Micro LED在CPO光互聯領域應用專家交流紀要

本次會議聚焦 TrendForce 最新提及的Mini/Micro LED 在 CPO 領域的新興應用展開深度探討，邀請行業專家系統講解了 Micro LED 光互聯方案的原理、組件、性能優勢，同時剖析了該技術產業化的核心難點、供應鏈格局及未來商業化節奏。

核心結論顯示，Micro LED 作為光互聯新方案，在短距離傳輸場景具備功耗、多通道拓展性等獨特優勢，技術路線本身具備可行性，但受限于良率、產業鏈配套、成本等問題，3 年內難以對主流 CPO 方案形成實質影響，最快 2027 年底有望推出量產產品，2028 年或實現批量化樣品落地，且長期將與磷化銦激光器等方案形成短、長距離傳輸的互補格局。

以下為本次交流的核心要點總結：

一、Micro LED 光互聯方案核心背景：從顯示賽道切入，微軟為概念首創者

技術起源與應用場景切換：Micro LED 原本聚焦大屏顯示、AR/VR 微顯示等賽道，2025 年初由微軟研究院首次提出將其應用于光互聯 CPO 優化，核心切入點是其芯片尺寸可做到 50 微米以下，制程能與硅基 CMOS 結合，與顯示領域的巨量轉移技術路徑完全不同，而光通信同樣需要與硅基 CMOS 協同應用，這為技術跨賽道落地奠定了基礎。

與傳統 CPO 光源的核心差異：當前主流 CPO 方案均以激光器（磷化銦、VCSEL/DFB 等）為發光源，激光器屬于相干光，需通過諧振腔實現干涉增強振幅；而 Micro LED 是自發光體系的單色光無機材料，無需諧振腔，穩定性更高，且對環境溫度、散熱、密封條件的要求遠低于傳統激光器。

明確的應用場景邊界：Micro LED 光互聯方案的傳輸距離現階段僅限 10 米以下，主要適用于芯片間、板間、機柜內的短距離傳輸，未來有望替代銅連接、銅背板；10-50 米傳輸仍需依靠 VCSEL/DFB 激光器，50 米以上及 2000 米以上的長距離傳輸，還是主流硅光 1310 波段激光器的 CPO 封裝模式，其無法滿足長距離算力傳輸需求。

二、Micro LED 光互聯的性能特征：多通道彌補單通道速率短板，功耗與散熱優勢顯著

Micro LED 在單通道傳輸速率上存在物理極限，但可通過多通道拓展實現 800G/1.6T 等高速率，同時在功耗、散熱上相比銅互聯和傳統光互聯方案具備明顯優勢，具體性能指標如下：

傳輸速率：單通道低速，多通道可實現高速拓展

單通道物理極限：受載流子和光子復合壽命限制，業內普遍認為其單通道最高速率僅20Gbps，目前實際量產可做到2-4Gbps，遠低于傳統激光器；

高速率實現路徑：通過無限拓展通道數彌補單通道短板，可實現 400、800 甚至 1200 個通道集成，結合硅基 CMOS 處理芯片，避免單通道數據擁擠，同時降低散熱和成本壓力，是實現 800G/1.6T 速率的核心邏輯。

功耗：僅為銅互聯的 85%，遠低于傳統光互聯

核心功耗指標：Micro LED 的功耗低至1-2 pJ/bit，僅為銅互聯的 85%；

低功耗原因：單通路傳輸速率低，且發光單元小，驅動電流以微安級起步，驅動電壓極低，相比傳統激光器和光互聯形態，功耗優勢突出。

散熱與穩定性：先天優于傳統激光器

傳統激光器因諧振腔和波長均一性要求，對散熱、密封條件嚴苛，維護難度大；

Micro LED 為無機材料單色光發光體，穩定性更高，散熱需求低，無需復雜的溫控和密封設計，設備維護成本更低。

三、產業化核心難點：良率、配套、集成三大核心問題，國內光學耦合環節處于空白

Micro LED 光互聯技術雖原理可行，但從實驗室走向產業化仍面臨多重壁壘，且該技術從顯示轉向光通信，對芯片、外延、集成的要求遠高于顯示領域，目前尚未有廠商實現實際應用，核心難點集中在以下方面：

芯片制造：尺寸縮小導致良率急劇下滑，外延片需專屬定制

芯片尺寸要求：光通信用 Micro LED 芯片需做到3 微米左右，相比 AR/VR 顯示用的 5 微米芯片，尺寸縮小直接導致良率大幅下降，同時伴隨側壁處理難度增加、發光效率降低等致命問題；

外延片適配：傳統顯示用外延片無法滿足光通信的光電需求，需針對光互聯場景進行外延片專屬設計和特調，對芯片廠商的研發能力要求顯著提升；

可靠性要求：光通信對芯片的可靠性要求遠高于傳統顯示，芯片廠在外延設計、制造工藝上需投入更多資源，難度遠超 AR/VR 和巨量轉移領域。

光學集成：耦合效率低，多組件集成無經驗可借鑒

光學耦合效率短板：Micro LED 發光角度達120-150 度，呈四面八方散射狀態，而傳統激光器為集中的相干光，耦合效率遠高于 Micro LED，國內該環節目前處于空白，提升空間巨大；

集成經驗缺失：Micro LED 與硅基 CMOS、光探測器、光波導、光纖的集成屬于全新領域，無成熟經驗可借鑒，是產業化的重要技術壁壘。

產業鏈配套：芯片與 CMOS 匹配周期長、成本高，下游技術路線未定型

芯片與 CMOS 協同難度大：國內 Micro LED 芯片研發以芯片廠商為主，而硅基 CMOS 主要由中芯國際代工，二者需嚴格匹配，牽扯大量溝通環節和研發費用，且代工周期長，成為技術下沉的關鍵阻礙；

下游配套路線不明：光纖方面，Micro LED 光互聯需采用類似內窺鏡的成像光纖，目前國內僅長飛光纖、天孚通信、仕佳光子等少數企業能做相關配套，且技術路線尚未定型，部分方案采用光波導設計，不同廠商推不同方案，無統一標準；微透鏡方面，雖可借鑒 AR/VR 應用的設計原理，但需實現出光更集中、均勻，目前仍處于適配優化階段。

產能與工藝：需全新產線，潔凈度和設備要求遠高于傳統 LED

非巨量轉移技術路徑：Micro LED 光互聯和 AR/VR 微顯示應用均采用IC 領域的混合鍵合技術，而非顯示領域的巨量轉移，外延片與硅基直接鍵合，對工藝精度要求極高；

產線更新成本高：從傳統 Mini LED/LED 產線切換到 Micro LED 產線，需全套設備更新迭代，光刻機、刻蝕機、蒸鍍機、ALD（原子層沉積）設備均需升級，且車間潔凈度要求遠高于傳統 LED 產線（3 微米芯片易受灰塵影響，灰塵直徑可達幾十個微米），屬于新增產能，資本開支壓力大。

四、供應鏈格局與商業化節奏：海外技術領先，國內三安、華燦為頭部，2-3 年難成規模

（一）全球供應鏈格局：海外歐司朗第一梯隊，國內三安、華燦、乾照為核心玩家

海外陣營：歐司朗為絕對第一梯隊，其越南產線可完全覆蓋 Micro LED 生產，技術遠領先于國內，是蘋果手表、三星 The Wall 電視的 Micro LED 芯片供應商，同時為海外頭部設計公司 IV 提供配套，在光互聯領域的技術儲備和工藝能力均處于全球領先；微軟、英偉達、聯發科為頂層設計方，主導通道數、傳輸距離、應用場景等核心需求設計。

國內陣營：三安光電、華燦光電為國內頭部，乾照光電緊隨其后，三家是國內僅能實現全彩 Micro LED 晶圓制備的企業，且均已布局光互聯領域；華燦光電在珠海新建的 Micro LED 專屬工廠產能充足，若完全釋放可覆蓋車載、AR/VR、光互聯等所有應用場景；其他芯片廠商暫未在該領域投入過多資源。

配套環節玩家：

CMOS 代工：中芯國際為國內核心供應商；

先進封裝：長電科技、華天科技、甬矽電子為核心，負責 Micro LED 與光探測器、光波導的集成封裝及測試；

光纖 / 微透鏡：長飛光纖、天孚通信、仕佳光子（與三安光電綁定）為國內核心配套企業；

微透鏡設計：可借鑒 AR/VR 應用技術，國內暫無頭部專屬玩家，仍在適配優化。

（二）商業化節奏：3 年內無實質影響，最快 2027 年底量產，2028 年批量化樣品落地

短期（3 年內）：Micro LED 光互聯方案無法對主流磷化銦激光器 CPO 方案形成實質影響，核心原因是其應用場景僅限 10 米以下短距離，而當前算力中心的傳輸需求多在 10 米以上，且技術尚未成熟、成本居高不下。

中期（2027-2028 年）：最快 2027 年底有望推出正式量產產品，2028 年或實現批量化樣品落地，這是建立在良率提升、產業鏈配套完善的前提下的樂觀預期。

長期：與傳統激光器方案形成互補格局，Micro LED 專注 10 米以下芯片間、板間、機柜內短距離傳輸，磷化銦、VCSEL/DFB 等激光器專注中長距離傳輸，二者相輔相成，而非替代關系。

（三）客戶對接進展：已與谷歌、英偉達送樣驗證，反饋積極但仍需方案迭代

送樣時間與對象：2025 年 Q2 已向谷歌、英偉達推送 Micro LED 像素點樣品，完成相應驗證，客戶反饋周期約 2-3 個月，至今已完成多輪互動和方案修正，時間跨度近 9-12 個月。

客戶反饋與現存問題：客戶反饋整體積極，但目前核心問題仍集中在芯片良率，一顆 Micro LED 芯片對應一個通道，良率不足直接導致通道減少，影響傳輸效率；目前已通過多并聯通道設計解決該問題（一條通道損失用另一條替代），該設計可借鑒大屏顯示的電路板設計經驗。

技術可行性確認：從客戶驗證結果來看，Micro LED 光互聯方案在原理、技術分析、物理極限上均具備可行性，產品本身無大的瑕疵，壽命測試、老化測試均能通過，核心問題在于供應鏈生態的構建和配置優化。

五、成本與價值量：當前成本是銅互聯的 5-10 倍，規模化后有望持平，產能潛力巨大

產能潛力：8 英寸 Micro LED 晶圓的產能潛力極高，若以 50 微米顯示單元、6 微米間距計算，單片晶圓的產出數量龐大，即便按 95% 不良率計算，有效產出仍處于較高水平；且國內華燦光電等企業的專屬工廠產能充足，可覆蓋全場景需求，產能并非產業化的核心瓶頸。

成本現狀：在未實現規模化量產的背景下，Micro LED 光互聯方案的成本是銅互聯的 5-10 倍，遠高于傳統方案，這是現階段無法商業化落地的重要原因；但專家判斷，一旦實現規模化量產，成本有望持續下降，最終與銅互聯持平，具備替代銅連接、銅背板的成本基礎。

價值量暫無法評估：因目前尚未量產，單片 8 英寸晶圓的具體成本、單顆芯片的利潤率均無明確數據，需待產業化推進、產能釋放后，才能進行準確的價值量測算。

六、技術細節與后續探索方向：混合鍵合為核心工藝，存儲與 GPU 互聯為潛在新場景

核心制備工藝：8 英寸晶圓混合鍵合，激光剝離去除藍寶石襯底

鍵合方式：8 英寸 Micro LED 外延片與 8 英寸硅基 CMOS 采用氧化硅 + 銅的混合鍵合，雙方均做氧化硅微開孔、電鍍銅并拋光，實現精準貼合；

后續工藝：鍵合后通過激光剝離（LLO）去除原生藍寶石襯底，經酸洗露出 N 面，通過 Mask 刻出 N 極，經 ALD、PVD 工藝制作透明 ITO N 電極，最后加裝微透鏡，完成 Micro LED 晶圓制備。

發射與接收組件集成：目前 Micro LED 的發射和接收組件為分開設計，后續產業化的終極目標是單片集成，將所有組件集成到一個封裝體內，提升集成度和傳輸效率。

潛在探索方向：GPU 與高帶寬存儲器（HBM）互聯

現有應用場景為芯片間、板間（如 GPU 與 GPU）互聯，未來可探索GPU 與 HBM 等存儲器件的短距離互聯，契合其 10 米以下的傳輸邊界；

若要拓展至 10-50 米的機柜間傳輸，需將 Micro LED 的發光波長從藍綠光切換至 850nm，雖技術上可實現（更換波長和材料體系），但研發難度大幅提升，短期內暫不具備落地條件。

七、核心總結

Micro LED 作為 CPO 光互聯領域的新興技術，是顯示賽道向光通信賽道的重要技術延伸，其在 10 米以下短距離傳輸場景具備功耗低、穩定性高、多通道拓展性強等核心優勢，且技術路線本身具備可行性，已獲得谷歌、英偉達等頭部客戶的初步驗證。但現階段該技術仍處于產業化初期，受芯片良率低、光學耦合效率差、產業鏈配套不成熟、成本居高不下等問題制約，3年內難以對主流CPO方案形成實質影響。

長期來看，隨著良率提升、供應鏈生態構建和規模化量產，最快 2027 年底有望推出量產產品，2028 年實現批量化樣品落地，且將與磷化銦激光器等方案形成短、長距離傳輸的互補格局，未來有望替代銅互聯成為芯片間、板間、機柜內短距離傳輸的主流方案。國內產業鏈中，三安光電、華燦光電為 Micro LED 芯片核心玩家，中芯國際、長電科技、天孚通信等為關鍵配套環節，后續行業的核心發展看點在于良率提升進度、產業鏈配套標準化和成本下降幅度。

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