方向3:Scale-out(224G/L、448G/L、光源、调制器、电芯片/DSP、OCS,需求与各家技术情况)

口径:数字均取自逐篇笔记,标注自报/仿真/实验/现网/读图估计/OCR/存疑;索引〔文件名简写 pN〕;无独立文件名的以场次号加”笔记”标注。

0. 一句话结论 + 5条核心判断

一句话结论:Scale-out 光互连处于”200G/lane 现网放量(LPO/LRO/FRO 并存)、400G/lane 多路线并行样机、光源与 OCS 成为新增变量”三线并行的状态;200G/lane 已有 10^5 量级链路的现网证据,400G/lane 的约束已从调制器带宽转移到电通道(约 90 GHz 干净带宽)、O 波段色散和接收端,尚无单一路线胜出。

判断1:线性直驱(LPO)在受控网络已被大规模现网验证,但外推到 1.6T 存在明确分歧。

  • 阿里云 13,234 只 400G DR4 LPO、25.8M 器件小时(现网):功耗中位数 4.2 W 对 8.1 W(FRO),壳温 35.1 对 45.5 °C,模块 TX+RX 时延 <5 ns 对 >100 ns,日链路抖动率 0.017% 对 0.040%(低 58%)〔0921-Mo3-A5-阿里云 p43-p46〕。
  • Oracle 800G,约 35 万条链路(LPO-LPO n=156,591;FRO-FRO n=202,042):中位 pre-FEC BER 1.1E-11 对 1.4E-11,p99 5E-10 对 3E-8,至少一次 down transition 的链路 3.244% 对 5.681%(现网)〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p7〕。
  • 机制:去掉 DSP 重定时后,链路预算由模块转移到主机 SerDes;阿里通道损耗最大接近 16 dB(CEI-112G-VSR 极限),LPO-FRO 混用时接收灵敏度劣化(L2R 中位 -6.7 dB 对 L2L -9.4 dB),策略为纯 LPO 对 LPO〔0921-Mo3-A5-阿里云 p39, p41〕。1.6T 上 Oracle 认为 LPO 难以同时满足 SI 与互操作,LRO(26 dB 通道,16 W,约 10 pJ/bit,多家 3 nm DSP 互通)是当前最佳低功耗方案〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p8〕。

判断2:400G/lane 的 IM/DD PAM4(约 212.5 GBd)已在 InP EML、薄膜 InP、硅 MZM、GeSi EAM、TFLN、等离子体等多条路线上出现≥400G 的实验或展台样机,路线未收敛。

  • InP EML:Coherent 3.2T OSFP 8×425G PAM4,Outer OMA 5.45 dBm,Outer ER 3.4 dB(ECOC 2026 演示)〔0923-MF-00-四家连拍 p53〕;Source Photonics 1.6T DR4 4×400G,212.5 GBaud,TDECQ 1.1 dB(展台演示,讲者自报)〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p13-p14〕。
  • 硅 MZM:imec/UGent 硅行波 MZM,EOE 带宽约 67 GHz,425 Gb/s(212.5 GBd)低于 20% FEC 门限,448 Gb/s 高于门限(实验)〔We2-B5-imec 笔记06〕。
  • 机制:光电带宽已够(薄膜 EAM >100 GHz、GeSi EAM S21 约 100 GHz、TFLN 与 InP 直驱),瓶颈转移到电通道与色散(判断3)。

判断3:色散与接收端是 400G+ IM/DD 的物理天花板,光域处理与相干(Coherent-lite)成为 O 波段 2 km 以上的竞争者。

  • 224 GBd,2 km,最坏色散,EQ 抽头 <20 且 SNR 代价 <4 dB:IM/DD FFE 仅约 45% 的 O 波段可用,FFE+1 抽头 DFE 约 70%;20 km 后 <5%;Broadcom 数据(J. Johnson,ITU-T/IEEE,2026-07)2 km 处 <10%(讲者引用)〔0920-pm-Su4-A-05-NICT p6, p9〕。
  • 出路之一:香港中文大学硅光光域均衡,144 GBd PAM8 每波 432 Gb/s(25% SD-FEC,实验,2 km SMF,C 波段),24 波合计 10.36 Tbps,功耗 <50 mW,时延 <75 ps〔0922-Tu3-A2-香港中文大学 p10-p11, p13〕。
  • 接收端:Nokia Bell Labs/上海科技大学 440 GBd PS-PAM6 单 PD 净速率 826.6 Gb/s(PDP,实验),受 C 波段 SSMF 色散限制只能到约 30 m(OCR)〔0924-PDP-A-6-NokiaBellLabs p8-p9〕。

判断4:光源正从”模块内一颗 DFB”变成独立子系统,高功率 CW 与多波长两条路线并行,InP 产能是共同约束。

  • 需求侧:ELS 每波长 200 mW、光纤内 WPE >10%、RIN ←144 dBc/Hz、波长栅格 ±0.2 nm(Scintil 引 OIF ELSFP/OCI-MSA)〔0921-Mo3-待定-Scintil p1〕;Source Photonics CW 路线 70 mW(Q4 2025)→150 mW(Q3 2026)→200 mW(Q4 2026)→400 mW(Q1 2027,≤1600 mA @45 °C)(厂商路线图,自报)〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p18〕。
  • 替代路线:Quintessent GaAs QD 8λ 梳 + booster SOA 200 mW(>25 mW/λ,2 dB 均匀度,30 °C)〔0920-am-Su2-A-02-Quintessent p12〕;Chalmers/Solinide Si3N4 微梳 75 mW 泵浦,200 GHz 间隔 28 线 >1 mW,转换效率 69%(自报)〔0920-am-Su2-A-05-Chalmers p7〕。
  • 约束:Omdia 认为硅光”胜利”本质是最小化 InP 用量,但 InP 光源”几乎不可避免”,高功率激光器芯片更大、良率更低,将使 InP 晶圆消耗高于预期〔0921-MF-pm-1540-Omdia p5, p11〕。

判断5:OCS 从 Google TPU 专有应用走向 GPU 集群,MEMS 已可与 LPO 共存,纳秒级开关与超快收发器重锁定是下一个门槛。

  • 市场:OCS 2026 年 >$2B,2030 年 >$8B;2030 年端口约 46M(Scale-out TPU 约 18M,Scale-up GPU 约 26M,读图估计)〔0923-MF-00-四家连拍 p12〕。
  • 验证:KDDI 用 96×96 MEMS OCS + 400G DR4/800G 2×DR4 LPO 在 H100 集群做 72 小时 LLM 预训练,OCS 插入使端到端时延增加数十 ns(RX1 203.9→290.48 ns),JCT 无显著影响〔0921-Mo3-A3-KDDIResearch p8, p12-p14〕。
  • 门槛:Oriole 称超快交换(<10 ns)配标准收发器吞吐仍 <1%,只有”超快交换+超快重锁定”才 >90%(公司自述,无第三方验证)〔0920-pm-Su3-A-04-Oriole p9〕。

1. 需求与网络架构

集群与端口规模

  • OCI AI 集群 2020→2026:16,384 → 32,768 → 65,536 → 131,072 GPU(1×→8×);NIC 速率 2017 年 25G → 2026 年 1600G,讲者称”网络集群性能提升 256ד〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p2;0920-pm-Su3+Su4-A-00-全场扫描 p27-p28〕。
  • NVIDIA 示例(讲者场景假设):512K 个 Blackwell GPU 数据中心,仅 GPU 1200 W TDP 共 600 MW;scale-out 约 7100 个机架经 CX8 NIC 组成 3 层 fat-tree,约 1.8M 光收发器〔0920-am-Su2-I-01-NVIDIA p5〕。
  • Marvell:XPU 数量 128 → 1M,互连数量 128 → >10M(自报)〔0921-Mo4-待定-Marvell p3〕。
  • 交换机代际:51.2T=512×100G;102.4T=512×200G;204.8T=1,024×200G;409.6T=1,024×400G〔0920-pm-Su3-I-03-Arista p2〕;Source Photonics 标注 3.2T(8×400G)对应下一代 204T 交换机〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p10〕。
  • 放量节奏:达到 1000 万只/年所需年数 10G 15 年、100G 10 年、400G 8 年、800G 5 年、1.6T 4 年(LightCounting,OFC 2026 引用)〔0923-We2-B1-Lumentum p6〕。

市场结构

  • 硅光收发器 2026 年首次超过收发器销售额的 50%(LightCounting),2031 年 TFLN/LiNbO3 占比明显上升(纵轴数值看不清)〔0920-pm-Su3-A-01-LightCounting p3〕。Crealights 引用硅光渗透率 2025 年 38%、2026 年 50%、2030 年 73%;CPO/NPO 渗透率(TrendForce)2026 年 0.5%、2028 年 15%、2030 年 35%〔0922-MF-am-1200-Crealights p5-p6〕。

架构分层(Scale-in / up / out / across)

  • LightCounting:scale-out 数十至数百米,“SiPh:448G per lane,可插拔,部分 CPO”;scale-up 约 1 m 为”contested”(铜+光);scale-across 500 m 至公里级为集成相干〔0920-pm-Su3-A-01-LightCounting p5〕。
  • Marvell 分层:Scale-out 100 m–2 km,200G/L → 400G/L PAM4;Scale-up 10–100 m;Scale-across 2–10 km O 波段 Coherent-Lite 1.6T/3.2T;>10 km C 波段 ZR/ZR+〔0920-pm-Su3+Su4-A-00-全场扫描 p74〕。

客户口径的需求约束

  • TCO 三项:可靠性/可用性、功耗、Capex;网络相对计算的支出逐年上升,“不可持续”(Oracle)〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p5〕。
  • 可靠性:Borrill 模型(三层 Clos,链路 MTTF 3×10^5 h)下,30 MW/20k GPU 约 3 小时一次 flap,300 MW/200k GPU 约 12 分钟,4.5 GW/3M GPU 约 48 秒;一条不稳定链路浪费 32,000 GPU-hours(32k GPU,1 小时检查点)(Credo 引用,仿真/案例)〔0923-MF-Credo p2-p3〕。
  • OCI 现网:90+% 的链路故障源于污染,97% 的收发器更换源于污染〔0923-MF-00-四家连拍 p38〕。OCI 800G LPO 之前的教训:激光器跳模导致波长突变、SMSR 劣化、link flap,固定温度筛选无法检出,改为温度+电流扫描筛选,10 °C/min 扫温下中心波长在约 1308–1309.5 nm 间跳变(现网/实验)〔0920-am-Su1-A-02-Oracle p5-p6(笔记01)〕。
  • 电通道成为约束:C2M 100G→200G PAM4 约 6 dB SNR 实现代价(读图近似)〔0921-MF-pm-1400-NexthopAI p5〕;OIF 指出当前”干净”信道带宽约 90 GHz(主要受连接器限制),448G PAM4 困难〔0923-MF-00-上午连拍 p33〕。

标准与生态

  • OIF:CEI-448G-VSR/LR 项目 2026 年 2 月启动;应用距离 XSR 约 25 mm、VSR 约 250 mm、LR 约 1 m;调制与 FEC 仍标”?”,未见 448G PAM4/PAM6 决议〔0923-MF-00-上午连拍 p29, p31, p34;0923-MF-OIF-市场聚焦 p7, p12〕。

2. 技术路线与关键指标

2.1 200G/lane 现网:FRO / LRO / LPO / 遥测

机构方案关键指标(条件)口径索引
阿里云400G QSFP112 DR4 LPO(硅光,3 家模块商)13,234 只/25.8M 器件小时;RMA 7 例(MTB RMA 420 年)对 FRO 209 例(456 年);链路抖动 178 次(17 年)对 13,746 次(7 年);7 例 RMA 为污染与 ESD;光环回 106.25 Gb/s PAM4 BER 中位数 2.0e-10(线卡)、2.7e-11(MAC 板),TDECQ >3.5 dB 端口 BER 仍好现网+实验室〔0921-Mo3-A5-阿里云 p40, p42, p46〕
Oracle800G LPO vs FRO约 35 万链路;p99 BER 5E-10 对 3E-8;LPO 互操作数据有限,短/中/高损耗端口需调参现网〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p7〕
Oracle64×800G 交换机整机功耗全 FRO 1528 W;50% LPO/50% LRO 1270 W,节省 258 W;800G LPO 每模块省 5–7 W现网〔0921-MF-pm-1320-Oracle p8〕
Oracle1.6T LRO vs FRO26 dB 通道 16 W(10 pJ/bit);3 厂平均 pre-FEC BER FRO 8.41E-13 对 LRO 2.72E-12;FEC bin P95 LRO 2 对 FRO 1现网/实验〔0920-pm-Su3+Su4-A-00-全场扫描 p33〕
Nokia1.6T InP LPO(8×200G,106.25 GBd PAM4)功耗 8.8 W;TDECQ 2.11 dB;Outer ER 3.74 dB;平均发射功率 2.58 dBm;RLM 0.977实测/规格〔0921-PF-Nokia p11〕
Source Photonics1.6T 功耗阶梯(102.4T 交换)全重定时 5 nm 30 W(18.5 pJ/bit);LRO 15-17 W(12.5);LPO 10 W(6.5);NPO 8 W(5);CPO 5 W(3)厂商自报〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p16〕
Nexthop AI100T LRO/NPO 相对 FRO光学功耗 LRO -30%、NPO -60%;互操作最大 BER FRO <1e-10、LRO <1e-9、NPO <1e-8自报/OFC 2026 演示〔0921-MF-pm-1400-NexthopAI p11〕
Credo六类收发器对比与遥测FRO 25–30 W;LPO 10–13 W;LRO 15–19 W;CPO 8–9 W;试点 128 模块、2 个月,GPU 利用率基线约 60% 对 ZeroFlap 约 90%(读图,讲者自注小样本)自报〔0923-MF-Credo p4, p10〕

2.2 400G/lane 调制器与发射机路线(InP EML / TFLN / 硅光 MZM / MRM / SiGe·GeSi EAM / SOH / 等离子体)

机构方案关键指标(条件)口径索引
CoherentInP EML 3.2T OSFP8×425G PAM4;8×212G→4×425G DSP;Outer OMA 5.45 dBm,Outer ER 3.4 dB;InP EML+InP PD 400G 全链路(OFC 2026 PDP Th4A.4)ECOC 2026 演示〔0923-MF-00-四家连拍 p53〕
LumentumInP EML/DFB-MZI400G 路线:2024 400G PAM4;OFC’25 448G InP EML(Keysight+NTT 器件+Lumentum)与 450G DFB-MZI 展台;OFC’26 4×400G 1.6T 差分驱动 EML;InP MZM 比 TFLN 小 5×讲者自报〔0920-pm-Su4-I-03-Lumentum p7-p10〕
Source Photonics1.6T 4×400G OSFP(Gearbox)212.5 GBaud,SSPRQ,TDECQ 1.1 dB(屏幕读数 1.17 dB),Outer ER 4.2 dB;屏幕 Outer OMA 1.362 dBm 与幻灯文字略有出入展台演示〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p13-p14〕
NTT薄膜 InP EML 阵列4ch×400G/448G PAM4,O 波段,55 °C;EAM 100 μm;3 dB 带宽 >100 GHz;ER 448G 各通道 3.0/3.2/2.8/2.7 dB;激光能耗 0.12 pJ/bit;成熟度 Level 3–5,无代工厂(OFC 2026 PDP Th4A.1)实验〔0920-am-Su2-A-04-NTT p10-p11, p14〕
HyperLightTFLN 直驱400G/lane PIC 可用,直驱 DSP 无外置驱动;1.6T FRO 约 21 W、TRO 约 12 W、12.8T XPO 约 80 W;调制器支持 224/260/360/448 GBd厂商自报〔0920-pm-Su4-I-05-HyperLight p8-p9〕
imec/UGent硅行波 MZM(PSD)双驱推挽,EOE 约 67 GHz,Vπ 18 V,插损 1.5 dB,VπL 约 1.8 V·cm;200 GBd 400G BER ~1e-3 <6.25% FEC;212.5 GBd 425G <20% FEC;224 GBd 448G >20% FEC;C 波段,15 dBm 激光,TX FIR 13 抽头,RX FFE 50 抽头实验〔We2-B5-imec 笔记06〕
OFC 2026 硅 MZM 对照AMF / 之江实验室 / GF / CoherentAMF 80 GHz、112 GBd PAM8;之江 97 GHz、135 GBd PAM8;GF 60 GHz、120 GBd PAM4;Coherent 67+ GHz、210 GBd PAM4(Vπ=7 V,O 波段)文献引用〔We2-B5-imec 笔记06〕
HKUST(GZ)硅微环(WGM),O 波段半径 2.5 μm,FSR 5.2 THz(30 nm),EO 带宽 ≥69 GHz(-3 V),FSR×BW 358 THz·GHz(次高 CAS 228);16 通道×224 Gb/s PAM4(SD-FEC,128 GSa/s AWG,单环依次测)实验〔0923-We2-B2-80 p11-p14〕
NVIDIA硅微环 CPO 发射机212.5 Gbps/通道;16 通道在 OFC 2026 展会连续运行 3 天,总 BER <1E-14展会实测(自报)〔0920-pm-Su3-A-05-NVIDIA p13〕
imecGeSi EAM(→Ge APD)S21 在约 100 GHz 附近约 -2.5 dB(读图),2 V,1560 nm;212.5 GBaud PAM4;GeSi EAM→Ge APD 425/448 Gb/s(6.25%/12% FEC)实验〔0921-Mo12-00-imec大会报告 p66-p67〕
imec垂直 SOH50 μm 器件 S21 测至 110 GHz 仍在 -3 dB 线上;Vπ≈2.9 V(VπL <150 V·μm);180 GBd PAM4 BER 约 3e-3(360 Gbps),200 GBd 约 3e-2(<20% SD-FEC);光损耗 0.075 dB/μm实验〔0923-We2-B3-1289 p5-p8〕
ETH/Marvell等离子体 RRM oDAC串联双 RRM 336 Gb/s PAM4(3-tap LMS),非线性 DSP 下 360 Gb/s(比 MZM 好 10%);AIR 328 对 277 Gb/s(+18%);RRM 插损 1.2 dB,带宽 >110 GHz实验〔0923-We3-D2-苏黎世联邦理工 p4-p5, p10〕

2.3 PAM4 / PAM6 / PAM8 与调制编码之争

机构方案关键指标(条件)口径索引
Arista448G 电接口格式PAM4 224 GBd 需 ~112 GHz;PAM6 ~173 GBd 需 ~90 GHz;PAM8 ~149 GBd 需 ~75 GHz;超低损耗 PCB 约 2.1 dB/in、Twin-ax 约 0.3–0.5 dB/in @112 GHz(示意曲线)讲者示意〔0920-pm-Su3-I-03-Arista p3〕
Marvell448G 组合FRO:C2M PAM6|PAM4 + 光 PAM4;TRO:C2M PAM4 + 光 PAM4;Coherent-Lite DSP:光 QAM16;模块复杂度 NPO<TRO<FRO<Coherent-Lite(定性符号)讲者自报〔0920-pm-Su3+Su4-A-00-全场扫描 p80-p81, p85〕
Nexthop AI400G 调制矩阵电 PAM6/光 PAM4 Gearbox(功耗高、性能好、采用);电 PAM4/光 PAM4 的 LRO”有前景”;电 PAM6/光 PAM6 LRO 性能差、未采用讲者自报〔0921-MF-pm-1400-NexthopAI p8〕
Nokia Bell Labs/SUSTPS-PAM6(H=2.4)440 GBd,净 826.6 Gb/s(SC-LDPC+BCH 码率 0.8262,NGMI 阈值 0.8714);均匀 PAM4 BER 0.0225;PS-PAM6 BER 0.0331;此前 IM-DD 最高 NTT 248 GBd、660 Gb/s实验(PDP)〔0924-PDP-A-6-NokiaBellLabs p2, p8〕
香港中文大学光均衡 PAM4/PAM8136 GBd PAM4 BER 2.79×10^-3;136 GBd PAM8 2.22×10^-2;144 GBd PAM8 4.07×10^-2(对应 360/408/432 Gbps 于 HD/20%SD/25%SD-FEC),2 km SMF实验〔0922-Tu3-A2-香港中文大学 p10〕
Southampton ORC2D-PAM12(Scatter/Cross/DSQ)58 GBd,34.8 GHz,2 km SMF;SC-PAM12 GMI 3.45 bit/symbol,信息速率 >200 Gbit/s;DSQ 因需 16 幅度电平而 SNR 明显更低实验〔0923-We3-D1-1343 p13-p15〕

2.4 接收端:PD / APD / TIA

机构方案关键指标(条件)口径索引
NICT零偏压 UTC 型 PD3 dB 带宽 200 GHz;线性至 2 mA;252 Gbps PAM-4,+11 dBm 时 BER 约 2×10^-3(读图),0 V、7-tap;126G NRZ 抖动 607 fs 对商用 50 GHz PD 1010 fs;800G/lane 为拟合响应的仿真眼图(非实测)实验+仿真〔0924-Th1-C3-NICT p8-p10〕
imecGe PD / Ge APDO 波段 Ge PD BW >110 GHz,R0.9 A/W;Ge APD BW90 GHz,R~1.9 A/W,-7 V、Pin=-7 dBm 下 160/180 GBaud PAM4 眼图张开(OFC 2026 及未发表)实验〔0921-Mo12-00-imec大会报告 p59〕
imec免 CMP Ge-on-Si PD1310 nm,-2 V:0.89±0.02 A/W;65.3±1.5 GHz;暗电流 3.34±0.55 nA(25 °C,90 器件);500 h HTOL(125/150/175 °C)无显著退化实验〔0924-Th2-E3-imec p11-p15〕
中科院西安光机所倒装 SiGe APD + 28 nm CMOS TIAAPD 响应度 0.55→0.8 A/W,增益 31@-13.5 V;TIA 18.7 mW/通道,S21 26 dB,带宽 >65 GHz;接收灵敏度(SD-FEC 门限)200 Gb/s PAM4 -20.0 dBm;128G PAM4 -23.1;100G NRZ -26.1实验〔Th2-E5-中科院西安光机所 笔记07〕
NVIDIA偏振分集 DWDM 接收机4λ×64 Gb/s,400 GHz 间隔;2D 光栅耦合器 PDL <±0.1 dB(单点)/ ±0.2 dB(300 mm 晶圆 252 点);SOP 约 2000 rad/s 扰动下 BER <10^-12,无主动偏振跟踪实验〔0924-Th2-E1-NVIDIA p8, p12〕

2.5 光源:CW / QD / 梳 / 外腔 / VCSEL

机构方案关键指标(条件)口径索引
HuaweiInP CW(UHP)WPE >30% 直到 500 mW(50 °C),RIN ←150 dB/Hz;QD DFB 100 °C 下 200 mW@580 mA;多波长 8–16 λ、200–400 GHz 间隔;模块 WPE 需由 <10% 升至 >15%;OCR 显示倒装集成 >3M 已出货(存疑)自报〔0920-am-Su1-A-03-华为 p5-p7〕
AMD光源方案权衡ELSFP 要求 ±0.2 nm、400 GHz、RIN -144 dB/Hz、线宽 <1 MHz;分立 InP DFB 主流;频梳间隔准但功率均匀性与效率待解;异质集成阵列功率扩展是挑战讲者自报〔0920-am-Su1-A-04-AMD p8-p9〕
Source Photonics硅光 CW DFB 路线70 mW(≤300 mA @75 °C)→150 mW(DFB+SOA,≤650 mA)→200 mW(≤850 mA)→400 mW(≤1600 mA @45 °C,2000×500 μm)自报〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p18〕
Scintil异质 LEAF Light8 激光器(2025/09)→16 激光器(2026/09)+Mux+波长锁定;SHIP 200 mm 平台,85+ GHz TFLN 调制器;提出 10 亿颗量级制造问题自报〔0921-Mo3-待定-Scintil p1, p6, p8〕
Photon Bridge悬臂 InP-on-SOI,8×8λ32 DFB+AWG;8 色偏差 ±27 GHz(rms 18–19 GHz);AWG 实测间隔 197.4 GHz;>35–40 mW/色/光纤;Palette-1 2027Q1 送样;对准 <100 nm、<1 dB实验/规划〔0920-am-Su2-A-03-PhotonBridge p8-p10〕〔0921-MF-pm-1420-PhotonBridge p4-p6〕
POET外腔混合 Blazar4 通道 L 波段,400 GHz 间隔,每通道约 20 dBm(400 mA,50 °C),SMSR >50 dB;线宽 Lorentzian 36.9 kHz;0.016 nm/°C实验〔0923-PF-POET-外置激光源ECL p6-p7〕
QuintessentGaAs QD-on-Si 梳/DFB8λ 梳峰值 WPE >20%,硅波导内 >80 mW,均匀度 2.0 dB;200 mW 梳(>25 mW/λ,2 dB);DFB+SOA SMSR >55 dB,反馈达 -15 dB 时 RIN 约 -150 dBc/Hz;3 个 epi lot 约 3000 颗激光器 WPE 集中在 25–30%(未优化)实验〔0920-am-Su2-A-02-Quintessent p4, p9-p14〕
Columbia/XscapeKerr 梳 / CombX375 mW 泵浦:300 GHz 梳转换效率 63.6%,25 通道 >5 dBm;CombX 8λ 原型 2026Q2 送样、量产爬坡 2027Q4;16λ Gen2 功耗 Gen1 的 1/2(2026Q4 送样)自报(CLEO 2026)〔0920-am-Su1-A-05-Columbia p8, p10〕
Chalmers/SolinideSi3N4 光子分子微梳O 波段,75 mW 泵浦,200 GHz,28 线 >1 mW,效率 69%(自报);9283 个谐振晶圆统计,转换效率主要约 50–60%(读图);150 mW/64 线、300 mW/128 线为建模路线图实验+仿真〔0920-am-Su2-A-05-Chalmers p7, p9, p12〕
Lumentum/Coherent1060 nm VCSELLumentum:UCIe 32 Gbps/通道,>1.5 Tbps/mm,<2.5 pJ/bit;Coherent 2D VCSEL NPO 1.2 pJ/bit(“Industry First”),量产 1H CY27;东京科学大学 62 GHz 1060 nm VCSEL,256 Gbps PAM4,<50 fJ/bit(200 Gbps,芯片直流)自报/实验〔0920-pm-Su4-I-03-Lumentum p16〕〔0923-MF-00-四家连拍 p51〕〔We5-I 东工大 p10-p12〕

2.6 电芯片 / DSP / FEC / 均衡

机构方案关键指标(条件)口径索引
Lumentum模块功耗拆分DSP 占 49%;SerDes 40%、ADC/DAC 36%、核 24%;收发器功耗曲线 2016 年约 38→2025 年约 17 pJ/bit(读图)讲者引用〔0923-We2-B1-Lumentum p8, p19〕
CUHK硅光光学均衡(IIR+格型 FIR)插损 <3 dB;对比动机:1.6T DSP 可插拔约 25 W(3 nm)/约 20 W(2 nm);3 nm DSP 仅能把 112 GBd PAM4 的 O 波段边缘波长延伸到 2 km实验〔0922-Tu3-A2-香港中文大学 p3-p4, p8〕
NICT/UCLA1 抽头光延迟线、成对传输C 波段 100 Gbaud 80/100 km 记录级低 DSP 复杂度(作者自述,OFC’24);成对传输光纤束 BER 在 40 km 达约 HD-FEC 极限;MCF 最长约 85 km(读图)实验/自述〔0920-pm-Su4-A-05-NICT p12, p14〕
NTHU物理感知稀疏 Volterra100G PAM4 IM/DD,4.2 km SMF;剪 92% 系数无 BER 代价;达 KP4 门限约 371→31 次乘法/符号;相对 MP-VE -36.5%实验〔0921-Mo5-F6-清华 p14-p15〕
EPFL最大覆盖 Chase 译码oFEC(eBCH(256,239,2),16-QAM)36 个 TEP 达到 Chase-Pyndiah 93 个的性能,最坏复杂度 -61.3%;RS-BCH 级联 -25%仿真〔0924-Th2-H1-EPFL p10, p12〕

2.7 OCS / 光交换

机构方案关键指标(条件)口径索引
iPronics增益受控硅光 OCS(ONE-32/64)32×32(约 2,000 单元)→32×32 v2(约 4,000)→64×64(约 6,000)→>100 端口(约 10,000,2027 设计中);OCS 增益 10 dB,Lumentum 1.6T 2×DR4 收发器 BER 较 1e-12 基线劣化约 1 个数量级;目标约 $100/端口;系统 30 W + 0.78 W/激活通道自报,“行业首次”〔0923-We-F-00-标准化专场II p50, p57-p60〕〔0920-am-Su2-I-03-iPronics p11-p13〕
OneTouch薄膜钽酸锂 8×8 EO OCSr33 30.5 pm/V(LN 30.9);切换 <4 ns(单 MZM,未端接电容反射所限);12 个开关合计 <200 nW;片上平均插损 8.6 dB(6–8 dB 为边缘耦合);一阶串扰均值 -24.3 dB;1 小时漂移 -0.33 dB@10 dBm实验,“首个”〔0922-Tu1-E4-OneTouch p4, p10-p11, p14-p16〕
清华大学Si3N4-TFLN 可切换激光器 + AWGR调谐 40 nm,SMSR 63.9 dB,本征线宽 106.06 Hz;2.4 nm 切换 <15 ns,10 pJ;200 Gbps DP-QPSK 25 GBaud,3 km,切换延迟 80 ns实验〔0922-Tu1-E1-清华 p4-p7〕
浙江大学硅光 MEMS,2.5D Torus128 端口时插损约 15 dB 对 Crossbar 约 33 dB(读图);16×16 原型消光比 >27.8 dB,实测片上 IL 3.3–9.3 dB实验〔0922-Tu1-E2-浙江大学 p16-p19〕
KDDI Research96×96 MEMS OCS + LPO链路建立 LPO 约 5.2 ms 对 DSP 约 6.2 ms(读图均值);JCT 无显著影响;GPU 零流量窗口 100–400 ms;72 小时预训练稳定实验〔0921-Mo3-A3-KDDIResearch p10, p13-p14〕
OriolePRISM 无源波长路由32,000 GPU 参考架构:交换机 2,560→0,收发器总数 196,608→32,768,网络功耗 -81%;训练算力利用率 99% 对 EPS 40%公司自述〔0920-pm-Su3-A-04-Oriole p9, p12〕
NVIDIAOCS 落地障碍路径至少 4 个 bulkhead 连接器,DR4 余量 3 dB、FR4 余量 4 dB;目标每 1RU >256 双工端口讲者自报〔0920-am-Su2-I-01-NVIDIA p18〕

2.8 封装形态与光纤连接(与方向4边界)

机构方案关键指标(条件)口径索引
OIF72 GPU Pod(100 GBd PAM4)功耗CPO 4 pJ/b;LTLR 6;RTLR 10;RTRR 15;Pod 总功率 CPO 约 90 kW 对可插拔约 100 kW(读图)标准分析〔0923-MF-00-上午连拍 p44〕
NVIDIA1.6T 选项 pJ/b(功耗)FRO 14(25 W);TRO 10(18 W);LPO 6.4(11 W);CPO 4(7 W)自报〔0920-am-Su2-I-01-NVIDIA p11〕
TeraHopOpen CPX Diablo-1 6.4T NPO典型功耗 <35 W,<5.5 pJ/bit;FIT:SiPho PIC <0.01,1.6T OSFP <1,6.4T NPO 估计 <10;宣称 >25M 硅光收发器、PIC >100B 器件小时自报〔0923-MF-00-四家连拍 p59, p61-p62〕
OracleCPO 顾虑相对全重定时可插拔功耗最多省 50%、理论成本 30%+;系统 FIT 预期更高;409.6T CPO 交换机 512×8 光纤,4096 个箱级 SPOF现网/引用〔0923-MF-00-四家连拍 p36, p38〕
CommScopeFastSelfClean 自清洁连接器插损 <0.1 dB 典型/0.25 dB 最大(N=6,384 芯,1310 nm),回损 >70 dB 典型;1RU 3,456 芯;安装时间较 MPO 8 降至 1.5%(模型)自报〔0921-PF-CommScope p3-p4〕
长飞(YOFC)O 波段 HCF 水汽稳健性85 °C/85% RH 10 天;2 km HCF 四工作波长插损变化 ±0.1 dB/km 内;400G-FR4 预 FEC BER 与 SMF 相当(约 1E-7~1E-4)实验,“首次”〔0922-Tu1-G4-长飞 p8-p10〕

3. 厂商与客户态势

3.1 AIDC / 云客户与运营商

  • Oracle(OCI):TCO 判据;800G LPO 大规模部署;1.6T 选 LRO;“现在应开始试用 CPO/NPO”,因 >224G/lane 时 CPO/NPO 可能是唯一出路;系统 FIT 更高、污染占 97% 收发器更换〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p8-p13〕〔0923-MF-00-四家连拍 p38〕。
  • 阿里云:scale-out 现用 FRO,未来 FRO+LPO 并存;scale-up 未来 LPO→NPO→CPO;13,234 只 LPO 现网数据;策略为纯 LPO 对 LPO 部署〔0921-Mo3-A5-阿里云 p37, p41〕。
  • OpenAI:以请求延迟(TTLT)与每请求能耗比较互连;自研 Jalapeño 128/2048 颗两级 Clos(Broadcom TH6),同吞吐下延迟约 1.8× 更低(对 GB300 MTP,自报);对铜/可插拔/NPO/CPO 给定性对照〔0920-pm-Su3-A-02-OpenAI p7-p8, p10〕。
  • Microsoft:宽而慢 + microLED,目标 <1 pJ/bit、>10 Tbps/mm、约 10 m、<<1 FIT、<10 ns;自称风险仪表指向”很高”,需生产规模验证〔0922-Tu1-E3-Microsoft p15, p20〕。
  • Google(他人引用):OCS 主要用户,几乎全部 Scale-out TPU;200G FR4(主要 DML)失效以 LD 为主(43.4%)〔0923-MF-00-四家连拍 p12〕〔0920-am-Su1-A-02-Oracle p8-p10(笔记01)〕。

3.2 设备商

  • NVIDIA:Spectrum-X/Quantum-X CPO 已量产(微环调制器、TSMC COUPE 3D 堆叠);自报相对可插拔 4× 更少激光器、5× 更低功耗、10× 更高 MTBI;CPO 约 4 pJ/b,节省约 72% 收发器功耗;下一标准 400 Gb/s(200 GBaud PAM4)〔0920-pm-Su3-A-05-NVIDIA p8-p9, p13, p15〕;同时 OSFP 仍是主力(含 TRO、DR4+),Spectrum-X 多平面 8 planes、可达 512k GPU〔0923-MF-00-四家连拍 p43-p45〕。
  • Arista:最优取决于系统约束;原生 OCI 功耗/时延收益最大,带 reverse gearbox 的 OCI 兼容性更好;Arista 100T 设计概念采用 6.4T Open CPX 引擎〔0920-pm-Su3-I-03-Arista p8〕〔0923-MF-00-四家连拍 p60〕。
  • Nokia:光子集成路线含 InP、硅光、TFLN;1.6T InP LPO 8.8 W;Nokia 7220 IXR 交换机含 LPO 版 OSFP(OCR,型号需核对)〔0921-PF-Nokia p11〕〔0921-Mo3-待定-Nokia p11〕。
  • Huawei:Atlas 950 SuperPoD 采用 4096×800G SR8 VCSEL LPO;页面标 Latency 降 90%、Power 降 60%(基线未明示);7.2T Hi-ONE NPO 板载激光〔0920-am-Su1-A-03-华为 p3, p5〕。

3.3 模块 / 器件商

  • Lumentum:立场”Scale-out=快窄(InP),Scale-up/in=宽慢(VCSEL)“;1.6T 硅光发射机量产,光纤到硅光耦合 Gen2 <0.9 dB/facet;CTO 称 3DS VCSEL 已出货 20 亿颗发射器;ECOC 2026 VCSEL/UCIe 首演〔0920-pm-Su4-I-03-Lumentum p7, p12, p17〕〔0923-We2-B1-Lumentum p12〕。
  • Coherent:3.2T OSFP 8×425G 演示;2D VCSEL NPO 1.2 pJ/bit;XPO 12.8T/25.6T;2030 SAM 现有组合 $60B+,加 CPO/NPO $30B+(自报,来源注含内部估计)〔0923-MF-00-四家连拍 p47, p51, p53-p54〕。
  • Source Photonics:可插拔仍是 AI scale-out 首选;NPO 可能 2027 起量,XPO 时间线不清晰;CW 激光 70→400 mW 路线图〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p16, p18, p20〕。
  • TeraHop:Open CPX 6.4T Diablo-1;>25M 硅光收发器;Omdia 图示滚动 4 季度份额 1Q26 约 +3%(读图)〔0923-MF-00-四家连拍 p59-p61〕〔0921-MF-pm-1540-Omdia p3〕。
  • POET / Photon Bridge / Scintil / Quintessent / Xscape:光源与 ELS 阵营,见 2.5 表;Photon Bridge Palette-1 2027Q1 送样,Xscape FALCONX 8 量产爬坡 2027Q4,Scintil 16 激光子组件 2026/09〔0920-am-Su2-A-03-PhotonBridge p10〕〔0920-am-Su1-A-05-Columbia p10〕〔0921-Mo3-待定-Scintil p6〕。
  • Credo:主打收发器健康遥测(ZeroFlap,OCP’26 将发布完整数据)〔0923-MF-Credo p10〕。
  • ST(代工):PIC100/B55X 300 mm,2027 年产能扩 4×,2031 年前 350M+ 硅光端口;CMOS 级光子良率 >90%;PIC100G(112 Gbd PAM4)量产、PIC200G(200 GBd)研究〔0920-am-Su1-C-03-STMicro p4, p9〕〔0923-We5-B-ST p4〕。

3.4 芯片商

  • Broadcom:TH6 102.4T(64×200G SerDes×8 chiplet);其 O 波段 2 km 可用带宽 <10% 数据被 NICT 引用〔0920-pm-Su3-I-08-AppliedMaterials p4〕〔0920-pm-Su4-A-05-NICT p9〕。
  • Marvell:DSP 是 scale-out 主力;TRO|NPO → PAM4 FRO|TRO → Coherent-Lite → ZR/ZR+ 是”连续谱”;400G/lane 下电/光边界需联合设计;Marvell/Polariton 等离子体 oDAC;Marvell TFLN 光学 1.6T ZR〔0920-pm-Su4-A-01-Marvell p5-p6, p22〕〔0923-We3-D2-苏黎世联邦理工 p2〕。

4. 学术关键突破(按影响力排序)

#机构论文号/文件名突破点数字标签索引
1Nokia Bell Labs / 上海科技大学PDP-A-6单调制器+单 PD,440 GBd PS PAM-6,IM-DD 单通道净速率过 800G826.6 Gb/s;此前最高 NTT 248 GBd、660 Gb/s;≈190–206 GHz MUTC PD、三频带 DBI-ADCPDP,record 级〔0924-PDP-A-6-NokiaBellLabs p2, p8〕
2imec大会报告(ECOC 2026 Shahin)100 GHz 低压 Ge/Si APD 首次用于 400G/lane 演示425 Gb/s(6.25% FEC)、448 Gb/s(12% FEC),BER 约 10^-2 量级首次(讲者自称)〔0921-Mo12-00-imec大会报告 p67〕
3NTTOFC 2026 PDP Th4A.1(Workshop 引用)4ch×400G/448G PAM4 薄膜 InP EML 阵列3 dB 带宽 >100 GHz;激光 0.12 pJ/bit;岸线密度 3.2 Tbps/mmPDP〔0920-am-Su2-A-04-NTT p10-p11〕
4香港中文大学Tu3-A2首个 >400G/λ 硅光全光均衡,DSP-free432 Gbps/λ(144 GBd PAM8,25% SD-FEC),24 波 10.36 Tbps,<50 mW,<75 ps首次〔0922-Tu3-A2-香港中文大学 p10-p12〕
5imec/UGentWe2-B5可量产硅行波 MZM 净 400G/lane212.5 GBd 425G <20% FEC;EOE 约 67 GHz实验〔We2-B5-imec 笔记06〕
6imecWe2-B3(#1289)垂直 SOH 50 μm 器件带宽 >110 GHz180 GBd PAM4 360 Gbps;Vπ≈2.9 V实验〔0923-We2-B3-1289 p5-p8〕
7HKUST(GZ)We2-B2(#80)WGM 增强硅微环,大 FSR 与高带宽兼得FSR 5.2 THz,69 GHz,358 THz·GHz;16×224G PAM4表内最高〔0923-We2-B2-80 p11-p14〕
8NICTTh1-C3零偏压 200 GHz PD252 Gbps PAM-4,+11 dBm,BER 约 2×10^-3(读图)实验〔0924-Th1-C3-NICT p9-p11〕
9OneTouch / InnovSemiTu1-E4首个 TFLT 电光 8×8 OCS,纳秒切换、低静态功耗<4 ns;12 开关 <200 nW;128×128 外推 7.5 μW 对热光 9.0 W首个〔0922-Tu1-E4-OneTouch p10-p11〕
10清华大学Tu1-E1波长可切换 Si3N4-TFLN 激光器用于快速相干光交换线宽 106.06 Hz;15 ns 切换;200G DP-QPSK,延迟 80 ns实验〔0922-Tu1-E1-清华 p4-p7〕
11iPronics(+Lumentum 收发器)Mo3-A1 / We-F首个 1.6T 收发器经增益受控硅光 OCS 的链路质量OCS 增益 10 dB,BER 劣化约 1 个数量级行业首次(自称)〔0921-Mo3-A1-iPronics p14〕〔0923-We-F-00-标准化专场II p60〕
12KDDI ResearchMo3-A3LPO+OCS 全栈:H100 上 72 小时 LLM 预训练增加时延数十 ns;链路建立 LPO 约 5.2 ms首次(自称)〔0921-Mo3-A3-KDDIResearch p8, p14〕
13复旦大学Th2-H6免自适应 THP-FFDNN 的 FTN PAM4169 GBd @37.9 GHz;408 参数”record-high”(讲者称)〔0924-Th2-H6-复旦大学 p11-p12〕
14ETH / Marvell(Polariton)We3-D2串联双等离子体 RRM 光 DAC336 Gb/s PAM4(360 Gb/s 非线性 DSP);AIR +18%实验〔0923-We3-D2-苏黎世联邦理工 p4, p10〕
15Laval / FemtumWe2-B4(#163)飞秒激光修整用于有源微环调制器3.1 nm 偏移,不损 EO;110 Gbaud首次(隐含,原话未写 first)〔0923-We2-B4-163 p3, p7-p9〕
16Southampton / YOFCTu1-B3 / Tu1-G4HCF 上 IM/DD 多阶 PAM 与 O 波段水汽稳健性首次实验验证4.96 Tbit/s 31 路 11.6 km;YOFC 2 km 插损变化 ±0.1 dB/km 内首次(YOFC 自称)〔0922-Tu1-B3-南安普顿 p10〕〔0922-Tu1-G4-长飞 p8, p11〕
17NVIDIATh2-E1;Tu1-E54λ×64G 偏振分集微环 DWDM RX 无需 PMF;动态环分配省热调谐功耗PDL ±0.2 dB(252 点);SNR 8.1→7.6 dB;0.8 Tb/s/mm、2.78 pJ/b实验〔0924-Th2-E1-NVIDIA p8, p12〕〔0922-Tu1-E5-NVIDIA p4〕
18Chalmers / Solinide;ColumbiaOFC 2026 Th2A.13;CLEO 2026 HighlightO 波段微梳与高功率灵活 FSR Kerr 梳69% 效率(28 线 >1 mW);63.6%(375 mW 泵浦,300 GHz)自报/CLEO Highlight〔0920-am-Su2-A-05-Chalmers p7〕〔0920-am-Su1-A-05-Columbia p8〕
19Quintessent;Photon BridgeWorkshopQD 8λ 单腔梳 200 mW;32 DFB 晶圆级 8 色集成”first chips out of fab”(OCR)2 dB 均匀度;±27 GHz首个(OCR)〔0920-am-Su2-A-02-Quintessent p12〕〔0920-am-Su2-A-03-PhotonBridge p6, p9〕
20imecTh2-E3免 CMP Ge PD 高可靠500 h HTOL 无暗电流退化;65.3 GHz实验〔0924-Th2-E3-imec p15〕

5. 分歧、争议与反常识

5.1 LPO 能否走到 1.6T?

  • 一方(Oracle):800G LPO 现网稳定性不逊于 FRO,但 1.6T 上 LPO 难同时满足 SI 与互操作;LRO(26 dB,16 W)是当前最佳〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p8〕。
  • 另一方(阿里云):现网 LPO 抖动更低、功耗降 48%,并作为 NPO/CPO 线性驱动的基础,在受控封闭网络最成熟〔0921-Mo3-A5-阿里云 p43, p47〕;Nexthop 认为电 PAM4/光 PAM4 的 400G LRO”有前景”,代价是裕量更低〔0921-MF-pm-1400-NexthopAI p6, p8〕。
  • 证据差异:阿里数据为 400G DR4(106.25 Gb/s PAM4,通道损耗接近 16 dB);Oracle 数据为 800G 与 1.6T,且 LPO 互操作数据有限;两者不同速率不可直接外推。

5.2 快窄 vs 慢宽

  • 快窄(Applied Materials Chris Cole):快窄是 400G 光学唯一现实选项,慢宽”great for attracting AI funding”,且需全重定时 reverse gearbox,成本/功耗/时延更高〔0920-pm-Su3-I-08-AppliedMaterials p11-p12〕〔0923-MF-00-四家连拍 p63〕。
  • 慢宽(Columbia/Xscape/Chalmers/Microsoft):波长并行 + 中速可比窄快在带宽密度×能效上有约 100× 优势(Columbia 图示,作者研究点对商用点)〔0920-am-Su1-A-05-Columbia p9〕;microLED 需生产规模验证〔0922-Tu1-E3-Microsoft p20〕。
  • 折中(Arista、LightCounting):最优取决于系统约束;行业通过 MSA”囤积可互操作选项”,“架构是赌注,加宽不是”〔0920-pm-Su3-I-03-Arista p9〕〔0920-pm-Su3-I-02-LightCounting p8, p12〕。

5.3 400G/lane:IM/DD PAM4 还是 Coherent-lite?

  • IM/DD 阵营:Source Photonics 展示 212.5 GBd 4×400G;HyperLight、NTT 薄膜 EML 至 448G〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p13〕。
  • 相干阵营:NICT 指出 IM/DD 在 CD 补偿上与相干 DSP”根本不具竞争力”,无零点突破则 Coherent-lite 主导 2 km 以上;Broadcom 数据 2 km 处 O 波段可用 <10%〔0920-pm-Su4-A-05-NICT p3, p9〕。
  • 修正方:光域均衡(CUHK 432G/λ,2 km)与 1 抽头 ODL;另有观点认为 Coherent-lite 在 800G/1.6T”没有市场”,机会在 1.6T 单波/3.2T 双波长〔0923-MF-00-四家连拍 p13〕。

5.4 CPO 何时、以何种形态

  • NVIDIA:CPO 已量产,4× 更少激光器、5× 更低功耗、10× 更高 MTBI;网络中断可累计每天 $3M 损失,CPO 将”近乎消除”(自报,OCR)〔0920-pm-Su3-A-05-NVIDIA p9, p16〕。
  • Oracle:系统 FIT 预期更高,方案专有,512×8 光纤 = 4096 个箱级 SPOF;NPO 更灵活〔0923-MF-00-四家连拍 p36-p38〕。
  • Source Photonics 认为 NPO 2027 起量;Applied Materials 称 CPO 将是”高性能、封闭生态、低量”,被某高管重命名为 CPO(CP-zero)〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p16〕〔0920-pm-Su3-I-08-AppliedMaterials p5〕。

5.5 光源:分立 InP DFB 是否够用?

  • 分立 DFB(AMD、Scintil):主流、已量产验证,但 Scintil 追问能否扩到 10 亿量级〔0920-am-Su1-A-04-AMD p9〕〔0921-Mo3-待定-Scintil p1〕。
  • 替代路线:QD 梳(Quintessent)、Kerr 微梳(Chalmers/Columbia)、外腔(POET);Dream Photonics 引用 Intel 教训:混合集成在销量达阈值前更优,过早异质集成有 >$100M 研发无法回收风险〔0920-am-Su2-A-01-UBC p9〕。
  • 可插拔性之争:Oracle 认为 ELSFP 可插拔性可能是负担(盲插连接器清洁),内置光源应更可靠;Source Photonics 则以 ELSFP 为关键使能,同时指出内置激光有温控与热耗散风险〔0920-am-Su1-A-02-Oracle p8-p10(笔记01)〕〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p19-p21〕。

5.6 OCS 需要多快?

  • 需要纳秒:Oriole 称 <10 ns 开关配标准收发器吞吐 <1%,须超快重锁〔0920-pm-Su3-A-04-Oriole p9〕;OneTouch 称”和 MEMS 一样冷,快一千倍”〔0922-Tu1-E4-OneTouch p12〕。
  • 毫秒足够:KDDI 的 96×96 MEMS 在 GPU 计算阶段 100–400 ms 零流量窗口内切换,周期切换稳定,随机切换易中断作业〔0921-Mo3-A3-KDDIResearch p13〕。

5.7 反常识条目

  • LPO 现网 BER 尾部优于 FRO(p99 5E-10 对 3E-8),且 TDECQ >3.5 dB 的端口 BER 仍好,即 TDECQ 与 BER 相关性弱〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p7〕〔0921-Mo3-A5-阿里云 p40〕。
  • 激光器并非可靠性短板:Oracle 称 CW 激光是低 FIT 器件,DML/VCSEL 被误读为”激光器 FIT 最高”;Google 现场失效”无激光器可靠性失效”,最高为固件问题;但 200G FR4(DML)LD 占失效 43.4%〔0920-am-Su1-A-02-Oracle p8-p10(笔记01)〕。
  • “光学从未变低功耗,只是去掉了 DSP”,SiPho 链路预算停滞在 15–17 dB(amsOSRAM 观点)〔0920-am-Su1-B-03-amsOSRAM p2〕。

6. 判断与观察点

6.1 技术成熟度与时间窗口

技术成熟度判断时间窗口依据
200G/lane 可插拔(FRO/LRO)量产,1.6T 爬坡2026–20281.6T LRO/FRO 为 Oracle 的计划路线;1.6T 到 2030 年约 56M(读图)〔0920-pm-Su3-A-03-Oracle p13〕〔0923-MF-00-四家连拍 p10〕
800G/400G LPO受控网络规模现网已进入阿里 13,234 只、Oracle 约 35 万链路
1.6T LPO未定,受 SI/互操作制约2027 起看数据Oracle 认为难以满足,Nokia 有 InP LPO 样品 8.8 W〔0921-PF-Nokia p11〕
400G/lane IM/DD样机/展台3.2T 出货 2028 起步(读图估计)Coherent、Source Photonics 演示;OIF 448G 电接口仅框架/项目启动
高功率 CW(150–400 mW)规划/送样2026Q3–2027Q1(厂商路线图)Source Photonics p18;Photon Bridge 2027Q1
多波长梳/QD 梳送样2026Q2–2027Q4Xscape、Quintessent;微梳数据为自报
NPO/Open CPX规范与首批引擎2027 起量(Source Photonics 判断)Open CPX 1.0(2026-09-16),TeraHop Diablo-1
MEMS OCS已用于 Google TPU已进入 scale-outOCS 2026 >$2B(读图)
硅光/TFLT/TFLN 快速 OCS芯片/8×8 原型2027 前后出 >100 端口iPronics 路线图;OneTouch 8×8

6.2 对各类厂商的含义

  • 设备商(交换机/系统):400G/lane 下电通道成为约束,扩展重点从”均衡长通道”转向”缩短电路径”(XPO/NPO);需在交换机设计阶段确定 OCI 原生还是带 reverse gearbox〔0920-pm-Su3-I-03-Arista p3, p8〕。OCS 需要新的编排器、NCCL、SDN 支持〔0920-am-Su2-I-03-iPronics p3〕。
  • 模块/器件商:LPO 需要”链路预算+互通+遥测”的系统交付(Credo、Oracle 的激光筛选教训);调制器路线需保留 InP/TFLN/硅多平台选项;激光器从消耗品变成 ELS 子系统,InP 晶圆与 SOI 供应成为竞争要素〔0921-MF-pm-1540-Omdia p5-p6〕。
  • 芯片商(DSP/驱动/TIA):448G 时 PAM6 电/PAM4 光的格式转换带来 gearbox;2 nm DSP 与 100 GHz DAC/ADC 可行〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p11〕;光域均衡、光 DAC 等”移除 DSP/DAC”的技术若成熟将改变 DSP 价值占比(DAC 占数字电路功耗 22%)〔0923-We3-D2-苏黎世联邦理工 p2〕。

6.3 未来 12–24 个月要盯的指标

  1. LPO 现网扩展:1.6T LPO/LRO 的链路抖动率、p99 BER、互通矩阵;Credo/ZeroFlap 完整数据(OCP ‘26)〔0923-MF-Credo p10〕。
  2. 400G/lane 可用余量:212.5 GBd 下 TDECQ/BER 随温度的分布;电通道干净带宽由约 90 GHz 向 112 GHz 的推进;OIF CEI-448G 的 PAM4/PAM6 决议〔0923-MF-00-上午连拍 p33〕。
  3. O 波段色散数据:Broadcom(<10%)与 NICT(<45%)的差距能否通过标准化测量统一;2 km 以上是否转向 Coherent-lite〔0920-pm-Su4-A-05-NICT p9〕。
  4. CW 激光与 ELS:400 mW 芯片的良率与 FIT(≤1600 mA @45 °C)、ELSFP 现场故障率、InP 晶圆消耗〔0922-MF-am-1020-SourcePhotonics p18〕。
  5. NPO 起量与系统 FIT:6.4T NPO 估计 <10 FIT(自报)是否被现场数据证实;污染类 SPOF(4096)能否被 EBO 缓解〔0923-MF-00-四家连拍 p38, p62〕。
  6. OCS 关键指标:单端口价格(目标约 $100/端口)、每 1RU 端口数(>256 双工)、插损与 DR4 余量 3 dB、收发器重锁定时间〔0920-am-Su2-I-01-NVIDIA p18〕。

7. 推荐配图

  1. 0921-合集待拆-全场-A1厅下午上半场连拍-Mo3-A.pdf p46 — 13,234 只 LPO 与 FRO 的可靠性统计表(RMA、抖动、MTB)— 支撑判断1
  2. 0921-合集待拆-全场-A1厅下午上半场连拍-Mo3-A.pdf p43 — LPO 与 FRO 功耗/壳温箱线图(4.2 W 对 8.1 W)— 判断1
  3. 0921-合集待拆-全场-A1厅下午上半场连拍-Mo3-A.pdf p41 — 互通矩阵,L2R 灵敏度劣化 — 分歧5.1
  4. 0920-pm-Su3-A-03-Oracle.pdf p7 — 800G LPO vs FRO 约 35 万链路 BER 分布与 down transition 比例 — 判断1
  5. 0920-pm-Su3-A-03-Oracle.pdf p8 — 1.6T LRO vs FRO 三厂 BER 与 16 W — 判断1/分歧5.1
  6. 0922-MF-am-1020-SourcePhotonics.pdf p16 — FRO→CPO 功耗阶梯(30→5 W)— 2.1
  7. 0922-MF-am-1020-SourcePhotonics.pdf p14 — 212.5 GBaud 400G/λ 眼图 — 判断2
  8. 0923-MF-00-Marvell与Ciena与Arista与Oracle连拍.pdf p53 — 3.2T OSFP 8×425G 与 425G PAM4 眼图 — 判断2
  9. 0920-am-Su2-A-04-NTT.pdf p11 — 4ch×400/448G 薄膜 EML 眼图与密度指标 — 判断2/2.2
  10. 0920-pm-Su4-I-03-Lumentum(笔记02)p7 — Scale-out 技术选项矩阵(InP/TFLN/SiPh)— 2.2/分歧5.2
  11. 0924-PDP-A-6-NokiaBellLabs与上海科技大学-440GBaudPAM单光电二极管接收实现每通道净比特率超800Gbps.pdf p2 — IM-DD 速率 vs 波特率总览,827 Gb/s — 判断3/4章 #1
  12. 0920-pm-Su4-A-05-NICT-光域处理替代DSP.pdf p9 — IM/DD 与相干的可用带宽 vs 距离曲线 — 判断3/分歧5.3
  13. 0922-Tu3-A2-香港中文大学-24x432Gbps每波的全光均衡实现免DSP光互连.pdf p12 — 与光均衡/先进 DSP 的对比图 — 判断3
  14. 0920-pm-Su3-I-03-Arista-交换机侧的选择.pdf p3 — 448G 电接口调制格式带宽表与插损曲线 — 2.3
  15. 0922-MF-am-1020-SourcePhotonics.pdf p18 — CW 激光器功率路线表(70→400 mW)— 判断4
  16. 0920-am-Su2-A-02-Quintessent-量子点梳状光源.pdf p12 — 200 mW 8λ 梳 + booster SOA — 判断4
  17. 0920-am-Su1-A-05-Columbia-片上光源与系统.pdf p9 — 窄快 vs 宽慢,梳驱动 DWDM 约 100× — 分歧5.2
  18. 0920-pm-Su3-A-04-OrioleNetworks-数据中心光交换.pdf p9 — OCS 交换时间+重锁定对吞吐条形对比 — 判断5/分歧5.6
  19. 0923-We-F-00-标准化专场II连拍.pdf p60 — OCS+Lumentum 1.6T 收发器 BER 曲线 — 判断5
  20. 0921-Mo3-A3-KDDIResearch-无DSP可插拔能否用于光交换.pdf p13 — JCT 与重构策略、零流量窗口 — 判断5/分歧5.6
  21. 0922-Tu1-E4-OneTouch-薄膜钽酸锂8x8光电路交换.pdf p11 — 静态功耗随端口数对比 — 判断5