电子行业深度报告：AI基建，光板铜电：光、铜篇：主流算力芯片 Scale up&out 方案全解析

AI基建，光板铜电—光&铜篇主流算力芯片Scale up&out方案全解析

英伟达Rubin

• Scale up端：依托NVLink 6.0与六代NVSwitch，实现计算与交换侧129.6TB/s对称带宽，保障机柜级算力密集型场景下的参数同步效率。
• Scale out端：基于胖树无阻塞拓扑，通过多层组网支撑超大规模GPU集群无阻塞互联，缩短传输路径、降低时延。满配CPX芯片时，三层组网下GPU光模块比例达到1:12。

谷歌TPU

• Scale up端：64卡机柜内TPU（Ironwood V7）采用3D Torus拓扑，通过PCB走线、铜缆/AOC&OCS多链路互联。
• Scale out端：依托DCN分层架构，以9216 ICI POD为基础模块，经Tor/Leaf/Spine交换机实现流量汇聚，最终通过64台300*300端口OCS设备达成全局动态非阻塞互联，完成147456颗TPU集群组网。

亚马逊Trainium3

• Scale up端：依托Scropio X交换芯片与PCIe6.0协议，通过AEC铜缆实现三层互联（PCB/背板/跨机架），144颗Trainium3经NeuronLink4端口达成高密度算力聚合。
• Scale out端：采用ENA/EFA双网分工，搭配高基数低速率交换机，以Clos拓扑构建无阻塞网络，交换机带宽升级可实现集群规模线性扩展。

Meta

• Scale up端：依托Tomahawk5交换芯片与cable backplane（112G PAM4铜缆背板），实现16颗MTIA与交换侧204.8Tbps的对称带宽互联。
• Scale out端：基于DSF解耦架构，以Jericho3交换芯片构建机柜级RDSW、Ramon3交换芯片组成FDSW分层组网，1:1收敛比保障非阻塞传输，芯片与光模块比例可达1:10。

光&铜观点

• 2026年商用GPU持续放量，CSP ASIC同步进入大规模部署，数据中心Scale up催生超节点爆发，铜缆成为柜内互联最优解；Scale out带动集群持续扩容，光模块与GPU配比飙升，光芯片缺口凸显。
• 一铜一光双线共振，互联需求迎来量价齐升，建议重点关注光铜两大核心赛道。

产业链相关公司

• 光芯片：长光华芯、源杰科技、仕佳光子等
• 铜缆：华丰科技、兆龙互联、沃尔核材等

风险提示

• 算力互联需求不及预期
• 客户拓展及份额提升不及预期
• 产品研发及量产落地不及预期
• 行业竞争加剧