AI叢集擴張推動光互連需求爆炸性增長

人工智慧叢集的快速且顯著擴張，已將關注焦點從傳統運算硬體轉向使數千個加速器能夠作為協同統一系統運作的複雜連接。高盛全球科技股研究在2026年4月發布的綜合研究報告中，將光纖網路識別為關鍵且至關重要的推動因素，透過促進低延遲、高頻寬的資料交換，釋放出更高的有效運算能力。 

 

分析師預計，無論是擴展型還是擴散型配置，總可服務市場都將實現顯著增長，從2026年與GB300 NVL72週期相關的約150億美元，大幅擴張至2028年主要與先進的Rubin Ultra NVL576系統相關的1540億美元。這一驚人的增長代表了近九倍的提升，由每機架計算密度的提升以及銅互連在更高運行速度下的固有物理限制所推動。光纖網絡正成為下一代AI系統的定義性與基礎性基礎設施層，隨著每個計算單元的網絡內容大幅且顯著上升，擴展型架構與共封裝光學技術預計將在2028年之前佔據預計1540億美元市場的絕大多數。

高盛分析顯示，擴展式網路（scale-up networking）能將更多 GPU 連接於緊密耦合機架內及跨機架，形成高性能超節點，預計將佔據預計 1,540 億美元總可服務市場的 69%，即約 1,060 億美元（至 2028 年）。此配置優先考慮計算單元內部的超低延遲和高頻寬密度，超越了主要依賴於獨立系統間切換的傳統擴展式方法。該行的模型假設機架級部署持續增長，NVIDIA 相關系統將從 GB300 NVL72 架構逐步過渡至更密集的 Rubin Ultra NVL576 設計，這需要顯著更高的互連價值。每台計算單元的網路總金額預計將增加 29 倍，從 GB300 NVL72 的 315,000 美元上升至 Rubin Ultra NVL576 的 94 億美元，反映速度提升及向短距離光學解決方案的轉移。 

 

公司披露的資料及對早期型號約 48,000 個機架和後期型號 16,500 個運算單元的出貨假設，支撐了總體 TAM 增長九倍。行業觀察人士指出，擴展需求與超大規模運算商在大型模型訓練期間降低通訊開銷所需的連貫、高吞吐量架構相符。實際影響體現在元件組合上，銅纜、PCB 中間板、可插拔模組以及新興的共封裝解決方案的占比均有所上升。擴展環境尤其強調短距離光學元件，這些元件需能在控制功耗與熱負載的同時，維持多太比特的總帶寬。 

 

高盛指出，當從純粹的擴展架構轉向整合大量擴展元素的架構時，光學模組與引擎的潛在市場規模將擴大十三倍。此結構性轉變為光學價值鏈各環節的供應商帶來了多年可見的發展前景，因為運營商優先提升互連效能，以充分發揮先進加速器的潛力。近期對該報告的分析強調，所有主要配置類型預計均將成長，而非彼此取代，這支撐了2026年至2028年期間的廣泛需求。這些預測的驗證依賴於該銀行詳細的產品週期假設及公開可用的伺服器型號數據，確保預測基於可觀察的技術路線圖。

根據高盛預測，共封裝光學技術（Co-packaged optics）將光學引擎置於交換機或加速器晶片附近，假設在擴展應用中的滲透率為29％，到2028年將貢獻約910億美元，佔總體1540億美元目標市場的59％。CPO將電氣路徑從厘米縮短至毫米，相較於傳統安裝於前面板的可插拔模組，能降低功耗和延遲。初期部署重點為與交換機ASIC整合，隨後將擴展至包括GPU和自訂加速器在內的XPUs。 

 

該銀行的高端估計表明，在加速採用的情景下，到2028年，擴展型CPO交換機的出貨量將達到數萬台。支持性分析顯示，光學引擎、外部雷射源、光纖組件及相關元件構成了此價值的主要部分。業界評論確認，CPO解決了當通道速度超過200 Gbps且機架級GPU數量增加時所出現的密度與功耗壁壘。儘管採用時間表仍受良率、互操作性及現場可更換性等因素影響，但預計的貢獻凸顯了其戰略重要性。高盛的模型將貢獻分為繼續服務於較長或更靈活鏈路的可插拔模組，以及針對最密集短距離連接的CPO。 

 

實際進展包括供應商公佈外部雷射源訂單，以及與主要平台供應商的路線圖對齊。隨著資料中心運營商面臨與多千瓦機架相關的能源成本上升和熱能限制，CPO 的功耗效率提升變得越來越重要。該技術在釋放昂貴運算晶片更高有效利用率方面的作用，強化了其在更廣泛光學網路擴張中的地位。持續監控滲透率與 29% 的擴展假設相比，將決定 910 億美元的數字是落在區間的上限還是下限。

高盛的詳細計算顯示，每台計算單元的網絡美元價值從 GB300 NVL72 系統的 315,000 美元，上升至 Rubin Ultra NVL576 配置的 94 億美元，增長了 29 倍。進一步分解可見，每單位的擴展內容增加了 16 倍，擴展內容增加了 45 倍。這些倍數來自於更高的端口數量、遷移至 1.6T 並最終達到 3.2T 的速度、在更短距離內實現更高的光學滲透率，以及引入中板和共封裝引擎等先進封裝元件。預計每台計算單元的等效 1.6T 光學單元數量將從當前世代的數百個增加至未來更密集系統中的數千個。該銀行的假設涵蓋了整個產品週期中的實際出貨量，將每單位內容的增長轉化為總體 TAM 增長九倍。

 

此內容升級直接影響供應商的收入可見度與容量規劃。過去僅佔系統成本較小比例的元件，現已成為重要的項目，提升了光學與高速互連專家的戰略重要性。對相關伺服器型號的分析顯示，800G 與早期 1.6T 的部署已開始進行，為 Rubin 級系統量產後的加速成長奠定基礎。評估總擁有成本的運營商日益將互連效能與功耗納入採購決策，進一步支持更高的內容價值。這些預測仍基於可驗證的技術路線圖，而非猜測性需求情境，為評估多年期機會提供了堅實基礎。

隨著通道速度和叢集規模的增加，銅互連在傳輸距離、功耗和信號完整性方面面臨根本性限制，促使即使在較短距離下也逐步轉向光學解決方案。高盛關於主流 AI 伺服器連接方式的文件顯示，銅線在最接近的鏈路中仍具相關性，而光學技術正擴展至過去由電信號主導的擴展領域。主動式銅纜和先進的 PCB 設計暫時延長了銅線的適用性，但整體趨勢仍偏向光學技術，以提升頻寬密度和能源效率。擴展型網路已高度依賴可插拔光學模組，而擴展型架構也日益採用光學引擎和共封裝設計。行業數據證實，隨著 GPU 數量從數千顆向數萬甚至十萬顆的超節點演進，光學鏈路正逐步取代銅線，應用於越來越短的傳輸距離。

 

此過渡對資料中心設計具有實際的工程影響，包括結構化布線、液冷整合以及必須配合更高光密度的電力分配升級。設施層級的投資已成為更廣泛網路計劃的一部分，而非單獨考慮的事項。供應商的路線圖反映了同時支持當前可插拔產品體量並為更密集的光學整合做準備的雙重要求。最終效果是，傳統與新興光學封裝形式將共同構成一個跨數年的需求週期。透過公司披露資訊與獨立預測的驗證，可得出結論：光學內容在總互連支出中的占比將持續上升。

在 2025 年下半年至 2027 年下半年的伺服器型號之間，可插拔光模組在擴展配置中的價值市場預計將按每計算單位擴大十倍。隨著速度遷移和埠密度增加，等效的 1.6T 單元數量預計將大幅上升。數據通訊市場中矽光子技術的採用率預計將從 2024 年初的個位數低百分比，上升至 2028 年底的 45%，相較於傳統的外部調製雷射解決方案在 1.6T 速率下，有望帶來接近 32% 的物料清單成本優勢和接近 20% 的價格優勢。這些轉變有助於提升出貨量，同時應對分立式雷射方案所帶來的成本與供應壓力。

 

可插拔模組與矽光子學預計在近期內將與共封裝光學共存，而非被完全取代，以滿足不同的傳輸距離與靈活性需求。主要模組與元件供應商宣布的生產能力擴張，與此出貨量前景一致。隨著運營商在基礎設施快速建設期間致力於控制資本與營運支出，矽光子學的成本與整合優勢尤為重要。出貨量增長與技術遷移的結合，支撐了截至2028年整體光纖網路擴張的很大一部分。

磷化銦是用於光學收發器和引擎高速雷射的關鍵化合物半導體，其供應狀況日趨緊張，多位高管形容其緊張程度甚至超過某些記憶體短缺。中國約佔精煉銦產量的70％，而對磷化銦實施的出口管制已延緩出貨並推高價格。基板製造商已多次調漲價格，並正在考慮進一步調漲超過10％。儘管已擴大產能，主要裝置製造商仍報告已售罄或供應量比需求低25至30％或更多。為確保2028年及以後的材料供應，客戶普遍簽訂長期供應協議並預付容量費用。

 

這些限制影響整個光學價值鏈，從基板、外延晶圓、成品雷射到模組和共封裝引擎。產能擴充需要長時間進行晶體生長、加工和認證，限制了響應速度。主要平台公司對關鍵雷射供應商的直接投資，反映了對此瓶頸戰略重要性的認可。監控出口許可、晶圓定價和晶圓廠擴建時間表，對於評估短期供應能否滿足預期需求增長仍至關重要。

專注於雷射、光學引擎和網路系統的公司報告指出，受AI基礎設施推動，訂單增長和積壓訂單顯著擴張。Lumentum 強調了高速雷射的出貨量創下紀錄，並獲得產能承諾；Coherent 則指出訂單覆蓋比率強勁，並延續至未來數年。Ciena 認為光學技術對於下一代AI架構至關重要，並預期其可觸及市場將顯著擴張。這些供應商同時受益於當前可插拔需求與長期共封裝機遇。近期的收益增長與指引上修，反映了高盛所描述的內容與體積擴張的初期階段。

 

差異來自技術路線圖、製造規模與客戶資格狀況。在銦磷化物元件和大規模模組生產方面已建立地位的供應商，在近期具有優勢；而正在推進共封裝與矽光子解決方案的供應商，則為後續階段做準備。持續的產能投資以及與平台供應商的戰略合作，進一步支持了至2026-2028年期間的能見度。從擴展型與擴大型配置所產生的廣泛需求，提供了多元化的機會，而非依賴單一架構。

預計 2026 年從 800G 向 1.6T 的過渡，以及隨後向 3.2T 的過渡，將延長整體遷移週期，同時提升平均售價和光學內容。高盛及相關行業預測顯示，高速模組的單位出貨量將大幅增長，其中 1.6T 及以上類別的百分比增幅尤為顯著。矽光子學和先進雷射技術透過提升整合密度與電力效率，支援這些更高速率。此轉變影響可插拔與共封裝兩種形式，並要求在封裝、測試和熱管理方面同步進步。

 

運營商透過採用多來源合格光學元件及下一代模組的實驗室驗證，以在過渡期間管理風險。電力、冷卻和布線的設施升級是支援更高速度部署的重要組成部分。單元出貨量增長與速度驅動的內容增加共同顯著推動了整體 TAM 的擴張。持續追蹤出貨數據與預測模型的對比，將確認此結構性變化的進展速度。

主要平台供應商的產品週期，包括從現有 NVIDIA 世代向更密集的 Rubin 級系統過渡，確立了光學供應商必須滿足的具體規格。連接解決方案根據每種架構的特定擴展與擴散需求，在銅線、PCB、可插拔光學元件和共封裝設計之間演進。高盛對主流 AI 伺服器配置的映射，展示了更高速度光學元件和更密集整合的逐步引入。這些路線圖為元件需求提供了清晰的視野，同時施加了嚴格的資格認證與批量要求。

 

平台路線圖與供應商產能規劃之間的協調對及時交付至關重要。主要供應商在外部雷射源、光學引擎及相關技術上的投資，反映了對這些平台需求的預期。由此產生的需求雖集中，但分散於多個超大規模雲端服務商和人工智慧基礎設施建設者之間，支持了為期數年的投資週期。實際例子包括已公布的產能擴張計劃和與預期平台升級相匹配的長期協議。

預期的市場擴張在基板、雷射、模組和系統層面創造了差異化的機遇。上游材料限制提升了安全銦磷化物產能的戰略價值，而中游器件和模組製造商則從出貨量和內容增長中受益。下游網路設備供應商透過整合光纖網絡及軟體定義控制來捕捉價值。對產能、技術開發和客戶合作夥伴關係的資本配置，將決定截至2028年的相對定位。

 

風險因素包括收益改善的執行、地緣政治對物資流動的影響，以及架構轉換的精確時機。平衡的評估需要持續核實出貨數據、定價趨勢和待辦項目指標，以對照高盛最初的假設。對於成功應對這些變數的參與者而言，整體機會仍十分龐大。

AI 訓練和推論工作負載會在大量加速器之間產生持續的高頻寬流量，對延遲和每位元能耗提出嚴格要求。與現代叢集所需的速率和距離下的銅線相比，光學解決方案在這兩項指標上均表現更優。共封裝方案進一步透過縮短電氣路徑長度來提升效率。這些技術優勢直接轉化為更高的叢集利用率和更低的運營成本，支持提高光學元件比例的經濟合理性。

 

資料中心運營商愈來愈多從整體系統效率而非單純元件成本的角度評估互連選擇。由此產生的對網絡更多層級採用光學技術的偏好，強化了多年來的需求趨勢。雷射效率、光子整合與封裝方面的工程進展，持續擴大光學技術的性能優勢。

光纖網路是更大規模 AI 基礎設施投資中的一個環節，這些投資還包括電力供應、散熱和運算晶片。高盛的觀點認為，網路是繼加速器和記憶體先前瓶頸之後的下一個主要瓶頸。解決互連限制將使現有及未來的運算平台能更有效地擴展。整個產業的資本支出模式已反映對網路和光學元件的資金配置不斷增加。

 

到2028年1540億美元的預測，代表在此廣泛支出週期中的一個集中機會。在供應鏈中，能夠將技術、產能與客戶關係相結合的參與者，有望捕捉到擴張中的重要份額。持續根據實際部署數據驗證基本假設，對於準確評估仍至關重要。

1. 高盛光纖網路 TAM 預測與早期 AI 基礎設施預測相比如何？

 

該銀行估計，從 2026 年的約 150 億美元增長至 2028 年的 1540 億美元，主要聚焦於擴展與擴散互聯內容，而非更廣泛的資料中心支出。此估計納入了關於 NVIDIA 產品轉型和光學滲透率的詳細假設，而早期的通用 AI 基礎設施分析通常僅以較高層次處理這些因素。由此產生的九倍擴張，突顯了網路在總系統成本中日益提升的相對重要性。

 

2. 光纖共封裝相較於傳統可插拔模組扮演什麼角色？ 

 

共封裝光學技術透過將光學引擎更靠近矽晶片，針對最密集、最短距離的連接進行優化，提供可插拔模組在最高密度下無法比擬的功耗與延遲優勢。可插拔模組則持續應用於較長距離及需要現場更換的場景。高盛認為兩者將並存，在其 29% 擴展滲透率情境下，CPO 將捕獲大部分增量價值。

 

3. 為什麼磷化銦的供應特別緊張？ 

 

磷化銦對於生成高速模組和引擎中光學訊號的雷射至關重要。全球基板和裝置產能有限，加上影響主要生產地區的出口管制，儘管已進行擴張努力，仍造成供應短缺，缺口達顯著百分比。認證前置時間長和資本密集度高，進一步延緩了對日益增長的AI驅動需求的回應。

 

4. 哪些公司最直接受益於預期的增長？ 

 

擁有穩固高成交量持倉的雷射與光學引擎專家，包括擴大磷化銦產能並推進共封裝解決方案的企業，將在近期獲得最強勁的成交量與內容增長。與超大規模雲端服務商達成多年資格認證的模組製造商和網路系統供應商，也將佔據不斷擴大的市場的顯著份額。

 

5. 預計速度多快會超越 800G？ 

 

產業路線圖與高盛分析指出，2026 年將大幅增加 1.6 兆美元的部署，隨後幾年進一步向 3.2 兆美元遷移。進展速度取決於矽晶片的準備情況、光學元件的可用性以及運營商的資格週期。矽光子學的並行進展有助於實現更具成本效益的高速解決方案。

 

6. 數據中心運營商正在採取哪些實際措施來為更高的光學密度做準備？ 

 

運營商正與光學部署同步升級電力分配、液冷、結構化布線和熱管理系統。下一代模組的實驗室驗證及多源資格認證流程有助於管理風險。設施規劃日益將網路與支援基礎設施視為一體化計劃。

 

7. 該預測是否假設任何單一平台供應商將持續主導？ 

 

由於目前市場佔比，建模主要聚焦於 NVIDIA 的漸進式架構，但推動互連內容增加的根本驅動力同樣適用於多種加速器平台和自定義 ASIC。只要大型叢集需要低延遲、高頻寬的通訊，就會出現擴展與擴散的需求。

 

8. 投資者應如何解讀整體機遇中的供應鏈風險？ 

 

材料限制和產能交期帶來短期波幅及潛在交貨延遲，但同時也為合格供應商提供了定價能力。長期協議、產能預付款以及平台公司的戰略投資，有助於緩解部分風險，並凸顯需求的結構性特質。持續監控出貨、定價和積壓數據仍屬必要。

此內容僅供資訊參考，不構成投資建議。投資有風險，請自行研究（DYOR）。

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