北美光纤：北美AIDC需求释放，扩产极慢导致供需紧平衡

行业投资评级：强于大市｜维持 李佩京/王思中邮证券研究所人工智能团队 中邮证券 发布时间：2026-03-18 摘要 核心观点 需求测： 近年来全球光纤光缆市场处于低谷周期，2025年起需求复苏，CRU预计2026年全球需求总量将达5.77亿芯公里，同比增长5%，其中北美需求占比超过25%，同比增速+17%； Ainvest预计生成式AI驱动的数据中心所需光纤数量是传统数据中心网络的10倍以上，CRU预计AI有望推动数据中心内部与DCI两大场景下的光纤光缆需求；从2024年占比不到5%、提升至2027年的35%；按应用方向划分，面向AI应用的光缆需求在2024年将同比增长138%，并预计在2025年增长77%；到2029年五年复合年增长率将达到26%，远超非AI应用。 我们预计，向外扩展(Scale-Out，数据中心内部的连接)、跨域扩展(Scale-Across，数据中心之间连接的DCI网络)将是短期内主要需求来源，预计2027年起向上扩展(Scale-Up，服务器内部的连接)将因CPO、OIO渗透率的提升而带来增量需求；康宁预计到2030年，Scale-Across规模将达到10亿美元、Scale-Up将为公司带来40亿~60亿美元的全新增量市场； 供给侧： 2024年全球光纤光缆占比：第一梯队（康宁19%、古河10.30%、住友5.2%、藤仓3.1%）垄断高端光棒与特种光纤专利，为北美数据中心主要供应方；第二梯队（长飞13%、中天11.3%、亨通11.2%、烽火9.8%）光棒自给率70–100 %，成本与规模优势显著，海外份额持续抬升； 四家海外龙头当前基本“满产”，光棒/光纤扩产节奏极慢，供给紧平衡状态或将持续——藤仓预计2028年才能形成新增产能，康宁与客户预留远永产能协议，北美供应商在“刚性需求+有限产能”组合下具备较强议价能力； 国内由于对过往“无序扩产-价格暴跌”的教训记忆深刻，头部企业在本轮景气回升初期并未宣布大规模新增产能计划，而是以恢复既有产线利用率+结构升级为主，短期难以出现大规模无序扩产。 价格端：据光纤在线最新市场调研，截至3月4日，各型号光纤报价已突破行业认知的“天花板”：G.652.D单模光纤价格由元旦前的18元/公里上涨至现价85~120元/公里，涨幅近650%；G.657.A1单模光纤价格由23元/公里涨至115~135元/公里，涨幅近487%；G.657.A2单模光纤价格由35元/公里涨至210~230元/公里，涨幅近557%。 相关标的：康宁（GLW.N） 、藤仓（5803.T）、古河电气工业（5801.T） 、住友电气工业（5802.T）、长飞光纤（601869.SH）、中天科技（600522.SH）、亨通光电（600487.SH）、烽火通信（600498.SH）等 22风险提示：供给侧，海外厂商扩产节奏快于预期或中国厂商更快进入北美供应链；需求侧，云厂商Capex支出总量或节奏不及预期；技术侧，CPO、空心光纤等技术进步不及预期或技术替代超预期；宏观局势风险等 目录 二四一三五 原理与架构：AI数据中心具体怎么用光纤？ 需求端：北美AI数据中心驱动光纤需求上行 目录 供给端：美日企业扩张节奏极慢，北美光纤供给紧平衡状态或将持续 海外标的梳理 原理与架构：AI数据中心具体怎么用光纤？ 1.1机内/机架内：从铜线到光纤&CPO1.2机架间/机房内：PAM4光模块+MPO/MTP干线1.3数据中心之间（DCI/Scale-Across）：相干光+长距单模 1.1 机内/机架内：从铜线到光纤& CPO 传统以太网服务器内部和机架内互连主要使用铜缆（DAC），距离一般在1–3米内，速率10–100Gbps。 随着GPU节点带宽需求攀升（400G/800G甚至1.6T），每米传输速率可以达到100Gbps以上，铜线在距离、损耗和功耗方面逐渐吃紧。 为了降低机内电互连距离、减小功耗，新一代交换机开始采用Co-Packaged Optics（CPO，光电共封装）：把光模块“塞进”交换芯片边上，虽然节省了板上的铜线长度，但对外连出的光纤数量并没有减少，甚至因为端口密度提高、速率升级，单台设备需要的光纤接口更多。 1.2 机架间/机房内：PAM4光模块+ MPO/MTP干线 在2km以内的数据中心内部连接（front-end / back-end network），主流方案是PAM4可插拔光模块+单模/多模光纤： AI back-end network（GPU之间的深度互联）：0–2 km，采用800G / 1.6T PAM4模块，通过高密度光纤将大量GPU连接成训练集群。 front-end network（连接AI与常规工作负载）：同样0–2 km距离，采用类似的光模块和光纤，只是业务流量不同。 Synergy Research记录了全球967个正在运行的超大规模设施，并确认另有278个园区处于不同的建设阶段，其中仅北美就有142个；每个新建场所平均使用260万英 尺低损耗单模光纤、19万条Cat6A端口以及4,500根MPO-24干线组件。合计预计在年底前将拉出7.24亿英尺光纤和5,300万条铜缆链路。 数据中心之间（DCI / Scale-Across）：相干光+长距单模 1.3 超大规模云厂往往在一个大区域内部署多个园区和设施，通过长距离光纤互联成“逻辑上的一个大数据中心”。 这一层使用的是光模块（例如Coherent）+长距离单模光纤，典型距离80–1000 km，速率400G / 800G甚至1.6T。 需求端：北美AI数据中心驱动光纤需求上行 2.1北美贡献全球光纤需求，智算中心进一步拉动光纤需求增长2.2Scaleout:“无阻塞”的三层胖树架构带来P³/2根光纤需求2.3 Scaleacross：DCI互联未来空间10亿美元2.4 Scale-Up：CPO、OIO技术把光纤接口搬得离芯片更近甚至封装里2.5固网宽带光纤化（FTTH/FTTx）+5G光纤回传拉动北美光纤需求长期增长 2.1.1 全球光纤需求结构：北美地区有望贡献增长动力 近年来全球光纤光缆市场处于低谷周期，2025年起需求复苏。根据光通信市场分析机构CRU(英国商品研究所)的数据，2023年全球光纤光缆需求量约为5.39亿芯公里，2024年将基本持平(2024年10月的预测)。2025年，随着各国网络光纤化进程的加速，全球除中国以外的市场光纤光缆需求将大幅增长，主要来自于美国市场的反弹、欧洲市场的复苏以及中国市场的企稳。CRU预测，2025年至2029年，全球光缆需求年复合增长率约4%。另据Reportsand Data报告，预计到2030年，全球光纤市场规模将达到111.8亿美元，年复合增长率约9.3%。 据CRU预计，2026年全球需求总量将达5.77亿芯公里，同比增长5%；其中北美洲市场需求1.49亿芯公里，同比增长17%；亚太市场（不包括中国）需求0.71亿芯公里，同比增长6.6%；西欧市场需求0.53亿芯公里，同比增长2.5%。此外，东欧、中东、中美和南美洲等市场需求也将实现不同程度地增长。不过，从规模需求来看，2026年，除中国以外的全球范围内，北美洲、亚太地区（不含中国）及西欧将是最主要的光纤光缆市场之一。 9资料来源：CRU，通信产业网，中邮证劵研究所 2.1.2 AI数据中心需求量是传统IDC的10倍以上 根据Ainvest，生成式AI驱动的数据中心所需光纤数量是传统数据中心网络的10倍以上。AI训练、推理集群的快速扩张要求服务器机房内部建立高密度光纤连接，而日益互联的超大规模数据中心园区则推动了新一轮数据中心互连建设热潮。这些应用场景依赖低损耗设计、更高规格的光纤（如弯曲不敏感光纤）以及极高纤芯数的光缆结构，使得数据中心相关需求成为市场增长的核心。CRU预计AI有望推动数据中心内部与DCI两大场景下的光纤光缆需求，从2024年占比不到5%、提升至2027年的35%；按应用方向划分，面向AI应用的光缆需求在2024年将同比增长138%，并预计在2025年增长77%。到2029年五年复合年增长率将达到26%，远超非AI应用。 Scale out:“无阻塞”的三层胖树架构带来P³/2根光纤需求 2.2 我们预计，向外扩展(Scale-Out，数据中心内部的连接)、跨域扩展(Scale-Across，数据中心之间连接的DCI网络)将是短期内主要需求来源，预计2027年起向上扩展(Scale-Up，服务器内部的连接)将因CPO、OIO渗透率的提升而带来增量需求： 1）向外扩展(Scale-Out，数据中心内部的连接)：AI训练（分布式计算）是成千上万张GPU卡联动，它们需要时刻高速交换数据。如果网络卡顿，几千张昂贵的显卡就得停下来等，极其浪费。为了不堵车，网络必须是“无阻塞”的。也就是说，如果一个交换机（Leaf交换机）有总计P个端口，它必须拿出一半（P/2）去连接下面的设备，另一半（P/2）去连接上面的交换机。下联和上联的通道一样宽（1:1）。这导致了整个网络需要的交换机端口和光纤数量呈指数级暴增。 随着AI数据中心规模的扩张，两层架构无法满足大规模GPU集群的需求(P²/2)，所以，产业演变出了三层胖树的网络架构，分为三层：Spine（核心层）-> Leaf（汇聚层）-> ToR（接入层），假设每个交换机有P个端口，假设P=64，遵循一半向上、一半向下的1:1原则之后，整个网络可以容纳的最大GPU数量= (ToR交换机总数) * (每台ToR接卡数) = (P²/2) * (P/2) = P³/4 = 65,536张GPU卡； 交换机之间所需的光纤数量= ToR层到Leaf层+ Leaf层到Spine层= P³/4 + P³/4 = P³/2 = 131072根；如果GPU到ToR交换机也用光纤那就是增加P³/4（131072）根。 资料来源：Giselle Santos de Faria等《Hormetic Effect Caused by Sublethal Doses of Glyphosate on Toonaciliata M. Roem》，中邮证劵研究所 2.3 Scale across：DCI互联未来空间10亿美元 我们预计，向外扩展(Scale-Out，数据中心内部的连接)、跨域扩展(Scale-Across，数据中心之间连接的DCI网络)将是短期内主要需求来源，预计2027年起向上扩展(Scale-Up，服务器内部的连接)将因CPO、OIO渗透率的提升而带来增量需求： 2）DCI（数据中心互联）/Scale across：美国新建数据中心正面临显著的能源限制，核心瓶颈是电网容量不足、接入周期长、区域供需错配，建数据中心需要平衡离用户近还是离能源近等问题。英伟达的Spectrum-XGS技术在Spectrum-X以太网平台之上，通过新增“跨区域扩展（Scale-Across）算法”和软件/固件升级，让分散在不同城市、不同国家的数据中心，像同一座超大AI工厂一样协同工作；AI工厂之间的连接距离可超过500米，甚至能够实现校园内不同建筑之间的互联，或延伸至数十乃至数百英里的跨城市、跨州乃至跨国连接。 为了不同的数据中心之间能够流畅的通信，就需要大容量低损耗的光纤链路，康宁展望到2030年数据中心互联将成10亿美元级市场（如果用空芯光纤，预计价值量会更高）。 Scale-Up：CPO、OIO技术把光纤接口搬得离芯片更近甚至封装里 2.4 我们预计，向外扩展(Scale-Out，数据中心内部的连接)、跨域扩展(Scale-Across，数据中心之间连接的DCI网络)将是短期内主要需求来源，预计2027年起向上扩展(Scale-Up，服务器内部的连接)将因CPO、OIO渗透率的提升而