作者：戈多

AI 最熱門的兩個板塊，存儲和光。之前寫過儲存的框架（一文讀懂AI儲存層級的利潤池與產業格局），這篇寫寫光的。

矽光或稱為矽光子（Silicon Photonics）是用來做算力晶片之間通訊的，代替原有的銅線，下圖很直觀。

平時大家刷到，可能會一頭霧水的LPO（線性可插拔光學）、CPO（共封裝光學）、OCS（光路交換）、Optical I/O（光學輸入輸出），是實現矽光的不同技術路線。

通常晶片用銅線通信。矽光晶片把能產生光的雷射、能"調製"光的調製器、能"接收"光的*探測器，*直接做到矽片上，用光子通訊。

所以，為什麼要替換銅？以及為什麼要用矽光，而不是別的？

首先，銅導線在傳輸1.6T以上訊號時幾乎達到物理極限，訊號開始不完整。必須考慮換材料。這是最要命的，也是不得不做的。術語叫做頻寬牆。

其次，銅是實打實的實體，GPU 集群變大銅線實在沒地方放了。這也是不得不換掉銅的理由。光線不一樣，可以把光接口直接焊接到交換器晶片旁邊，省去大量佈線。術語叫規模牆。

再次是銅太費電了，矽光子在百兆瓦級設施裡，每天能省下數萬度電，這些電都是在銅線通訊時消耗的。換成光之後，可以轉用到GPU上去做真正的計算。術語叫功耗牆。

更有趣的是，矽光能藉用現有半導體成熟的CMOS 製造工藝，不需要重頭建造一個新工廠，低成本可量產。

當然，矽光也有一個短板，矽本身不能有效率地發光，得依賴磷化銦（InP）材料。這也成了整個產業鏈最關鍵的卡脖子環節。

矽光技術的演進

最重要的分水嶺是2025年3月，NVIDIA 在GTC 大會上發布Quantum-X 與Spectrum-X 光子交換機，黃仁勳宣布從下一代Rubin 開始，"光學互聯不是可選項，而是標配"。

一週後，NVIDIA 宣布向Coherent 和Lumentum 合計投資40億美元，鎖定關鍵供應鏈。

矽基光電效應論文發表於1980年代，2004-2014年Intel、IBM 製造了矽基光調製器。

上一個十年，AWS、Google、Meta 這類超大型雲端服務商，應用矽光，但彼時只是光纖通訊的一部分。

當前產業格局

1）最底層：晶圓代工廠

製造光子晶片。台積電$TSM憑藉COUPE製程領先，Tower Semiconductor $TSEM專門做矽光代工，2025年矽光營收年增70%。 GlobalFoundries $GFS透過收購新加坡AMF，成為全球最大的專屬矽光代工廠。

2）第二層：核心元件供應商

提供雷射、調變器等，主要是磷化銦（InP）雷射器，能製造高速EML 雷射的公司全球不到5家。

Lumentum $LITE是唯一能量生產200G/lane EML 雷射的廠商，這是1.6T 光模組的核心零件。 NVIDIA 為了鎖住其產能，已經把訂單簽到了2027年後。

3）第三層：模組與系統廠

把零件組裝成產品。 Coherent 佔了全球光收發器25%的市場。中國的中際旭創（InnoLight）、新易盛（Eoptolink）、光迅科技（Accelink）在製造規模和成本競爭力上不容小覷。

4）最頂層：系統整合商

NVIDIA、Cisco、博通Broadcom、馬維爾Marvell 都在這一層。

綜合來看，

NVIDIA $NVDA

霸主地位，決定AI 資料中心採用什麼互聯標準，然後透過策略性投資鎖定供應鏈。

Broadcom $AVGO

網路交換晶片的絕對霸主，乙太網路交換器市場佔有率接近80%。 Tomahawk 6-Davisson 是全球第一款102.4 Tbps 的CPO 交換器。

Marvell $MRVL

Broadcom 最強勁的挑戰者，主導PAM4 光學DSP 市場,份額60-70%。最近收購Celestial AI 切入晶片到晶片光互聯。

Lumentum $LITE

EML 雷射最關鍵供應商。全球唯一能量產200G/lane EML 的廠商，NVIDIA 已經把訂單鎖到2027年後。

Coherent $COHR

全產業鏈整合者，從材料、雷射到模組都有佈局。 FY2025 營收58億美元，是光收發器市佔率第一的廠商。

英式積電 $TSM

工藝標準制定者。 65nm 矽光製程已量產，COUPE 平台是目前最先進的3D 異構整合方案，NVIDIA 的CPO 路線與其深度綁定。

Tower Semiconductor $TSEM

最純粹的矽光代工受益者。 2025年矽光營收年增70%，正投入6.5億美元將產能擴大三倍。市值彈性在所有標的中最強。

Lightmatter / Ayar Labs 未上市· IPO候選

Lightmatter 估價44億美元，做3D 光子互聯；Ayar Labs 同時獲得AMD、Intel、NVIDIA 三家投資，做光學I/O 芯粒。兩家都是潛在的重磅IPO 候選。

矽光爆發帶來估價邏輯改變

舉個例子。以前華爾街給Tower Semiconductor 估值，是照普通模擬代工廠算的，市銷率約2-3倍。

但當矽光業務從佔總收入5%成長到30%-40%時，市場開始以AI 基礎設施稀缺資產重新估值，市銷率可望抬升到6-10倍。

Lumentum、Coherent 以前是電信裝置供應商，現在被重新定義為AI 互聯不可或缺的元件供應商。 BofA 分析師Vivek Arya 給Marvell 目標價上調到了200美元，背後邏輯就是把Marvell 按AI 基礎設施平台，而非通訊晶片廠估值。

Evercore ISI 對Cisco 的判斷也類似，隨著矽光子產品深入超大規模資料中心，Cisco 的AI 核心收入未來3-4年可能從30億美元爆發至120-150億美元。

矽光子產業的護城河

矽光子產業呈現明顯的贏家通吃特徵，因為每一個工藝，實際上都在AI 爆發前經過長時間的沉澱。

InP 雷射器，全球不到5家公司能量產高端EML 雷射器，產能擴張週期3-5年。這是整個產業鏈最卡脖子的環節。

台積電的COUPE 製程。 3D 異構整合的製程壁壘，追趕者至少落後兩代，需要多年的良率經驗累積。

代工廠PDK 生態。客戶一旦在某代工廠做了設計，切換成本極高，重新設計加重新認證要12-18個月。

熱管理與封裝。 CPO 要在幾毫米空間同時管理好電、熱、光三個物理域的耦合，沒有幾年系統整合經驗做不出來。

AWS、Google等巨頭的供應商認證流程通常需要12-24個月。一旦認證完成，客戶黏性極強。

風險與冷思考

整個產業鏈的成長，高度依賴五家超大規模雲端廠商微軟、Google、Meta、亞馬遜、甲骨文的資本開支情況。

技術路線存在可替代性，LPO（線性可插拔光學）、CPO（共封裝光學）、OCS（光路交換）、Optical I/O（光學輸入輸出），如果某條路線被另一條顛覆，前面投入的資本可能面臨折舊減損。

LightCounting 等研究機構判斷真正大規模的CPO 部署要到2028年以後才會到來，在此之前更多是LPO 等過渡方案在跑量。

所以，押注產業勝出比押注單一公司勝出更安全。

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