封裝光學）技術和光I/O技術。

在性能表現上，光I/O技術展現出了卓越的優勢。在下一代光I/O互聯中，其總帶寬可高達160Tbps，帶寬密度達到10Tbps/mm，同時能效比低于1pJ/bit。相比之下，單個CPO模塊的帶寬則局限在1.6-3.2Tbps之間，帶寬密度為50-200Gbps/mm，能效為15pJ/bit。其中，Ayar Labs是該領域代表企業。

二、光互連行業發展背景

近年來，AI產業的迅猛發展為光互連行業帶來了前所未有的發展機遇。一方面，傳統數據中心的光連接傳輸速率正經歷著快速的迭代升級。從40G到400G的升級周期大約為每4年速率翻倍，而自2023年被視為AI元年以來，傳輸速率迅速從400G躍升至800G，并預示著未來將進一步邁向1.6T和3.2T的速率，迭代周期已縮短至每2年翻倍。光互連技術憑借其獨特的優勢，成為唯一能夠滿足數據中心復雜架構下帶寬需求的互聯方案。另一方面，光互連器件與XPU（如GPU、TPU等加速處理單元）的比例正持續擴大。以GPT系列為例，GPT-3在由1000個XPU組成的集群上使用了約2000個光互連器件（光模塊）完成訓練，XPU與光互連器件的比例為1:2；而GPT-4則在由25000個XPU組成的集群上使用了約75000個光互連器件進行訓練，比例提升至1:3。展望未來，由100000個XPU組成的集群可能需要500000個光互連器件，比例達到1:5；而對于由一百萬個XPU組成的超大規模集群，則可能對應一千萬個光互連器件，比例高達1:10。這一趨勢清晰地表明，光學互聯將在未來迎來重要的增長契機，成為支撐AI等前沿技術發展的關鍵力量。

三、全球光互連行業發展現狀

隨著5G網絡的商用化進程不斷加速，全球范圍內對于高帶寬應用的需求正以前所未有的速度激增。在這一背景下，光互連技術以其獨特的優勢，在連接超大規模數據中心、支撐云計算基礎設施以及實現高速、低延遲數據傳輸方面發揮著至關重要的作用。近年來，云計算、大數據分析、人工智能以及5G技術的蓬勃發展，為全球光互連市場帶來了前所未有的增長機遇。據Technavio預測，從2023年到2028年，全球光互連市場規模將增長168億美元，年均復合增長率（CAGR）預計達到20.62%。

在全球光互連市場的增長版圖中，亞太地區的表現尤為亮眼。據估算，在預測期內，亞太地區將對全球光互連市場的增長貢獻高達62%。這主要得益于亞太地區在云計算、大數據分析、人工智能以及高效能運算應用等領域對高速數據傳輸的強勁需求。隨著全球數字化轉型的深入推進以及新興技術的不斷涌現，光互連技術將繼續在數據傳輸領域發揮核心作用，行業市場規模也將持續擴大。

相關報告：智研咨詢發布的《中國光互連行業市場發展態勢及產業需求研判報告》

四、光互連市場格局

光互連市場壁壘較高，行業布局企業相對較少。目前，市場份額主要掌握在英偉達、博通、Ayar Labs、中際旭創、新易盛等少數具有深厚技術實力和市場影響力的企業手中。從光互連技術的角度來看，特別是在CPO（光電共封裝）領域，行業內的領軍企業如英特爾、博通和美滿科技等，均已推出了多款基于CPO技術的量產產品。其中，博通發布的Tomahawk 5交換芯片尤為引人注目，其交換容量高達51.2T，通過8個通道的光引擎實現對外互聯，單通道速率更是達到了6.4 Tb/s。與此同時，中國企業在CPO技術研發和產品化方面也取得了顯著的成果。中際旭創和新易盛等企業憑借自身的技術積累和創新能力，成功推出了多款CPO量產產品，并在市場上獲得了良好的反響。在光I/O領域，Ayar Labs是該領域的領先企業，已獲得 NVIDIA、Intel、HPE等多家巨頭的投資，其研發的 TeraPHY 共封裝光學解決方案為光 I/O 的代表產品。綜上所述，光互連行業的競爭格局呈現出高度集中和技術驅動的特點。

五、中國光互連行業發展趨勢分析

光互連技術作為一種高速、可靠、低延遲的通信技術，在數據中心領域具有廣泛的應用前景。未來，中國光互連行業將呈現出以下顯著發展趨勢：一是AI需求激增，光互連市場規模持續擴大。隨著人工智能技術的快速發展，AI數據中心、AI云計算等領域對高速、低延遲的數據傳輸需求日益迫切。光互連技術作為滿足這些需求的關鍵技術之一，其市場規模將持續擴大。二是技術革新加速，光互連技術向超高效、集成化方向發展。面對日益增長的數據傳輸需求，光互連行業將加快技術革新的步伐，推動光互連技術向超高效、集成化方向發展。一方面，通過優化光互連器件的設計和生產工藝，提高光互連的傳輸效率和穩定性；另一方面，通過集成化設計，將光互連器件與其他電子器件緊密結合，形成更加緊湊、高效的數據傳輸系統。三是產業鏈整合與協同發展加強，行業競爭力持續提升。未來，中國光互連行業將加強產業鏈上下游企業的合作與交流，推動產業鏈整合與協同發展。一方面，通過加強原材料供應、生產制造、技術研發等環節的協同合作，提高產業鏈的整體效率和競爭力；另一方面，通過加強與國際市場的交流與合作，引進先進技術和管理經驗，提升中國光互連行業的國際競爭力。

以上數據及信息可參考智研咨詢（www.szxuejia.com）發布的《中國光互連行業市場發展態勢及產業需求研判報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構，提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業動態。