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光模块调研纪要 [复制链接]

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发表于 2026-11-10 14:55:55 |只看该作者 |倒序浏览
梦想的第四维

一、整体框架

本次交流围绕下一代可插拔光模块的国际标准归属、6.4T与 12.8T 两代产品的落地时间,以及 400G SerDes、百瓦级功耗、二维阵列连接器三项工程瓶颈展开。

核心判断:USFP 的本质是标准话语权的争夺,而非单纯的技术升级。它的首发规格定在 6.4T,正是为了填补 XPO 从3.2T 直接跳向 12.8T 所留下的档位空白;按本次交流给出的路线图,商用节点落在 2029 年,且完全受制于网卡与交换芯片两侧的配套节奏。

竞争格局:标准之争已形成两个阵营:一方以 12.8T 的 XPO 方案推进国际规范,另一方联合服务器生态方推出与 OSFP 同尺寸、容量翻倍的 USFP。双方动作时间只差半年,但后发一方在高端交换机与 AI 数据中心业务上并不占优,因此选择绑定 AI 系统生态。

工程瓶颈:USFP 要在与 OSFP 相同的尺寸内把容量翻倍,代价是功耗从 14 至 15 瓦跃升至 100 瓦、接近六倍;模块本身没有液冷冷板,散热需在交换机内部解决,光芯片对温度又极为敏感。400G SerDes 由谁提供同样未定。

时间约束:6.4T 必须匹配 400T 交换芯片才能实际组网,而 400T 的推出时点大致在 2029 年,服务器侧网卡到 2029 年才迭代至 6.4T。留给产品研发的时间只有两年多,节奏不由模块厂商自己掌握。

二、标准之争:从 QSFP 到 OSFP 再到 USFP

(一)两轮标准更替的历史

这场竞争的起点是交换机与光模块两个环节的利益重叠。两家交换机厂商都不直接生产光模块,而是专注交换机软件与硬件设计,一家自研交换机芯片,另一家采用博通芯片,双方都具备硬件设计能力,也都在向利润丰厚的光模块领域延伸。

400G 时代,QSFP 的尺寸与标准由前者制定,行业围绕该规范生产,后者在这一轮竞争中落败;800G 时代,后者推出尺寸更大、吸引力更强的 OSFP,目前 800G 光模块基本以 OSFP 为默认标准。标准主导权的两次易手,构成了本轮争夺的背景。

2026 年 OFC 大会上,后者发布 12.8T的 XPO 光模块,尺寸更大以支撑 12.8T 规格;前者则在推动后续可插拔路线的替代方案,USFP 第一阶段目标 6.4T、第二阶段 12.8T,直接对标 XPO。

(二)USFP 的卡位:填补 6.4T 空白

从代际演进看,400G 的 QSFP 翻倍即 800G 的OSFP,再往上是 1.6T 与 3.2T,仍是 OSFP 尺寸,3.2T 规格稍大、称为 OSFP XD;再翻倍到 6.4T,目前尚无产品。

XPO 的路径是直接把 3.2T 翻四倍到12.8T,中间的 6.4T 被跳过。对服务器网卡而言,这种跳跃在工程上难以接受:研发网卡不可能一代之内把带宽翻四倍。USFP 的卡位正是补上 6.4T 这一档,之后再扩展到 12.8T。

网卡侧的现状支持这一判断:CX7 对应 400G 以太网,CX8 为第二代、对应 400G 以太网与 800G IB,CX9才达到 800G 以太网,中间 CX8 实际跳过了以太网的翻倍。因此在 3.2T 之前沿用既有 OSFP 路线、之后切换至 USFP 路线,是与网卡迭代节奏相匹配的安排。

(三)XPO 的尺寸约束与网卡适配

XPO 的核心问题是尺寸过大,达到 QSFP 或OSFP 的 2.5 至 2.7 倍。放在交换机上没有问题,但服务器或网卡(如 CX-7、CX-8、CX-9)根本无法安装;而服务器尺寸变动会带来极大影响,这是工程上的硬约束。

因此需求方希望找到一种高速、可插拔、且能适配服务器网卡的新型光模块:与 OSFP 尺寸一致但容量大幅提升,既满足现有工艺水平,又不需要网卡侧大幅改动。这是USFP 方案成立的根本逻辑。

另一条被寄予厚望的路线进展并不顺利。CPO 被视为光模块的革命性技术,但工程化进度较慢,主要受制于良品率偏低、无法大规模上市,市场因此逐渐出现向 NPO 过渡的趋势;在 CPO 无法量产的前提下,大容量可插拔路线仍需继续推进。

当前状态是:XPO 已有样品,USFP 刚刚提出、仍处概念阶段,具体落地时间尚不明确。

三、时间表:2029 年是 6.4T 的窗口

(一)网卡节奏决定 USFP 进度

USFP 的推进节奏主要配合网卡迭代,因此并不急于一时。CX9 目前仍是 800G,CX10 的推出时点为2027 年、对应 1.6T;OSFP 1.6T 光模块已经存在,但只能用于交换机,服务器端尚无 1.6T 网卡。

按一年一代的节奏推演:2026 年为 800G,2027 年为 1.6T,2028 年为 3.2T,2029 年才是 6.4T。即便按 IB 侧更快的口径,2025年 CX8 已实现 800G,2027 年出现 1.6T、2028 年 3.2T、2029 年 6.4T,结论同样是两年一个周期递进。

由此推算,距 6.4T 还有两年多时间,而产品必须在此之前完成研发;由于新产品通常在年初发布,实际可用时间只有两年多几个月,6.4T 必须按时推出。时间表完全受制于网卡一侧的进度。

(二)交换芯片的配套约束

光模块既可以插在网卡上,也可以插在交换机上,但6.4T 端口必须有 400T 交换芯片才能配套,否则无法实际应用。这是判断商用时点的第二个约束。

交换芯片的代际节奏是:2026 年 102T 可支持 1.6T 端口、也可配置为 800G;下一代翻倍至 200T 对应3.2T,但进度慢于翻倍本身的节奏,中间还要再走两年、大约到 2029 年;2029 年出现 400T,直接支持6.4T 端口,可连接 USFP 光模块。

在服务器侧,2025 年服务器上的光模块只有 800G,需要两个 800G 拼成1.6T;若用 102T 交换机连接服务器,只能把 1.6T 拆成两个 800G,或等到 2027 年网卡直接支持 1.6T,届时 102T 交换芯片才能直接连接新网卡。

(三)博通与英伟达的一年时差

两家芯片厂商始终存在约一年的时差:博通2025 年推出 102T,英伟达 2026 年才有 102T;博通 2027 年推出200T(对应 3.2T 光模块),再翻倍至 400T 的时点为 2029 年;英伟达则要到 2030 年才能实现 400T 与 6.4T 的匹配。

即便博通比英伟达快一年,从 200T 到 400T 也需要两年。因此 6.4T 光模块大约在 2029 年出现,与 400T 交换芯片配套;端侧要等 400T 交换芯片到位才能完全匹配 6.4T。

公司自身的交换芯片进度与两家同步:2026 年已有 102T,200T 与 400T 在规划中;若进展顺利,400T 交换芯片也会在 2030 年左右推出、直接支持 6.4T 光模块。

四、工程瓶颈:SerDes、功耗与连接器

(一)400G SerDes 的归属未定

USFP 的第一个难点是同样尺寸内实现更高密度,而这取决于 400G SerDes 由谁提供。目前两家都拥有 SerDes,但最终采用谁的方案尚未确定。

从进度看,服务器生态方已在用 400G SerDes,公司尚未采用。因此较可能的安排是:由前者提供设定、公司负责设计。这一分工决定了公司在产品定义上的话语权弱于其在交换机设计上的能力。

(二)100 瓦功耗与散热路径

第二个难点是功耗。USFP 的功耗上限为 100 瓦,而当前 OSFP 约 14至 15 瓦,相当于翻了约六倍。

更棘手的是散热路径:XPO 直接在模块内放置液冷冷板的小模组,而 USFP 模块本身不降温,尺寸又与 OSFP 相同、散热片很小,只能在交换机内部降温。具体散热方法尚不明确。

光芯片对温度极为敏感,稍微热一点性能就会下降,目前来看效果还不是很理想。这部分难题由公司一侧承担,因为其在交换机设计方面能力很强,另一方未必具备同等能力。

(三)二维阵列连接器的两步插拔

连接器由两家头部厂商共同攻关,均是公司在连接器领域的重要供应商,其中一家合作历史更深、关系更紧密,另一家表现也不错。由于方案自身难度过高,公司难以独立完成,主要依赖这两家实现。

新方案与传统金手指直插有两点不同。其一是插拔方式分两步:传统方式多次插拔后连接性能会下降,高速传输时连接稍有不良即导致性能大幅下降、串扰加剧;新方案先将物理结构推到位,再进行拨动,才能完全接触金手指。

其二是触点排布从一维改为小阵列结构。原有金手指为一维排列,新方案采用小阵列,触点分布更密集、更规整,这与以往有本质区别。

五、光路方案:硅光为主,EML 出局

(一)16 路设计排除 EML

EML 方案的可能性较低。EML 需要为每一路配置一套器件,对体积有限的产品实现难度较大;对于 16 路的设计,EML 方案基本不现实,空间与成本都难以承受。

从速率看,EML 在 100G 时已属高端,200G 应用很少,400G 则更难实现。这决定了在 400G/lane 的规格下,EML 不具备工程可行性。

(二)硅光与外置激光器

硅光方案更为可行。类似 OSFP 的八路结构,主流仍采用硅光,只需放置两到四片硅片,激光器部分可以外置、不必集成在内部,从而为其他元件留出足够空间。

成本上,硅光单片成本略高,但整体方案更优;外置大功率激光器的做法也更符合当前光模块的主流设计。若由公司主导硅光方案,相关器件的供货也会由公司负责。

公司在硅光与相干光模块上具备一定设计能力,来源于此前对 Acacia 的收购。近一两年 Acacia 已在 400G、800G 短距离光模块上取得进展,产品迭代到第二代;其在相干光模块领域有积累,现已拓展到直条型产品,技术储备的下一步是支撑相关需求。

(三)DSP 的备选路径

即便 Acacia 在高速 DSP 方面遇到挑战,也可以考虑与外部厂商合作。已有厂商发布两纳米工艺的 DSP,技术领先、竞争力较强。

因此光器件部分要么自研、要么由外部供应商提供,整体方案仍采用可插拔设计,而非 CPO 或高集成度方案。当前方案的 OE 集成度与带宽在同代产品中并不算高,光引擎的演进方向是更小尺寸与更高性能。

六、交换机业务进展

(一)G300 较预期提前约一年

102.4T 的 G300 标准版于 2026 年初宣布,时点为 2026 年底小批量发货,普通版进展较预期提速约一年,主要受 AI 需求推动;相比以往企业网产品,AI 相关产品的研发节奏明显更快。

但公司在新产品研发上的紧迫感不如博通。普通版客户群体较小,主要用于与博通竞争;渠道主要面向超大规模云厂商,产品并不指望大批量出货,但需要具备相关能力。良品率与出货量并非当前最核心的考量,动力相对有限。

(二)CPO 版本滞后

CPO 版本进展相对较慢,目前 51.2T 量产版的年产量远低于博通的七八十万片。CPO 产品仍需等待关键器件(如 Retimer)供应,而该器件良品率较低,公司更难保证。

结果是产品结构上的错位:普通版先行、但客户群有限;CPO 版本更偏后期,受制于上游器件供给。

七、上游供给:TH5 与 102T 的缺货

(一)800G 芯片出货量

800G 的 TH5 芯片 2025 年出货约 50 万片,2026 年的量级为七八十万片,需求非常旺盛。交换机整机侧,51.2T 的 800G 交换机2025 年出货 1.3 万片,2026 年约 5 万片。

G300 要到 2026 年底才能真正出货,目前仅处于客户测试阶段,规模出货要等到 2027 年;2027 年的具体出货量目前尚无统一口径,各种说法不一。

(二)缺货的两个原因

102T 芯片缺货有两方面原因。其一是自身良品率低、废片多,CPO 产品的废片更多;其二是向晶圆厂争取产能的能力不及竞争对手,而对方优先包下了剩余产能,导致相对产能更紧张。

这一约束是全行业性的:不仅模块与交换机厂商,芯片厂商自身在 800G TH5 上也面临缺货,中国市场尤为紧张。厂商若想增加产能,代工厂也难以满足需求。

(三)中国市场的时滞与国产机会

美国市场需求增长过快,芯片厂商优先保障美国供应,中国市场普遍延后一年。这一时滞构成国产厂商的空间:在头部供给不足的窗口期内,本土方案的导入阻力明显下降。

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