国防军工行业专题报告:军工互联优势企业转型光互联投资初探

  • 来源:国联民生证券
  • 发布时间:2026/09/21
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国防军工行业专题报告:军工互联优势企业转型光互联投资初探.pdf

AI训练算力需求呈指数级攀升,但受限于摩尔定律放缓,芯片计算效率的提升速度远不及算力缺口扩大的步伐,并行计算架构由此成为破局关键。然而,传统铜导线在高频传输下的趋肤效应使其面临难以逾越的物理极限,“互联墙”正成为制约高带宽数据传输的核心瓶颈。在此背景下,光互联凭借低功耗、高密度、远距离传输的天然优势,被确立为数据中心运算能力持续提升的终局方案之一。市场规模与供应链瓶颈光互联产业正处于爆发前夜。根据YOLE数据,2025年全球光互联市场规模约为230亿美元,预计到2031年将跃升至1120亿美元,期间复合年增长率高达35.6%。其中,数通市场是绝对的增长引擎,同期规模将从50亿美元激增至1010...

光互联突破电传输物理极限,成为算力扩张核心路径

AI训练算力(FLOP)每年增长4.5倍,但芯片效率由于摩尔定律限制每两年才翻倍,供需缺口需靠并行架构解决,而并行系统的卡点在于互联带宽的扩展。由于铜导线的趋肤效应,在主流传输速率从112G逐渐向更高迭代的过程中电互联的“互联墙”将成为高带宽的核心制约。光纤以光信号为传输载体,从根本上规避了电传输的趋肤效应,天然具备打破“互联墙”的能力。铜缆天然存在趋肤效应,当频率增大时,电流越倾向于在导体表面流动致使中心区域电流比较小,导致有效导电截面积变小、交流电阻变大、信号衰减急剧增加。从物理层面看,铜导线的电子传输性能已逼近天花板,即“互联墙”,电互联在带宽、功耗、传输距离的综合指标上已较难实现突破。

随着单通道传输速率的增加,板级链路电互联信号加速损耗。电信号在板上传输损耗是逐渐增加的:仅芯片封装基板内短走线时损耗最低;主板铜走线拉长时损耗快速增加;穿过PCB过孔时损耗大幅跳变;经过连接器和子卡走线时,整套链路损耗达到最大值。此外,单通道速率的提升也会增加电信号的衰减,从53Gbps升级到212Gbps的过程中,损耗持续增加。进入212Gbps时代,单纯优化Paddle Card无法把总损耗压到-12dB安全阈值内,架构层面取消Paddle Card、改用光互联是主流路线。因此光互联的技术演进核心逻辑是不断将光电转换单元向ASIC芯片侧贴近,以此降低传输损耗、提升能效与降低延迟,推动行业形成由LPO向NPO、CPO演进的迭代路径。

光互联应用场景分层明确,市场规模处于高速增长前夕

AI大模型算力集群需要从芯片封装内(Scale-in)、机柜内(Scale-up)、机柜间(Scale-out)、跨数据中心(Scale-across)四层完整光互联体系,不同传输距离对应专属光/电技术路线。Scale-In覆盖场景为芯片封装内部、托盘内,传输距离小于1米,适配技术为共封装光子Co-(in-) packaged optics。Scale-Up覆盖场景为单机柜内部,距离5~10米,是超节点单机柜高密度算力池,适配光技术包括可插拔光模块、有源光缆AOC、近封装/共封装光学。Scale-Out覆盖场景为同一机房内机柜之间,距离30米~2公里,是万卡级AI集群横向扩展的核心,也是当前800G/1.6T光模块最大市场。Scale-Across覆盖场景为园区之间、跨区域集群,距离10km~1000km,适配光技术包括长距相干光模块等。

推理负载新形态推动数据中心Scale up网络需求增加,带动光互联渗透率大幅提升。MoE混合专家、百万Token超长上下文、AI智能体等新型推理负载具备高频All-to-All通信、KV缓存显存池化、低时延强约束等特征。自2016年NVLink1代问世以来,单链路带宽由160GB/s快速提升至2024年NVLink5的1800GB/s,硬件拓扑从早期单服务器8卡简易混合Mesh架构,演进为Blackwell架构NVL72整机柜72卡无阻塞All-to-All全网状互联超节点。英伟达规划至2028年迭代至NVLink8,单链路带宽有望达万GB/s级别,Rubin Ultra平台更有望实现NVL576超大规模全互联架构。

云厂商推出的超节点规模持续扩大,光互联行业增速未来六年CAGR有望达到35.6%。根据YOLE数据显示,2025年光互联市场约230亿美元,其中数通市场约50亿美元;到2031年,光互联市场预计可达到1120亿美元,6年CAGR为35.6%,而数通市场预计可达到1010亿美元,6年CAGR为65%,是行业的主要驱动。

供应链瓶颈凸显,全球分工格局带来切入机遇

光互联是全球分工产业链。全球光互联产业链可划分为上游核心光/电芯片、光无源器件,中游光组件封装与光模块集成制造,下游交换机、整机系统厂商及云厂商、电信运营商终端需求端。上游核心元器件环节壁垒最高,电芯片由博通、Marvell等海外龙头主导;有源光芯片核心产能集中于Coherent、Lumentum等海外企业,国内厂商逐步实现局部突破。当前AI驱动下数通赛道增长弹性显著优于电信市场,上游光芯片、中游LPO/CPO新型光模块环节将充分受益于云厂商超大算力集群扩容带来的长期增量红利。

目前最为明显的是光源产能的短缺,Yole集团预计2026年和2027年将出货约1.5亿台800G及以上的光收发器,同时警告激光光源已成为上游的重要瓶颈,短缺问题在EML周边尤为严重。战略客户已预先分配了容量,延长了交货时间,迫使模块制造商和云服务提供商寻求替代设计。光学被动元器件的约束或被低估,随着带宽的增加,连接器、耦合器、波分复用/合分波滤器件、隔离器等都必须满足更严格的公差要求。在CPO中,被动对准、可拆卸光纤接口、可插拔激光源和光纤布线成为系统级挑战。

信息化积淀深厚,军工企业具备参与光互联产业的技术优势

国防发展逐步从机械化走向信息化、智能化。20世纪90年代以来,提出建设信息化军队、打赢信息化武装冲突,以适应信息化发展趋势。基于网络信息体系的一体化联合作战成为基本作战样式,远程精确化、智能化、隐身化、无人化成为军工装备的时代标识。相较电互联,光传输具备天然抗电磁干扰、传输带宽大、时延低、绝缘性好、保密性强的核心优势,因此光学在新型雷达、光电侦察、综合射频、舰载指控、星上载荷等高端军工装备上的应用日益增多。

军品级装备的高可靠性要求企业持续打磨精密制造工艺,技术储备充足。军工应用场景工况极端严苛,涵盖宽温域、强振动、高盐雾、强电磁对抗、太空辐照等复杂环境,促使军工企业长期打磨亚微米级精密光学组装、高精度镀膜、高可靠封装、光路精密对准等核心工艺,形成远高于民用标准的制造与可靠性体系。军工产业天然以自主可控、安全可靠为核心前提,长期坚持全链条国产化攻关,构建了完整的底层技术储备。海外光学龙头公司同样为军工客户提供产品同时底层技术源于军工,如目前的Coherent Corp.最初成立于1961年,最初提供国防用硅材料,后续深耕高精度军工航天光学系统。

军工企业或相关配套企业因为高性能以及国产替代长期保持较高研发投入。2025年,我国国防支出为17846.65亿元,增幅7.2%,连续10年个位数增长,长期的军工高预算支出为国防技术提供了积淀。从海外军工产业历史看,冷战后一批军事技术经过解密后用于民用产业,极大刺激经济发展,如互联网技术等。

国内AI基建加速,军工企业迎来转民发展机遇

2026或为国内超节点量产元年。2026世界人工智能大会(WAIC)上华为昇腾950超节点以及中科曙光十万卡集群曙光8000首次亮相,代表着目前国内算力领域发展已从与海外的单芯片竞争到系统级别的竞争。华为昇腾950采用单柜64卡、最大8192卡高速互联、跨柜全光互联、互联带宽16.3PB/s的方案,架构的变革增加了高速连接、光背板、液冷等环节的价值量。国内超节点产业化进展持续加速,下半年有望进入量产元年。

专有协议和公有协议共同发展,国产发展迎来机遇。以RoCE v2为代表的公有开放协议具备生态通用性、硬件适配广泛的优势,是通用智算中心规模化建设的基础;而头部算力企业基于自身超节点集群开发专有互联协议,能够针对性降低传输时延、削减协议开销。双线并行的行业格局打破单一标准束缚,为国内企业参与互联架构定义创造窗口期,叠加算力自主可控政策导向,国内光互联芯片、高速光模块厂商迎来发展机遇。

重点受益标的梳理

Scale-up侧的互联增量大,短期内铜连接为主导,中长期光连接接棒。看好军工企业中涉及光互联及铜互联的企业,重点关注铜互联头部企业中航光电、航天电器,受益偏振片国产化提升的光电股份,受益于CPO外置光源+硅光方案带动的保偏光纤需求增加的长盈通。

中航光电作为多赛道平台化布局的军工连接器龙头,专业从事中高端光、电、流体连接技术与产品的研究与开发。子公司翔通光科技产品完美匹配数据中心高速光互联需求,主要以800G及1.6T高速光模块、OCS交换机、NPO、CPO配套为主,收入占比超过90%,2025年度营业收入10.95亿元,同比增长103%。

航天电器正从互连元器件供应商向系统级互连解决方案升级。公司在2026年慕尼黑电子展中首发数据中心互连概念模型,整合了高速背板连接器、电源管理、热管理、光背板及光模块等多层级互连产品,构建起全链路高速互连方案,并首发NPO以及CPO互联解决方案,持续巩固AI光互联市场的技术先发优势。

光电股份在无源器件细分赛道具备隐形冠军地位。GP玻璃基偏振片是光通信系统中偏振相关隔离器的核心光学元件。美国康宁以及日本豪雅目前是玻璃基偏振片前两大供应商,光电股份新华光在2024年官宣实现了GP偏振片的技术突破,2026年1月表示目前已向光隔离器客户供货。

长盈通致力于开拓以国防用惯性导航领域为主的光纤环及特种光纤的高新技术产业化应用。随着CPO方案大规模导入,外置光源与硅光芯片之间的连接需要使用保偏光纤来维持偏振态,保偏光纤需求量出现了大幅增长。公司具备保偏光纤产能同时子公司生一升聚焦波分复用、并行、光电阵列等光器件,匹配光通信新需求。

编辑:流星雨
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