AI算力狂飆的下一站：Micro LED CPO

近期，Micro LED CPO（共封裝光學）概念在全球科技與資本市場的熱度持續(xù)飆升，作為被寄予厚望的下一代短距光互連技術，其不僅引發(fā)了國際巨頭的爭相布局，也帶動了國內(nèi)眾多企業(yè)跨界布局的熱潮。那么，為何Micro LED CPO能在此刻站上風口？它又將如何重塑未來的算力版圖？

AI算力狂飆下的互連焦慮與物理極限

簡單而言，Micro LED CPO的出現(xiàn)是為了解決AI算力需求暴增帶來的問題。

在AI高速發(fā)展的大時代下，作為人工智能大模型訓練的核心基礎設施，智算集群、數(shù)據(jù)中心（Intelligent Computing Cluster或AI Cluster）正在面臨越加嚴峻的龐大數(shù)據(jù)傳輸效率與效能挑戰(zhàn)。

根據(jù)2025年中國移動發(fā)表的《面向大規(guī)模智算集群場景光互連技術白皮書》，隨著通用人工智能的加速發(fā)展，大模型技術總體遵循擴展法則，智算集群的參數(shù)規(guī)模大約每兩年增長400倍，帶動芯片算力約每兩年提升3倍。

然而，計算機互連速度的提升卻顯得極為遲緩，約每兩年僅能增長1.4倍。互連能力的演進嚴重滯后于算力的爆發(fā)，導致了極高的通信開銷，成為超大規(guī)模集群算力隨芯片數(shù)量線性增長的核心瓶頸。

TrendForce集邦咨詢最新調(diào)查則指出，隨著生成式AI興起，數(shù)據(jù)中心對高速傳輸?shù)男枨蟪掷m(xù)提升，原先應用在機柜內(nèi)短距離傳輸?shù)你~纜方案，將在傳輸密度與節(jié)能上面臨嚴峻挑戰(zhàn)。在追求高傳輸速率的前提下，由于傳統(tǒng)銅纜能耗超過10 pJ/bit，將使得整體系統(tǒng)能耗大幅增加。

銅纜方案在速度、功耗、距離和物理空間上全面到達極限，業(yè)界正積極尋求轉向更高速低損耗的互連技術，因此光互連走入了行業(yè)的視野。

TrendForce集邦咨詢研認為，未來的GPU設計重心將轉向更高密度的芯片互連以及更高速的數(shù)據(jù)傳輸，機柜內(nèi)芯片互連及跨機柜的大規(guī)模互連將成為規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的核心課題。受限于物理限制，銅纜方案無法應付超大規(guī)模的數(shù)據(jù)搬運需求，促使產(chǎn)業(yè)鏈加速“光進銅退”，光學傳輸方案因此將獲得廣闊的發(fā)展空間。

什么是CPO？Micro LED CPO又是什么？

為解決傳統(tǒng)銅纜與AI時代算力需求不匹配的問題，業(yè)界提出了光互連技術，這其中包括：近封裝光學（NPO, Near Package Optics）、共封裝光學（CPO, Co-Packaged Optics）、以及光輸入/輸出（OIO, Optical Input Output）。其中，CPO是當前備受矚目的路線之一。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡連接是把光模組插在設備前面板上，電信號需要在電路板上跑十幾厘米甚至更長距離才能到達計算芯片。而CPO則是直接把負責光電轉換的光引擎和計算芯片（如GPU或交換芯片）挨著封裝在同一塊基板上。

這樣一來，電信號的傳輸距離就從厘米級大幅縮短到了幾毫米。這種物理結構，不僅極大地提升了互連帶寬密度，還因消除了冗長的電鏈路損耗，使得整機設備功耗降低了50%左右。

CPO結構（來源：《面向大規(guī)模智算集群場景光互連技術白皮書》）

對于CPO技術的市場前景，TrendForce集邦咨詢給出了積極的預測，預估CPO在AI數(shù)據(jù)中心光通信模塊的滲透率將逐年成長，2030年有機會達到35%的水平。

來源：TrendForce集邦咨詢

而在CPO光源技術路線中，除了主流的硅光集成方案和VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）方案外，Micro LED作為一種新興的光互連光源正異軍突起。相比于其他方案，Micro LED CPO在滿足智算中心機柜內(nèi)超短距、高密度互連需求方面，展現(xiàn)出了極其獨特的物理與架構優(yōu)勢。

第一，Micro LED 方案帶來了架構顛覆：以“寬而慢”取代“窄而快”。傳統(tǒng)的互連技術（包括電互連和部分基于激光器的光互連）通常依賴于“窄而快”的架構，即通過極少數(shù)的高帶寬通道傳輸數(shù)據(jù)，這不僅需要極其復雜的驅動電路和數(shù)字信號處理器（DSP），還對光源的發(fā)熱和可靠性提出了嚴苛要求。

Micro LED方案則截然不同，它天然適合構建二維高密度陣列，能夠采用“寬而慢”的通信模式。例如，微軟團隊推出的MOSAIC架構，便利用數(shù)百個低速并行的Micro LED通道（如單通道2Gbps）來替代少數(shù)高速通道，通過“數(shù)量”的堆疊輕松實現(xiàn)800Gbps或1.6Tbps的總吞吐量。

第二，極致的能效表現(xiàn)。在追求高傳輸速率的前提下，傳統(tǒng)銅纜的能耗通常超過10 pJ/bit，而Micro LED CPO方案的單位傳輸能耗極低。通過整合50微米以下的芯片尺寸與CMOS驅動電路，Micro LED可實現(xiàn)僅1至2 pJ/bit甚至亞皮焦耳（sub-pJ/bit）量級的超低能耗。

這意味著，Micro LED CPO方案可將整體互連能耗大幅降低至傳統(tǒng)銅纜方案的5%左右，從而極大緩解智算中心的散熱壓力與運營成本。

第三，超高帶寬密度。Micro LED支持多通道并行和空分復用技術，其帶寬密度能夠輕松超過1 Tbps/mm2。這種高密度的陣列化特性，使其更契合集群中GPU節(jié)點間海量數(shù)據(jù)并發(fā)的嚴苛要求。

第四，卓越的可靠性與兼容性。Micro LED的結構比傳統(tǒng)激光器更為簡單，對溫度變化極不敏感，其系統(tǒng)可靠性比當前的光學鏈路高出100倍。同時，Micro LED光信號不受電磁干擾，且與CMOS工藝具有高度兼容性，極易與邏輯芯片進行高密度異質集成。

AVICENA Micro LED的光互連引擎方案示例

縱覽全球Micro LED光互連產(chǎn)業(yè)布局

在AI大時代下，Micro LED因其在光互連領域明顯的技術優(yōu)勢，成為滿足持續(xù)高速增長的AI大模型算力需求的關鍵方案。因此，近年來，越來越多的LED企業(yè)以及科技巨頭加速布局Micro LED光互連技術領域，期望把握AI人工智能帶來的機遇。

在國際市場上，科技巨頭與創(chuàng)新企業(yè)形成了緊密的生態(tài)合圍。例如，近期美國Micro LED微顯示技術企業(yè)Mojo Vision與半導體巨頭Marvell達成長期戰(zhàn)略合作；

Micro LED光互連技術開發(fā)商Avicena不僅與ams OSRAM合作推進GaN Micro LED陣列的量產(chǎn)，還聯(lián)合臺積電共同生產(chǎn)基于Micro LED的光互連產(chǎn)品。

圖片來源：Avicena

法國微電子研究中心CEA-Leti則在去年11月啟動了一項為期三年的多邊合作項目，推動Micro LED光學數(shù)據(jù)鏈路從實驗室邁向商業(yè)化量產(chǎn)，隨著Micro LED光互連技術熱度的上升，CEA-Leti或將加快推進相關項目合作。

在國內(nèi)市場，國內(nèi)企業(yè)在Micro LED光互連領域的布局雖起步略晚，但展現(xiàn)出了強勁的發(fā)展勢頭，各大LED芯片、面板及封裝企業(yè)正依托既有產(chǎn)能加速轉型。

在核心光芯片環(huán)節(jié)，兆馳股份依托其在LED外延生長與巨量轉移等領域的積累，在近期宣布，其面向Micro LED光互連CPO技術的Micro LED光源芯片已順利完成研發(fā)并正式處于樣品驗證測試階段。據(jù)悉，兆馳股份已形成從光芯片、光器件到光模塊的垂直產(chǎn)業(yè)鏈布局，具備高度的差異化競爭優(yōu)勢。

京東方華燦光電、三安光電也相繼開展Micro LED光互連技術產(chǎn)品的研發(fā)與樣品交付測試；此外，芯元基半導體也依托自主研發(fā)的4-6英寸DPSS GaN外延平臺，實現(xiàn)了單通道調(diào)制速率超過8 Gbps的通信級GaN光發(fā)射芯片。

在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同層面，京東方華燦光電與顯示芯片設計公司新相微正式簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，研發(fā)適用于智算中心的低功耗、高帶寬Micro LED光互連模塊。

錼創(chuàng)科技則聯(lián)合世芯生態(tài)系成員光循科技（Brillink），共同開發(fā)能耗低于1 pJ/bit、帶寬密度達Tbps/mm2等級的AI光互連平臺，力求取代傳統(tǒng)的主動式電纜（AEC）。

同時，老牌面板與消費電子巨頭也以創(chuàng)新姿態(tài)跨界切入。友達光電董事長彭雙浪明確指出，友達正借助其30年的玻璃制造經(jīng)驗與Micro LED巨量轉移技術，通過重分布層（RDL）和玻璃通孔（TGV）等先進封裝工藝，強勢切入硅光子CPO的短距離傳輸市場。

今年初，聯(lián)發(fā)科也對外披露了基于自主研發(fā)的Micro LED光源技術所開發(fā)的新型主動式光纖電纜（AOC）方案。而就在近日，聯(lián)發(fā)科宣布與微軟研發(fā)出采用微型化Micro LED光源的次世代主動式光纜（Active Optical Cable, AOC）。

小結

盡管Micro LED光互連技術展現(xiàn)出了重塑數(shù)據(jù)中心底層架構的巨大潛能，但從實驗室走向規(guī)模化量產(chǎn)，仍需時間去跨越一系列技術與產(chǎn)業(yè)落地的難題。但在未來AI人工智能技術保持快速發(fā)展的狀況下，相信將會有更多企業(yè)進入Micro LED光互連產(chǎn)業(yè)鏈當中，加快推動技術的落地應用。

在商業(yè)化時間表方面，據(jù)TrendForce集邦咨詢分析師指出，目前該技術方案大多處于前期設計與可靠性測試環(huán)節(jié)。預計在極其順利的情況下，有望在兩至三年后（即2026年至2027年期間）實現(xiàn)機柜內(nèi)光通信應用的小規(guī)模商業(yè)導入，屆時Micro LED光互連技術將正式迎來發(fā)展元年。

總而言之，在AI算力與數(shù)據(jù)中心變革的時代浪潮下，Micro LED正在徹底打破“終極顯示”的傳統(tǒng)應用邊界。通過低功耗、高帶寬密度的光互連特性，Micro LED不僅為智算集群的“光進銅退”提供了極具經(jīng)濟效益的替代路徑，更有望通過非顯示應用的反哺，帶動整個半導體與光電產(chǎn)業(yè)的規(guī)模效應與成本優(yōu)化。

對于Micro LED光互連技術，LED行業(yè)資深分析師即將帶來最詳細、最專業(yè)的前景解析。

在4月22日舉行的TrendForce集邦咨詢2026新型顯示產(chǎn)業(yè)研討會（DTS）上，TrendForce集邦科技資深研究副總經(jīng)理邱宇彬將以“Micro LED跨界融合：AI顯示與光通信的雙軌發(fā)展”為題，為大家深入剖析Micro LED在顯示與非顯示兩大方向的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。誠邀大家報名現(xiàn)場聆聽LED行業(yè)最新發(fā)展風向！

文：LEDinside Irving

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