互聯網行業谷歌鏈專題：AI全棧式創新，TPU+OCS共塑下一代智算網絡.pdf

互聯網行業谷歌鏈專題：AI全棧式創新，TPU+OCS共塑下一代智算網絡。谷歌AI全棧優勢構筑護城河，資本開支具備提升潛力。全面布局芯片（TPU）-網絡(OCS)-模型(Gemini)-應用(云計算/搜索/廣告等)，自研TPU芯 片實現跨越式發展，Gemini模型能力全球領先，重視谷歌算力需求的高增長以及AI硬件創新帶來的產業鏈投資機會。谷歌2025Capex上調至910- 930億，capex營收比與經營性現金流占比，相比其他CSP具備提升潛力，預計2026年將繼續加大資本投入。Gemini月活躍用戶已超6.5億，每月處 理Token總量一年內增長超過20倍。谷歌云營收及占比持續提高，AI拉動下需求強勁在手訂單充足。

為什么AI數據中心要使用OCS？光交換技術最早出現于電信市場，應用于以WSS為代表的傳統電信網絡中。數通領域特殊的光開關為OCS（光電路 交換機），利用光信號直接傳輸數據，避免了信號的轉換過程，減少了延遲和能量消耗，尤其是在跨區域擴展和大規模AI算力需求下表現出極大 優勢。傳統光電架構動態性能、功耗、成本面臨挑戰，OCS是應對動態算力需求的關鍵解決方案——服務器解耦的核心動態互連技術。當ScaleOut規模呈指數級擴張，傳統 Clos架構在功耗散熱，布線及相應資本開支方面都會面對明顯挑戰；而傳統數據中心架構“CPU–內存–GPU–存儲” 緊耦合加重上述癥結。根據Drut，服務器解耦的技術核心是通過OCS動態光子fabric，實現PCIe信號的長距離、低延遲傳輸，數據無需經過多跳 交換機，效率顯著提升。

谷歌TPU出貨預期上修，OCS光交換機前景廣闊。早期谷歌數據中心使用Clos拓撲架構，在自研TPU集群Jupiter/Apollo架構中引入OCS替代脊交換 機，根據SemiAnalysis，谷歌的OCS定制化網絡使其整個網絡的吞吐量提升了30%，功耗降低了40%，數據流完成時間縮短了10%，網絡宕機時間減 少50倍，且資本開支減少30%。目前谷歌TPU V7 Ironwood即將全面上市，開始配置1.6T光模塊，OCS主要采用MEMS和液晶方案，其核心部件MEMS 陣列、光纖陣列、發射/接收模組及其光學器件、釩酸釔晶體、光模塊、環形器、光源等供應商均有望受益。OCS主要包括MEMS、液晶、壓電、硅 光波導四種方案，其中MEMS和液晶方案應用進展較快，其他方案也在技術優化。英偉達等也在探索OCS應用，考慮到OCS的性能優勢，隨著技術方 案的成熟，未來在數據中心應用前景廣闊。