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OCS基本介绍
OCS即Optical Circuit Switch，光电路交换机，是纯光信号路径切换进行光信号控制交换技术，基于光交叉交换原理（在P个输入光端口和M个输出光端口之间进行切换）实现光信号在不同通道间的动态切换，使服务器端口之间直接实现光互连。OCS技术不需要光-电-光（O-E-O）转换，规避了传统电交换在高速传输下的带宽瓶颈、功耗损耗问题。
OCS和传统电交换机传输示意图
OCS技术主要分为3D MEMS技术、数字液晶DLC技术和直接光束偏转DLBS技术三种，其中DLBS技术是基于压电陶瓷驱动器实现光纤准直器对应端口匹配对准，完成通道连接，从而实现光交换功能。本文主要介绍压电陶瓷驱动DLBS OCS技术。
压电陶瓷驱动DLBS光交换
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压电陶瓷驱动DLBS OCS光交换
直接光束偏光交换（Direct Light Beam-Steering）DLBS 是将光纤准直器固定在压电陶瓷驱动器上，每个准直器的尾部与压电陶瓷相连，并排列形成二维准直器阵列，将两个二维准直器阵列面对面放置，构成光开关矩阵；利用压电陶瓷机电耦合效应，驱动准直器位移与角度倾斜，使两阵列对应端口匹配对准，完成通道连接，实现光交换功能。
光信号从输入准直器阵列端口输入，传输至输出准直器耦合输出，光信号传输光程短，传输过程损耗少。随着通道数量的增加，交叉矩阵的规模增大，对角端口等大角度交叉对准时，要求光纤准直器的转角和位移增大，对压电陶瓷驱动性能要求高，实现位移所需的空间体积增加，因此利用压电陶瓷机电耦合特性效应将电能转化成机械能产生位移控制驱动准直器或透镜的移动，实现光线对准和耦合。
压电陶瓷驱动DLBS技术拥有响应速度快、时延低等特点，是当前OCS领域中的性能标杆；最大端口数可达576×576；响应速度极快，适合对性能要求极高的场景。但该方案无法芯片化，每个模块需要精密组装，导致制造成本极高。虽然原材料仅占总成本的10%，但精密组装过程复杂且良率要求高。每台设备售价可达20万美元，相比其他方案四五万美元的价格明显偏高。
POLATIS 压电陶瓷技术实体图
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技术、市场现状
在OCS领域，谷歌主导的MEMS技术2025年正处于商用阶段，占据市场90%以上份额（年产近万台），其他技术仍然在小批量几十台的市场验证阶段。压电陶瓷驱动DLBS光交换方案更多作为性能评估基准使用，例如谷歌和英伟达均采购此类设备进行内部评估，但由于价格昂贵尚未实现大规模商业化应用。
来自国信证券
但作为三大经典技术路线中“性能天花板”的DLBS-OCS技术，其发展必将会随着谷歌、英伟达等头部企业规模化部署进入市场快速增长期，预计到2029年其在AI数据中心的渗透率显著提升。随着硅光集成和规模化生产，DLBS-OCS成本有望在三年内下降60%，压电陶瓷DLBS-OCS有望在未来5-10年内重塑光通信产业格局，成为AI算力革命的关键引擎。
目前全球压电陶瓷OCS方案的领先者为Polatis（被瑞士HUBER+SUHNER公司收购）等国际厂商，部分国内企业也在积极布局。邦瓷科技于6月18日宣布与国内某OCS公司就压电陶瓷（DLBS）OCS光电路交换机达成战略合作协议。
全球范围内真正掌握DLBS OCS整机的厂商只有Polatis一家，国内企业凌云光（688400）是其中国独家代理及部分代工公司，同时拥有自研2D压电致动器，正在发展自有品牌光交换方案工程化。其壁垒在于Polatis专利限制、二维致动器精密结构设计、纳米级闭环位置传感与控制算法以及逐台三维标定数据库的系统集成难度。使用的PZT多层压电陶瓷致动器需要具备亚纳米级到纳米级的位移分辨率、迟滞非线性管控以及低蠕变、二维正交位移等要求。
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拟定议题：
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压电陶瓷产业论坛 （2026年8月28日 10:00-12:00） |
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拟定议题 |
拟邀嘉宾 |
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高性能压电陶瓷材料研发进展 |
中科院赣江创新研究所与物理研究所 |
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压电陶瓷在消费电子上的应用（拟） |
歌尔股份 |
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3 |
压电陶瓷在半导体设备上的应用 |
哈尔滨工业大学（深圳） |
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4 |
压电陶瓷在超声波探测中的应用 |
西安工业大学 |
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5 |
压电陶瓷高动态精密驱动控制技术研究介绍 |
苏州大学 |
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6 |
压电陶瓷纳米技术在半导体领域中的突破 |
压电陶瓷企业 |
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7 |
赋予机器人“敏锐触觉”：基于压电陶瓷的传感与交互技术 |
压电陶瓷企业 |
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8 |
无铅压电陶瓷材料的发展现状及路径 |
压电陶瓷企业/高校 |
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9 |
全球压电陶瓷市场规模与区域竞争格局分析 |
压电陶瓷企业/高校 |
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11 |
基于压电陶瓷的无损检测/医疗超声技术 |
压电陶瓷企业/高校 |
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12 |
物联网时代压电陶瓷传感器的机遇与挑战 |
压电陶瓷企业/高校 |
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