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光互连技术路线全景研究

从SK海力士一篇论文，到AI光互联的产业链重构

板块研究 AI科技 · 光互连 2026-08-28

一、触发事件：一篇论文砸懵光模块赛道？

事件：8/28（周五）光模块三兄弟集体大跌（中际旭创-7.7%、新易盛-6.8%、天孚通信-8.6%，收盘口径），导火索被市场归因于SK海力士刊登在《Nature Electronics》的一篇技术论文——提出"以光为中心"的远期架构蓝图，市场担忧这会降低对传统光模块整机的需求。

重要澄清：该论文实际发表于2026-08-20，并非8/28的新论文。8/20当天SK海力士股价大涨、国内CPO概念股（太辰光等）反而普涨；8/28的下跌更可能是三重因素的叠加：①利空情绪的二次发酵；②"海外拟限制中国下一代光模块出口"的传闻（媒体报道级，未经证实）；③市场面因素——板块年内涨幅巨大、交易拥挤，中报季后的获利了结与技术性回调本身就有充分动能。

归因验证方法：当日龙虎榜/北向资金结构（机构出逃还是量化扰动）、次日卖方晨会纪要口径、以及9月初机构调研中公司对订单能见度的回应——三者交叉才能确认"论文恐慌"在下跌中的真实权重，不宜把一次大跌整体归因于单篇论文。

出口传闻的量化敞口：若限制属实，冲击集中在海外收入占比高的整机厂（中际旭创、新易盛海外收入占比约八成以上，年报口径），对以国内算力建设为主的上游光源/器件厂影响路径完全不同——这是后续跟踪中必须分开评估的两条逻辑。

论文定性：作者明确——"远期技术不等于短期现实，当下全球AI算力建设依旧离不开传统光模块"，但市场已开始重新定价未来。

二、SK海力士论文拆解（恐慌源头）

项目内容
标题Co-packaged optics for high-performance computing and artificial intelligence
期刊Nature Electronics，2026-08-20（SK海力士官方新闻稿）
通讯作者Seunghoon Hong（SK海力士AI基础设施团队负责人）、Kyusang Lee（弗吉尼亚大学）
参与机构SK海力士、弗吉尼亚大学、UIUC、南洋理工、MIT、延世大学
论文性质Perspective路线图（非实验突破），SK海力士首次在顶刊公开AI互联架构蓝图，官方口径为"超越HBM、Connect Memory With Light"

核心主张

三、技术路线全景：现在的技术 vs 未来的技术

AI光互连不是一条技术路线，而是一张并行演进的技术谱系。按"现在在用 / 过渡期 / 未来接棒"三个时间维度展开——每条讲清楚：它是什么、解决什么问题、现在什么状态、何时放量、谁在做（海外+A股）。

3.1 全景总览

技术路线一句话是什么状态时间线海外核心玩家A股映射
可插拔光模块（EML/DSP/硅光）U盘式光收发器，插在交换机端口现在绝对主流800G量产/1.6T放量，2025-2027黄金期Coherent、Fabrinet中际旭创、新易盛、华工科技、光迅
LPO线性驱动可插拔去掉DSP，省电40%+现在上量2025-2026过渡博通、Marvell新易盛、中际旭创
铜缆DAC/ACC机柜内GPU直连铜线现在机柜内现在-2027，逐步被光替代安费诺、英伟达NVLink沃尔核材、兆龙互连、鼎通科技
VCSEL短距光垂直面发光激光器，板卡间/机柜内（几十米内）现在短距现在-2028博通、Coherent、Lumentum长光华芯
相干光数据中心间长距（80-120km）现在长距现在持续升级Ciena、Coherent、诺基亚（Infinera）中际旭创、德科立
全光交换OXC/OCS光直接转光，省掉OEO转换已规模商用现在-未来持续渗透谷歌（Palomar OCS）、微软自研光迅（WSS）
CPO共封装光学光引擎焊进芯片封装，替代模块已进入量产博通2024年首发量产；英伟达2026年两条产品线落地；2026-2028爬坡博通（Bailly，全球首款量产51.2T CPO）、英伟达、台积电、Marvell光源：仕佳/长光华芯/源杰；引擎：天孚；散热：英维克；设备：罗博特科
TFLN铌酸锂调制器下一代"百叶窗"，带宽200GHz+送样导入2027+HyperLight、Coherent光库科技、天通股份
光I/O芯片边缘直接光端口研发/送样2028+Ayar Labs（英伟达/AMD/Intel投资）、Intel、台积电（COUPE）暂无直接标的（上游光芯片潜在受益）
光子中介层+内存池化芯片间光路立交桥，算力池/内存池分离概念/路线图2028+（论文终点站）SK海力士、台积电、三星、Celestial AI（Photonic Fabric，与美光合作）沃格光电（TGV，主题映射）、长电/通富（封装储备）
微环调制器MRM极小的环状谐振调制器，CPO下一代研发远期Intel、MIT暂无
自由空间光FSO激光束直射传输，不用光纤探索远期/特种场景—暂无
存算一体CIM存储里直接计算，消灭搬运实验室远期（与光互连并行独立路线）三星、SK海力士暂无明确标的

3.2 现在的主流技术（2025-2027，正在赚钱的）

① 可插拔光模块（EML/硅光路线）——现在绝对主流
做什么：光模块像U盘一样插在交换机端口，负责机架之间（2-100米）的数据搬运。当前800G量产、1.6T 2026起量，是英伟达AI集群的标配。
内部解剖（五大件）：
部件做什么技术路线海外玩家A股玩家
DSP芯片把电信号修好再送出去（修音师）模块功耗大头；国产差距卡在224G SerDes博通、Marvell上市公司暂无（未上市：橙科微等在攻）
激光器（光源）发射光信号EML=常亮灯+帘子，800G/1.6T主力光源Lumentum、住友、三菱、Coherent源杰科技、光迅、仕佳光子
调制器把0/1刻到光上（百叶窗）硅光MZM：当前主流Intel、博通、Marvell光迅（硅光平台）、光库科技（TFLN布局）
光学件光进芯片最后一厘米（FAU/透镜/滤波片）微米级精密对准Fabrinet天孚通信、腾景科技、福晶科技
光纤连接模块与光纤的连接器MPO/保偏光纤US Conec太辰光、长飞光纤、亨通光电
关键光源说明（EML vs CW）：EML=发光+调制一体（手电筒+帘子），是现在可插拔模块的主力；CW=只发光不调制（永远亮的灯泡），是硅光/CPO时代的外置光源——因为硅本身不发光，硅光芯片必须外挂CW光源。CPO放量= CW光源需求暴增（英伟达官方称其CPO方案激光器用量降至可插拔的约1/4，单颗可靠性要求更高）。
② LPO/LRO线性驱动（可插拔的省电进化）
做什么：把模块里最费电的DSP拿掉（LPO全去DSP；LRO仅接收端去DSP，是更稳的中间档），靠线性驱动直接传信号。
优点：省电40%+、成本低、延迟小。　代价：传输距离缩短、对激光器/调制器质量要求极高。
定位：过渡技术——2025-2026上量，给CPO铺路的中间形态。谁在做：海外=博通/Marvell提供线性芯片；A股=新易盛、中际旭创、剑桥科技均有LPO/LRO产品布局。
③ 铜缆DAC/ACC（机柜内的最后阵地）
做什么：同一机柜内GPU与GPU、GPU与交换机之间的短距连接（0.5-2米），走高速铜缆。
现状：英伟达NVLink就是铜——GB200 NVL72整个机柜是一个铜互连域（NVLink总带宽约130TB/s）。便宜、低功耗，但速率提升后铜的可达距离正被压缩到1米级。
未来：scale-up域的铜能撑多久，是"光进铜退"最关键的观察点（详见第四节）。谁在做：海外=安费诺；A股=沃尔核材、兆龙互连、鼎通科技。
④ VCSEL（机柜内短距光）
做什么：从芯片表面垂直发光的激光器（喷泉式），用于板卡间、机柜内短距离光互连（几十米内）。
特点：便宜、可做成阵列、良率高；功率小、传不远。
谁在做：海外=博通、Coherent、Lumentum；A股=长光华芯（高功率激光器+VCSEL）。
⑤ 相干光（数据中心之间的长距离）
做什么：两个数据中心之间（80-120公里）的海量数据同步，AI训练跨园区必须用。
原理：同时调制光的相位+振幅+偏振，一个光子传更多信息，传得远还不失真。
谁在做：海外=Ciena、Coherent、诺基亚（Infinera已于2025年2月完成收购并入诺基亚）；A股=中际旭创（相干模块）、德科立。
⑥ 全光交换OXC/OCS（省掉光电转换）
做什么：传统网络每过一个节点就要"光→电→光"转换一次（OEO），全光交换让光直接转光。
意义：省掉转换功耗和延迟。谷歌Palomar OCS已在自家TPU集群规模应用多年，是商用最久的全光交换案例。
谁在做：海外=谷歌、微软自研；A股=光迅科技（WSS波长选择开关——全光交换核心器件）。

3.3 未来的技术（2026-2030+，接棒的）

① CPO共封装光学——已越过"从0到1"，正处在"从1到N"爬坡
做什么：把光引擎直接焊进交换芯片/GPU的封装里，不再用U盘式可插拔模块。
为什么：电信号路径从几十厘米缩短到几毫米，带宽密度大增、功耗大降、延迟更低。
进度：CPO不是2026年才出现的纸上概念——
  ① 博通Bailly（TH5-Davisson）：业界首款量产51.2T CPO交换机，2024年发布出货——CPO商用化的最硬证据，2026年与英伟达同步扩产；
  ② 英伟达两条产品线：Quantum-X Photonics（InfiniBand，2026年初先行）、Spectrum-X Photonics（以太网，官方确认已全面量产、2026H2出货，官方口径：激光器用量降至约1/4、功耗降至约1/5，五家供应商链，台积电/鸿海参与制造）；
  ③ 博通Tomahawk 6代CPO、Marvell同步推进。
两大工程难题：
  ① 光怕热：光器件对温度极敏感，交换芯片动辄500W+，散热是CPO量产最大拦路虎 → 液冷成为刚需配套
  ② 光源外置：硅光芯片不发光，必须外挂CW激光器（保偏光纤连接）→ CW光源+保偏光纤成为增量
谁在做：海外=博通、英伟达、台积电、Marvell；A股=模块厂（中际旭创、新易盛、华工、剑桥科技）转型做光引擎，天孚通信做引擎封装+FAU，仕佳/长光华芯/源杰供CW光源，英维克/申菱做液冷，长飞/亨通供保偏光纤，罗博特科（ficonTEC）供组装测试设备。
产业链含义：价值从"模块整机组装"转移到"光源+光引擎+连接+散热+设备"。
② TFLN铌酸锂调制器——2027+下一代"百叶窗"
做什么：现有硅光调制器（MZM）带宽有上限，TFLN（薄膜铌酸锂）带宽200GHz+、损耗更低、体积更小。
定位：1.6T/3.2T可插拔与CPO光引擎的下一代调制方案，正在送样导入（导入客户与批量时点以公司公告为准）。
谁在做：海外=HyperLight、Coherent；A股=光库科技（A股规模化TFLN布局代表）、天通股份（铌酸锂晶体材料）。
③ 光I/O（Optical I/O）——2028+芯片级光互连
做什么：在芯片边缘直接做光端口，数据以光形式进出芯片，跳过PCB和封装基板上的长铜线。
定位：把光从"交换机之间"推进到"芯片之间"，是CPO的下一代。
谁在做：海外=Ayar Labs（英伟达/AMD/Intel共同投资，全球最领先）、Intel、台积电（COUPE）；A股=暂无直接标的，上游光芯片厂（源杰/光迅）是潜在供应商。
④ 光子中介层+内存池化——2028+（SK海力士论文的终点站）
做什么：在硅中介层上刻光波导网络（光子中介层），算力池和内存池之间用光直连，配套光学TSV垂直打通。近期协议路径为CXL over optics。
核心变化：内存从"每颗GPU绑一块HBM"变成"多个GPU共享大内存池"（内存解耦池化）——利用率更高，SK海力士等存储厂借此从卖内存升级为卖系统架构。
谁在做：海外=SK海力士（论文提出者）、台积电、三星、Celestial AI（初创，Photonic Fabric光子织物=光子中介层+内存池化的最直接工程化对标，2025年3月C轮融资2.5亿美元、与美光合作HBM光互连）；A股=沃格光电（TGV玻璃通孔，主题映射、证据链最弱）、长电科技/通富微电（先进封装能力储备）。
⑤ 更远期：微环调制器、自由空间光、存算一体
三条更远的线：

3.4 横切视角：数据流动五层，光在哪里接手

数据层级当前方案光的介入方案
芯片内部（1cm内）铜互连光I/O（2028+）
封装内（1-5cm）CoWoS中介层（电）光子中介层+光学TSV（2028+）
板卡/机柜内（0.5-2m）铜缆DAC/ACCVCSEL、光I/O
机架间/交换机（2-100m）可插拔光模块+LPOCPO（已量产爬坡）
数据中心间（80-120km）相干光+OXC全光交换渗透

注意一个关键事实：机架间这一层早就是光的主场；真正的攻防战线在机柜内（铜的最后堡垒）和封装内/芯片间（论文的野心）。每一次光向内推进，光的总需求变大，但形态和价值归属在变。

四、为什么不能"全集成在一起"？——技术演进的本原逻辑

直觉上，把算力、内存、光引擎都集成在一块芯片上不是最省事吗？物理定律画了五重天花板：

终极原因：AI集群=上万颗GPU分布式协同，物理上不可能挤进一台机器，分布就必须传输。

所以方向不是消灭传输，而是四件事：

  1. 路径缩短：电信号只走最后1厘米，光接管长距离（电传远衰减、光传远无损）
  2. 转换变少：减少光→电→光（OEO）转换次数，去DSP（LPO），极致是全光交换
  3. 降功耗：核心KPI是pJ/bit（搬数据的成本），见下方功耗阶梯
  4. 资源池化：算力池与内存池分离、光路共享，提升利用率

功耗阶梯：这次恐慌的物理底层（量级估算，口径不同不可精确对比）

方案典型功耗（pJ/bit，量级）说明
可插拔模块（含DSP）~10-15DSP占模块功耗大头
LPO/LRO~5-8去DSP省电40-50%
CPO（英伟达官方口径）约为可插拔的1/5同时激光器用量降至约1/4
光I/O / 光子中介层（论文目标）<1-2愿景值，未经大规模验证

scale-up / scale-out：理解这篇论文的钥匙——"光铜边界之争"

理解SK海力士的野心，必须先分清两个域：

SK海力士论文的真正主张，不是在scale-out层抢光模块的生意，而是把光推进到从未被光占领的scale-up和内存域（光I/O→光子中介层→内存池化）。所以真正的产业问题是："光进铜退"的边界什么时候、以什么形态穿过机柜边界？ 英伟达CPO交换机先落地（scale-out层形态更替）、光I/O 2028+（芯片边缘）、光子中介层更远（封装内）——这个次序本身就是边界推进的时间表。

空头逻辑传导链（这次下跌的"学术依据"到底指什么）
论文愿景 → ①CPO成熟：可插拔端口被共封装光引擎替代（形态替代，2026-2028爬坡）→ ②光I/O：交换层被进一步压缩（2028+）→ ③光子中介层：交换层与内存边界被重构（远期）。
关键区分：对行业，每一步都是增量（光的用量变大）；但对不同环节的主体，损益完全相反——模块整机厂的核心品类被"换形态"（是替代逻辑，除非拿到光引擎份额）；上游光源/光芯片/连接/散热是纯增量（不管形态怎么变，光总要发出来、总要连起来）。"增量不是减量"这句话必须分主语看。

五、产业链公司全景（按环节×做什么×谁在做）

5.1 按数据层级汇总

层级当前方案光介入方案海外龙头A股标的
芯片内部铜互连光I/O（2028+）Ayar Labs、Intel、台积电无直接标的（上游光芯片潜在受益）
封装内CoWoS中介层光子中介层+光学TSV（2028+）台积电、SK海力士、三星、Celestial AI沃格光电（主题映射）、长电科技、通富微电
板卡/机柜内铜缆DAC/ACCVCSEL/光I/O安费诺、英伟达沃尔核材、兆龙互连、鼎通科技、长光华芯
机架间/交换机可插拔光模块+LPOCPO（已量产爬坡）博通、Coherent、Marvell、英伟达中际旭创、新易盛、华工科技、天孚通信、光迅
数据中心间相干光+OXC全光交换Ciena、Coherent、诺基亚中际旭创、光迅（WSS）、德科立

5.2 共性器件环节（附证据分级）

证据分级口径：A 已验证有公告/大客户量产配套可查；B 送样在测公司披露送样/研发中，无量产订单；C 主题映射业务形态接近，无直接客户证据。投资决策请以公司公告与财报披露为准。

环节做什么海外龙头A股标的证据等级
光源（激光器芯片）EML=现在可插拔主力；CW=CPO/硅光外置光源（未来核心）Lumentum、住友、三菱、Coherent源杰科技、仕佳光子、长光华芯、光迅B CW进入海外CPO链的披露程度各家不一
光引擎封装/FAU光引擎与光纤的微米级耦合封装Fabrinet、台积电天孚通信、腾景科技A 天孚为CPO引擎封装+FAU核心标的
调制器硅光MZM=当前主流；TFLN=下一代（带宽更高）Intel、博通、Marvell光库科技（TFLN）、天通股份（材料）、光迅B TFLN处于送样导入期
无源器件/连接FAU光纤阵列、MPO连接器、保偏光纤、滤波片US Conec、Fabrinet天孚通信、太辰光、腾景科技、长飞光纤、亨通光电A MPO/FAU随CPO端口数增长，太辰光海外大客户配套明确
组装测试设备CPO光引擎的耦合、封装与测试设备（纯卖铲人）—罗博特科（ficonTEC）B CPO放量则耦合封装设备需求先行，订单细节以公告为准
散热CPO最大工程坎——光器件怕热，必须液冷CoolIT、Vertiv英维克、申菱环境、高澜股份A 液冷随AI整机柜放量，逻辑独立于CPO
先进封装光引擎与芯片的混合封装台积电CoWoS长电科技、通富微电B 能力储备，光电混合封装收入尚未成规模
基板/中介层光子中介层、玻璃通孔TGV（最前沿）台积电沃格光电C TGV与光子中介层仅为形态接近，无客户证据
模块整机1.6T放量主力+CPO/光引擎转型Coherent、Fabrinet中际旭创、新易盛、华工科技、剑桥科技、博创科技A 1.6T已量产；光引擎转型收入占比是跟踪关键

注：DSP环节A股无上市公司标的（未上市玩家如橙科微在攻，国产差距主要卡在224G SerDes）。所有"证据等级"为公开信息整理，请以公司公告原文为准。

六、时间轴：主角切换（附证伪信号）

阶段时间赚钱的主角关键变化证伪信号（出现即重估）
现在2025-2027模块厂（旭创/新易盛）+卖铲子（天孚）+光源厂（源杰/仕佳）1.6T放量红利期，EML紧缺，可插拔仍是绝对主流1.6T出货指引下修；云厂商资本开支指引转弱
CPO爬坡2026-2028光源厂（仕佳/长光华芯）+连接厂（天孚/太辰光）+散热（英维克）+设备（罗博特科）价值从模块整机→光引擎/光源/光纤/设备；纯组装环节承压Spectrum-X Photonics 2026H2出货不及预期；CPO良率/散热问题延期；CW光源降价不及预期
光I/O+中介层2028+调制器（光库/TFLN）+先进封装（长电/通富）+中介层光芯片/光源成核心；存储厂（海力士/三星）入场做系统架构光I/O客户导入停滞；内存池化协议（CXL over optics）生态碎片化

七、投资视角结论

附录A：术语速查表

术语一句话解释
DML直接调制激光器——开关灯发信号，便宜但慢，短距用
EML电吸收调制激光器——常亮灯+帘子，单通道100G+，现在的主力光源
CW连续波激光器——永远亮的灯泡，CPO/硅光的外置光源（硅不发光）
硅光MZM硅基调制器——百叶窗，把信息刻到光上，当前主流
TFLN薄膜铌酸锂——下一代百叶窗，带宽200GHz+，2027+
MRM微环调制器——极小环状谐振调制，面积是MZM的1%，远期
DSP数字信号处理——修音师，把变形信号修回来，模块功耗大头
LPO线性驱动——去掉DSP直接唱，省电40%+，过渡形态
LRO线性接收光学——只去掉接收端DSP，比LPO更稳的过渡档
CPO共封装光学——光引擎焊进芯片封装，已量产爬坡（博通2024首发，英伟达2026两条产品线）
Bailly博通业界首款量产51.2T CPO交换机（2024），CPO商用化最硬证据
光I/O芯片边缘直接做光端口，2028+
光子中介层芯片间光路立交桥+内存池化，论文终点站，2028+
FAU光纤阵列——几十根光纤微米级对准插进芯片
VCSEL垂直面发光激光器——机柜内短距（几十米内）
相干光同时调制相位+振幅+偏振，数据中心间长距
OXC/OCS全光交换/光路交换——光直接转光，谷歌Palomar OCS为规模商用代表
OEO光→电→光的信号转换，能省则省
HBM高带宽内存——叠罗汉式DRAM，GPU标配
CXL内存扩展/池化互联协议——"CXL over optics"是内存池化最近的协议路径
scale-up / scale-out纵向扩展（机柜内GPU互联域，铜的堡垒）/横向扩展（机架间集群，光的主场）
pJ/bit每传输1比特花的能量——光互连军备竞赛的核心KPI
带宽墙算力2年×3倍 vs 带宽2年×1.4倍，数据搬运成瓶颈

附录B：参考来源

官方/一手来源
- SK hynix Newsroom：SK hynix's technology roadmap for co-packaged optics features in 'Nature Electronics'（2026-08-20）[链接]
- Nature Electronics 原文（Perspective）
- NVIDIA：Silicon Photonics Networking 产品页（Spectrum-X Photonics 全面量产、2026H2出货）[链接]
- NVIDIA IR：Spectrum-X Photonics CPO交换机公告（2025年3月GTC首发）
- StorageReview：NVIDIA Spectrum-X Ethernet Photonics Enters Full Production with 4x Fewer Lasers and a Five-Vendor CPO Supply Chain
- Electronics360：CPO Switch Production Ramps Up by NVIDIA and Broadcom
- Broadcom：Bailly 51.2T CPO交换机（2024年发布，业界首款量产CPO）
- TrendForce：SK hynix Unveils CPO Roadmap, Looks Beyond HBM（2026-08-20）[链接]
- DigiTimes、The Elec、科创板日报相关报道（2026-08-20/21）

数据与免责说明：文中行情为收盘口径，以交易所披露为准；出口限制相关传闻未经官方证实；海外初创公司融资信息为公开报道口径；个股配套与订单信息均以公司公告原文为准。本文为个人公开研究记录，不构成任何投资建议，据此操作风险自负。

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