OCS光交换领域尚未形成统一技术标准，三大技术路线并行发展——MEMS、数字液晶和直接光束偏转。民生证券这份报告从技术原理、应用进展、供应链成熟度三个维度深度对比了三大方案，分析了各路线在数据中心互联竞争中的优劣势与前景。
MEMS方案：谷歌主导，应用最成熟
MEMS方案通过在硅晶圆上蚀刻微型反射镜阵列，利用集成的静电或磁致动器驱动微镜倾斜，精确改变输入光束传播方向并路由至指定输出端口。该方案采用两个MEMS阵列协同工作——一个阵列将输入光信号反射至另一个阵列，再由后者将光束引导至目标输出端口。
谷歌是MEMS方案投入最大、应用最深入的厂商。谷歌"Apollo"OCS平台基于MEMS方案，实现了降本30%功耗40%。谷歌TPU v4 Pod是第一台部署可重构OCS的超级计算机，由4096个定制芯片与48个OCS链接组成，专为大规模机器学习工作设计。每个4×4×4的TPU立方体拥有96个光链路接口，与48个独立OCS设备连接，构建可重构高速3D环面网络。2024年谷歌已开始量产第六代TPUv6，使用自主研发的OCS取代脊柱交换机。
Lumentum是MEMS方案的另一个重要供应商，其R300产品（300×300端口）已向多家超大规模客户送样。Lumentum在FY2Q25首次通过OCS获得收入，并向两家超大规模云客户发货，已获得第三家超大规模云客户承诺，预计2026年开始部署。Lumentum在电信领域深耕多年，积累了深厚的MEMS技术和专利组合。据Cignal AI估计，2020年至2024年谷歌对OCS技术投资累计已超5亿美元。
DLC方案：Coherent主导，商业化加速
数字液晶方案是一种非机械光学交换技术，利用外部电场改变液晶材料折射率，实现对光路方向的精确控制。Coherent的OCS平台基于DLC技术，该公司18年前已将该技术用于波长选择开关中，具有丰富技术使用经验。DLC技术只需极低驱动电压（低于10V）切换液晶单元，进一步保障OCS运行可靠性。
Coherent采用DLC技术的OCS平台已获得2024 ECOC展会最佳产品奖，并取得首个客户订单，预计2025年开始产生收入。这表明DLC技术正在赢得市场认可，成为MEMS技术路线的有力竞争者。
DLC方案的优势在于非机械结构——没有可移动部件，理论上可靠性更高、寿命更长、切换速度更快。但DLC方案在大规模端口扩展方面可能面临挑战，当前主要应用于中等规模的光交换场景。随着Coherent获得首个客户订单并开始产生收入，DLC方案正从技术验证阶段向商业部署阶段迈进。
DBS方案：Polatis独掌，大规模端口领先
直接光束偏转方案是Polatis的独家专利技术，核心由三个部件构成——光纤准直器、二维压电致动器和精确位置传感器。每个准直器端口的转动位置均经过预先精确标定。系统通过压电效应驱动致动器产生二维伸缩位移实现准直器精密转动，并借助位置传感器实现闭环反馈控制，最终将两个光纤准直器精准对准至同一直线上。
该技术不对光信号做任何其他处理，光性能良好。Polatis已推出单模576×576矩阵光开关产品，在大规模端口数量上保持行业领先。DBS方案在超大端口数场景中具备独特优势，但技术成熟度和供应链完善度相对MEMS和DLC方案仍有差距，尚未实现大规模商业部署。
OCS三大技术路线对比| 技术路线 | 核心原理 | 代表厂商 | 应用进展 | 核心优势 |
|---|
| MEMS | 微镜阵列反射光路 | 谷歌、Lumentum | Apollo降本30%功耗40%，TPUv6量产部署 | 技术最成熟，已验证大规模部署 |
| DLC（数字液晶） | 电场改变液晶折射率 | Coherent | 获ECOC最佳产品奖，首个订单2025年收入 | 非机械结构，可靠性高，驱动电压低 |
| DBS（直接光束偏转） | 压电致动器转动准直器 | Polatis | 576×576矩阵产品，尚未大规模商用 | 端口数最大，光信号无额外处理 |
三大方案竞争格局展望
当前OCS市场呈现"一超多强"的竞争格局。MEMS方案凭借谷歌的大规模部署验证和技术成熟度优势，在市场份额上领先；DLC方案在Coherent推动下商业化加速，有望成为MEMS的有力竞争者；DBS方案在超大端口数领域保持技术特色，但商业部署进度相对滞后。
从供应链生态看，MEMS方案拥有最完整的上游支持——赛微电子已启动小批量MEMS-OCS晶圆试生产，腾景科技量产的钒酸钇单晶适用于隔离器和环形器，炬光科技的精密光学微透镜阵列助力OCS小型化。DLC方案的供应链仍在培育中，Coherent作为一体化供应商主导技术演进。DBS方案由Polatis独家掌控，生态开放性相对较低。
展望未来，三大方案有望在不同场景中并行发展——MEMS主导超大规模数据中心内部互联，DLC在中等规模场景中渗透，DBS在超大规模端口需求中保持差异化优势。技术路线的多元化竞争有利于OCS产业的整体成熟和成本下降。
