AI數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，是為支持人工智能工作負(fù)載而專(zhuān)門(mén)構(gòu)建的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)和電力系統(tǒng)的集成組合。它包括配備GPU或?qū)Ｓ眉铀倨鞯母咝阅芊?wù)器、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、低延遲網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)的冷卻技術(shù)以及優(yōu)化的電源管理，能夠處理訓(xùn)練和部署人工智能模型所需的大數(shù)據(jù)集和高計(jì)算密集型任務(wù)，同時(shí)在云、企業(yè)和邊緣部署中保持高水平的可靠性、可擴(kuò)展性、運(yùn)營(yíng)效率和能源優(yōu)化。

當(dāng)前，全球AI數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)正處于一個(gè)由大模型技術(shù)驅(qū)動(dòng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)性變革期。根據(jù)Stratistics MRC的數(shù)據(jù)，全球AI數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)規(guī)模在2026年為1802.9億美元，預(yù)計(jì)到2034年將達(dá)到20488.2億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率為35.5%。

中國(guó)市場(chǎng)在AI算力需求上，展現(xiàn)出驚人的爆發(fā)力。僅字節(jié)跳動(dòng)和阿里巴巴兩家頭部企業(yè)在2026年的國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心需求規(guī)劃就分別達(dá)到1.5GW和2GW，這一量級(jí)已超過(guò)部分區(qū)域的電力新增指標(biāo)總量。為搶占AI算力高地，云廠商的資本開(kāi)支持續(xù)增長(zhǎng)，并且傾向于提前鎖定優(yōu)質(zhì)資源。

圖1：大型數(shù)據(jù)中心需要消耗大量電力來(lái)為其服務(wù)器和高性能計(jì)算機(jī)保持冷卻

同時(shí)，AI數(shù)據(jù)中心行業(yè)經(jīng)歷三大深刻變革。首先是技術(shù)升級(jí)，邁入“高功率＋液冷”時(shí)代。為訓(xùn)練千億、萬(wàn)億參數(shù)的大模型，單機(jī)柜功率已從傳統(tǒng)的5-10kW快速躍升至20kW以上，部分甚至達(dá)到50kW。傳統(tǒng)的風(fēng)冷已無(wú)法應(yīng)對(duì)如此高的散熱需求。液冷技術(shù)已成為新建智算中心的“必選項(xiàng)”。以字節(jié)跳動(dòng)的招標(biāo)要求為例，超過(guò)21kW的機(jī)柜必須采用液冷方案。

其次，算力格局呈現(xiàn)出國(guó)產(chǎn)化替代加速的趨勢(shì)。受?chē)?guó)際供應(yīng)鏈影響，國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭正加速引入國(guó)產(chǎn)AI芯片。目前，阿里的國(guó)產(chǎn)卡比例已提升至20%-30%，字節(jié)也達(dá)到了15%-20%。當(dāng)前，行業(yè)普遍采用“高端訓(xùn)練依賴(lài)進(jìn)口，推理逐步國(guó)產(chǎn)化”的過(guò)渡策略。國(guó)產(chǎn)芯片在推理場(chǎng)景已可成熟應(yīng)用，而最復(fù)雜的模型訓(xùn)練仍主要依賴(lài)英偉達(dá)等高端GPU。

圖2：厚度不到1µm的砷化鎵基半導(dǎo)體，將構(gòu)成光子冷卻板的大部分
 

最后，“算電協(xié)同”成為新國(guó)策。隨著算力爆發(fā)，電力供應(yīng)和成本已成為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的最大挑戰(zhàn)。今年3月，“算電協(xié)同”首次被寫(xiě)入我國(guó)《政府工作報(bào)告》，并列為新基建工程。這意味著數(shù)據(jù)中心將從單純的“用電大戶(hù)”，轉(zhuǎn)變?yōu)槟芨鶕?jù)電網(wǎng)負(fù)荷和綠電供應(yīng)情況，靈活調(diào)度算力任務(wù)的“虛擬電廠”，成為電力系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)的一部分。其核心目標(biāo)是利用我國(guó)強(qiáng)大的電力系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，來(lái)支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。

AI數(shù)據(jù)中心的爆發(fā)式增長(zhǎng)，為激光產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了多個(gè)非常明確且規(guī)模可觀的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。主要集中在光互聯(lián)、熱管理、以及先進(jìn)封裝三大領(lǐng)域，它們分別對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)傳輸、散熱和算力芯片制造這三大核心瓶頸。

光互聯(lián)：引爆高速激光光源需求

AI數(shù)據(jù)中心的爆發(fā)式增長(zhǎng)，正以前所未有的速度推動(dòng)光模塊從400 G向800G、乃至1.6T/3.2T代際躍遷。據(jù)預(yù)測(cè)，800G以上光模塊在2026年的需求量將達(dá)近6300萬(wàn)支。而在這一輪高速光互聯(lián)浪潮中，EML（電吸收調(diào)制激光器）芯片與CW（連續(xù)波）激光器作為核心光源，正成為決定整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈性能與供給能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在高速光模塊中，激光器芯片承擔(dān)著將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的核心任務(wù)，直接決定了傳輸帶寬、信號(hào)質(zhì)量和系統(tǒng)功耗。

EML芯片通過(guò)將激光器與電吸收調(diào)制器單片集成，具備高速調(diào)制能力與低啁啾特性，是目前400G/800G光模塊的主流光源方案。目前100G EML芯片已廣泛應(yīng)用于400G及800G產(chǎn)品中，而隨著1.6T光模塊的落地，200G EML芯片正成為下一代升級(jí)的關(guān)鍵。

CW激光器則是硅光技術(shù)路線(xiàn)的核心光源。硅光方案將調(diào)制器、探測(cè)器等集成在硅基芯片上，而CW激光器作為外部光源提供連續(xù)光功率。在800G及1.6T硅光模塊中，50mW、70 mW、100mW等功率型號(hào)已大批量應(yīng)用；面向NPO（近封裝光學(xué)）和CPO（共封裝光學(xué)）等前沿架構(gòu)，150mW至400mW的高功率CW芯片正加速開(kāi)發(fā)。硅光技術(shù)的滲透率正快速提升，預(yù)計(jì)2026年超過(guò)50%的光模塊銷(xiāo)售額將來(lái)自硅光方案。

另一方面，盡管需求井噴，高速激光器芯片的供給卻遠(yuǎn)未跟上。全球范圍內(nèi)，EML芯片產(chǎn)能被英偉達(dá)等AI巨頭大量鎖定，交期已排至2027年以后。為應(yīng)對(duì)這一局面，Lumentum進(jìn)一步通過(guò)更大尺寸晶圓提升產(chǎn)能。即便如此，供給缺口依然顯著，這為國(guó)內(nèi)芯片廠商打開(kāi)了寶貴的市場(chǎng)窗口。根據(jù)相關(guān)市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，全球激光器芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2024年的26億美元增長(zhǎng)至2030年的229億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)44.1%。其中，EML與CW芯片合計(jì)市場(chǎng)份額將從38.1%提升至90.9%，成為絕對(duì)主導(dǎo)。

面對(duì)歷史性機(jī)遇，國(guó)內(nèi)激光器芯片企業(yè)正加速技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)能擴(kuò)張，在EML、CW及硅光光源領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。源杰科技作為全球第六大激光器芯片供應(yīng)商，已成為國(guó)產(chǎn)替代的領(lǐng)軍力量。2025年，公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入首次超過(guò)電信業(yè)務(wù)，同比增幅超過(guò)1000%，標(biāo)志著其全面向AI數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)轉(zhuǎn)型。在產(chǎn)品層面，CW 70mW及100mW激光器已實(shí)現(xiàn)規(guī)模交付；100G PAM4 EML完成客戶(hù)驗(yàn)證，200G PAM4 EML正推進(jìn)驗(yàn)證；更高功率的300mW CW光源及面向OIO（光輸入/輸出）領(lǐng)域的芯片也已啟動(dòng)研發(fā)。

長(zhǎng)光華芯同樣是國(guó)內(nèi)IDM平臺(tái)的代表企業(yè)。其100G EML已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，200G EML已送樣客戶(hù)；70mW/100mW CW芯片量產(chǎn)出貨，2025年前三季度營(yíng)收同比增長(zhǎng)67.42%。在國(guó)際舞臺(tái)上，長(zhǎng)光華芯在2026美國(guó)西部光電展上展示了200G PAM4 EML通信芯片，彰顯了其在高速光通信領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。

隨著AI算力需求的持續(xù)釋放，高速激光器芯片的國(guó)產(chǎn)替代已從“可選項(xiàng)”變?yōu)?ldquo;必選項(xiàng)”。國(guó)內(nèi)企業(yè)不僅在100G EML和百毫瓦級(jí)CW光源上實(shí)現(xiàn)了批量供貨，更在200G EML和300mW以上高功率產(chǎn)品上加速追趕。
然而要真正打破海外壟斷，仍需在芯片設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、工藝穩(wěn)定性及可靠性等方面持續(xù)深耕。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同——從光芯片、電芯片到光模塊封裝、設(shè)備測(cè)試——將決定國(guó)產(chǎn)方案能否實(shí)現(xiàn)從“能用”到“好用”的跨越。

熱管理：液冷系統(tǒng)制造的核心工藝

隨著AI芯片功耗邁向千瓦級(jí)、機(jī)架功率密度呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)已觸及物理極限。液冷技術(shù)憑借其超高散熱效率，正成為新建智算中心的主流選項(xiàng)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2024年中國(guó)液冷服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)23.7億美元，同比增長(zhǎng)67%，預(yù)計(jì)2029年將增至162億美元。

在液冷系統(tǒng)中，液冷板、分液器、快速接頭等核心組件的制造，極度依賴(lài)激光焊接技術(shù)。激光焊接能實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度，確保焊縫在長(zhǎng)期高壓下100%密封，且熱影響區(qū)小、變形小，已成為液冷組件大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)的核心工藝。

圖3：雖然激光最常用于加熱物體，但當(dāng)精確瞄準(zhǔn)一個(gè)微小區(qū)域時(shí)也能冷卻某些物質(zhì)

傳統(tǒng)液冷組件制造主要采用氬弧焊、釬焊及攪拌摩擦焊等工藝，但這些方法存在明顯缺陷：熱影響區(qū)大（氬弧焊可達(dá)1.5mm）、易導(dǎo)致材料性能劣化；變形控制難度高，薄壁結(jié)構(gòu)焊后平面度誤差可達(dá)0.3mm；釬焊工藝還存在能耗高、釬劑殘留污染等問(wèn)題。

激光焊接技術(shù)則帶來(lái)了革命性突破。冷板焊接是液冷系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)熱交換的核心環(huán)節(jié)。冷板通常采用銅、鋁等高反射材料，這對(duì)激光焊接提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，銅對(duì)紅外激光的吸收率不足5%，易產(chǎn)生飛濺和氣孔。目前主流解決方案是采用擺動(dòng)焊接頭實(shí)現(xiàn)圓形、Z字型等軌跡焊接，增大光斑作用范圍，有效應(yīng)對(duì)裝配間隙問(wèn)題；同時(shí)配合焊中實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)缺陷的全程預(yù)防與數(shù)據(jù)追溯。

分液器焊接涉及主管路與分管接頭的精密連接。該工藝要求精度高、可靠性高，需確保焊縫均勻牢固。快速接頭焊接則是確保液冷系統(tǒng)可插拔、維護(hù)便捷的關(guān)鍵。激光焊接的非接觸特性避免了機(jī)械應(yīng)力對(duì)精密元件的損傷，保障了系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠性。

面對(duì)液冷市場(chǎng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外激光企業(yè)已展開(kāi)全面布局，并取得顯著突破。華工激光于去年7月全球首發(fā)了動(dòng)力電池液冷板激光自動(dòng)化焊接智能裝備，實(shí)現(xiàn)了七大核心技術(shù)突破：自適應(yīng)激光能量控制技術(shù)攻克鋁材高反射難題，AI智能閉環(huán)工藝將良品率提升至99%，焊接速度最快可達(dá)15m/min以上，熱影響區(qū)控制在0.1mm以?xún)?nèi)。

大族激光推出了針對(duì)液冷組件的整套激光焊接解決方案，配置高速擺動(dòng)焊接頭和焊中智能檢測(cè)功能。在冷板焊接方面，針對(duì)銅材料的高導(dǎo)熱、高反射特性進(jìn)行工藝優(yōu)化；在分流器焊接方面，通過(guò)自制高精度旋轉(zhuǎn)夾具實(shí)現(xiàn)不銹鋼管的高同心度連接。

中輝激光在2026年慕尼黑上海光博會(huì)上發(fā)布了3000W連續(xù)綠光激光器平臺(tái)，聚焦AI算力、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。綠光激光（波長(zhǎng)515nm）對(duì)銅的吸收率可達(dá)40%以上，較紅外激光提升8倍，可實(shí)現(xiàn)高效、無(wú)飛濺、高可靠的銅焊接，完美適配液冷板、散熱模組等高精密器件的加工需求。

IPG提供了全自動(dòng)化的液冷板激光焊接整體解決方案，其LDD實(shí)時(shí)焊接監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可無(wú)縫集成激光器、振鏡與焊接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)焊中實(shí)時(shí)監(jiān)控與質(zhì)量追溯。YLS-AMB系列可調(diào)模式光束激光器能有效減少焊接飛濺、提高焊接質(zhì)量。

通快與吉文在2026年慕尼黑上海光博會(huì)上達(dá)成戰(zhàn)略合作，全球首發(fā)了新能源汽車(chē)液冷板激光焊接系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用TruLaser Cell 7040五軸加工系統(tǒng)，結(jié)合OCT光學(xué)相干斷層掃描3D傳感技術(shù)，確保穩(wěn)定的焊接品質(zhì)，標(biāo)志著液冷板焊接技術(shù)向更高效、更精密、更可靠的方向邁進(jìn)。

在全球低碳轉(zhuǎn)型與AI算力需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，2026年或?qū)⒊蔀橐豪浣M件的爆發(fā)年。從技術(shù)趨勢(shì)看，激光焊接正朝著更高精度、更智能化方向發(fā)展：AI實(shí)時(shí)熔池監(jiān)測(cè)與閉環(huán)反饋系統(tǒng)正在普及；綠光/藍(lán)光激光器解決了銅、鋁等高反材料焊接難題；超快激光的應(yīng)用進(jìn)一步提升了微細(xì)結(jié)構(gòu)的加工能力。在液冷系統(tǒng)大規(guī)模放量的背景下，具備成套解決方案能力、掌握高反材料焊接工藝、擁有智能化檢測(cè)技術(shù)的激光企業(yè)，將在這一輪熱管理浪潮中占據(jù)核心生態(tài)位。

先進(jìn)封裝：支撐下一代AI芯片

為了突破算力瓶頸，AI芯片正從傳統(tǒng)的二維平面走向3D堆疊，催生了如玻璃基板等新型封裝技術(shù)。在玻璃基板上鉆出數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微孔（即玻璃通孔TGV工藝），是實(shí)現(xiàn)芯片3D互聯(lián)的關(guān)鍵。超快激光（如飛秒、皮秒激光）是目前實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率TGV鉆孔的最佳工具。這將是激光技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域一個(gè)極具潛力的增長(zhǎng)點(diǎn)。

TGV（Through-Glass Via，玻璃通孔）技術(shù)的核心挑戰(zhàn)在于：玻璃是脆性材料，傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔或長(zhǎng)脈沖激光加工容易產(chǎn)生微裂紋、崩邊和熱應(yīng)力，嚴(yán)重影響后續(xù)可靠性與良率。目前，激光誘導(dǎo)蝕刻技術(shù)已成為行業(yè)主流方案。

該技術(shù)采用兩步法工藝。第一步激光改性：超快激光（飛秒或皮秒）聚焦到玻璃內(nèi)部，通過(guò)多光子電離效應(yīng)精確誘導(dǎo)局部結(jié)構(gòu)變化，但不直接去除材料。此過(guò)程無(wú)機(jī)械接觸、無(wú)碎屑、無(wú)熱應(yīng)力；第二步化學(xué)蝕刻：將改性后的玻璃浸入蝕刻液，改性區(qū)域的蝕刻速率比未改性區(qū)域快100倍，精準(zhǔn)形成通孔、盲孔或溝槽。

圖4：憑借專(zhuān)利光束整形技術(shù)、高速焊接能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，通快為大型和小型部件提供專(zhuān)業(yè)的激光焊接解決方案

這一技術(shù)路徑的核心優(yōu)勢(shì)在于：孔壁無(wú)微裂紋、無(wú)殘余應(yīng)力，側(cè)壁粗糙度可控制在60nm以下，深徑比可達(dá)50:1以上，且同一工藝可制作通孔、盲孔、溝槽等多種結(jié)構(gòu)。

國(guó)際龍頭已率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。德國(guó)LPKF的LIDE®技術(shù)是TGV激光鉆孔領(lǐng)域的標(biāo)桿，其Vitrion系列設(shè)備采用“激光改性＋濕法蝕刻”工藝，可實(shí)現(xiàn)最小孔徑10µm、深徑比50:1、激光改性速度高達(dá)每秒5000孔。該設(shè)備已交付三星電機(jī)用于半導(dǎo)體玻璃基板中試線(xiàn)，支持2025年芯片封裝原型開(kāi)發(fā)。

通快集團(tuán)與德國(guó)SCHMID合作開(kāi)發(fā)的工藝，可將TGV加工時(shí)間縮短90%，加工的孔徑公差±5µm，目前已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段，并計(jì)劃在未來(lái)兩年內(nèi)推出支持更大尺寸、更高精度的新一代系統(tǒng)。立陶宛WOP公司的Femto TGV系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了5µm最小孔徑、100%加工良率，其技術(shù)能將數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的功耗降低40%。

面對(duì)TGV技術(shù)的巨大市場(chǎng)空間，國(guó)內(nèi)激光企業(yè)正加速布局，并已取得多項(xiàng)突破性成果。帝爾激光是國(guó)內(nèi)TGV激光微孔設(shè)備領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。目前，公司已完成面板級(jí)玻璃基板通孔設(shè)備的出貨，實(shí)現(xiàn)了晶圓級(jí)和面板級(jí)TGV封裝激光技術(shù)的全面覆蓋。在技術(shù)指標(biāo)上，帝爾激光加工的玻璃通孔最大深徑比≥100:1、最小孔徑≤5µm，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。2026年1月，公司TGV設(shè)備出口訂單順利發(fā)貨，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)TGV設(shè)備開(kāi)始走向國(guó)際市場(chǎng)。

華日激光在TGV深徑比方面實(shí)現(xiàn)了更大突破，其工業(yè)級(jí)Femto2-R40飛秒激光器可實(shí)現(xiàn)深寬比高達(dá)150:1的玻璃通孔加工。該激光器脈寬小于190fs，單脈沖能量大于200µJ，加工速率高達(dá)每秒10000孔，孔圓度小于3µm，百萬(wàn)孔一致性超過(guò)98%。這些指標(biāo)使給公司在高端制造領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)力。

超越激光的紅外飛秒激光切割機(jī)在TGV玻璃通孔加工領(lǐng)域也取得了顯著成果。針對(duì)某半導(dǎo)體封裝企業(yè)100µm厚度玻璃基板的通孔加工需求，其設(shè)備實(shí)現(xiàn)了孔位偏差從±5µm縮小至±1µm、孔壁粗糙度從3.2µm降至0.5µm以下、綜合良率從85%提升至99%以上，年節(jié)約生產(chǎn)成本超千萬(wàn)元。

銳科激光旗下國(guó)神光電的超快飛秒激光器也已應(yīng)用于TGV激光誘導(dǎo)孔蝕刻領(lǐng)域。該激光器脈寬小于600fs，通過(guò)“激光改性＋化學(xué)蝕刻”兩步法，可制備孔徑約20µm、深徑比＞10:1、孔壁粗糙度小于60nm的高質(zhì)量通孔，還可拓展至異形孔、盲孔及微流道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工。

據(jù)Prismark預(yù)測(cè)，到2026年全球IC封裝基板行業(yè)規(guī)模將增至214億美元。英特爾等巨頭的加入，正推動(dòng)玻璃基板對(duì)硅基板的替代進(jìn)程，預(yù)計(jì)未來(lái)3年內(nèi)玻璃基板滲透率將達(dá)到30%。

在技術(shù)趨勢(shì)上，TGV激光加工正朝著更高精度、更高效率、更大深寬比方向演進(jìn)。國(guó)內(nèi)企業(yè)在深徑比和加工速度等關(guān)鍵指標(biāo)上已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)，隨著AI芯片、HBM封裝、CPO光互聯(lián)等領(lǐng)域的持續(xù)放量，具備成套解決方案能力、掌握高深寬比加工工藝、擁有穩(wěn)定量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的激光企業(yè)，將在先進(jìn)封裝這一藍(lán)海市場(chǎng)中占據(jù)核心生態(tài)位。

來(lái)源：榮格-《國(guó)際工業(yè)激光商情》

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