全天候科技 03-05
功耗狂降95%、打破光铜取舍困境......Micro LED CPO会是终局解决方案吗?
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生成式 AI 把数据中心互连推向 800Gbps、1.6Tbps 甚至更高带宽,传统铜缆在能耗、密度与散热上的天花板正在逼近。Micro LED CPO 以 " 更低单位能耗 + 更高集成度 " 切入,成为资本市场重新定价互连技术路线的重要变量,但距离 " 终局解决方案 " 仍取决于量产封装、可靠性与客户导入节奏。

3 月 5 日,A 股 Micro LED 概念明显拉升,聚灿光电、联建光电、艾比森等多只成分股涨停,资金关注点集中在数据中心高速互连的新替代路径。

据 TrendForce 集邦咨询最新调查,全球大型数据中心传输速度已普遍达到 400Gbps,2025 年以来需求正向 800Gbps、1.6Tbps 升级。报告指出,铜缆方案在传输密度和节能方面面临挑战,而 Micro LED CPO 单位传输能耗更低,有望成为光互连的替代方案,并在短距互连场景改写 " 光与铜 " 的成本与功耗权衡。

值得注意的是,天风证券早在去年的一份报告中引用微软研究团队与微软 Azure 提出的 MOSAIC 方案,尝试用 Micro LED 的 " 宽且慢 " 架构打破光与铜的取舍困境,并指出若进一步采用 CPO 技术,Micro LED 链路的系统级功耗优势有望被放大。

铜缆短板集中暴露,能耗与距离成为扩容瓶颈

TrendForce 集邦咨询认为,生成式 AI 的规模化应用让数据中心进入算力密集阶段,互连带宽升级速度显著加快。在传输速度向 800Gbps 及以上演进后,铜缆在高频下的损耗与系统能耗问题更难回避。

能耗压力正在直接传导到运营侧。集邦咨询数据显示,传统铜缆在传输速度达到 1.6Tbps 时,单位传输能耗超过 10pJ/bit,同时对应的光收发模组功耗可达约 30W,既推高运营成本,也带来散热压力。

报告还指出,数据中心能耗成本已占运营成本 30% 以上,其中传输系统能耗占比接近 20%,互连能效成为算力集群继续扩容的关键约束之一。

天风证券在报告中进一步强调,链路技术在传输距离、功耗和可靠性之间存在根本性权衡,铜缆链路能效高且可靠性强,但传输距离极为有限(

Micro LED CPO 的核心卖点:单位能耗降至 1 至 2pJ/bit

在 " 带宽跃迁 + 能耗刚性 " 背景下,TrendForce 集邦咨询将 Micro LED CPO 定位为具备替代潜力的路线。其关键在于把 50 微米以下的 Micro LED 芯片与 CMOS 驱动电路深度集成,并在 CPO 架构下将光器件与交换芯片、驱动电路共封装,以缩短信号路径、降低损耗并提升稳定性。

集邦咨询调研显示,Micro LED CPO 单位传输能耗可降至 1 至 2pJ/bit,仅为传统铜缆方案的 5%。以 1.6Tbps 光通信产品为例,传统光收发模组功耗约 30W,而采用 Micro LED CPO 架构后整体功耗可降至约 1.6W,降幅接近 95%,对数据中心散热与机柜功率密度约束具有直接意义。

密度与可靠性也是该方案被押注的原因。集邦咨询指出,Micro LED 芯片具备寿命长、响应速度快、抗干扰能力强等特性,叠加 CPO 的高集成度,可实现 0.5Tbps/mm ² 以上传输密度,节省机柜空间,更贴合高密度部署需求。

从 MOSAIC 到 CPO:可插拔验证与系统级降功耗路径

天风证券在报告中引用微软研究团队与微软 Azure 推出的 MOSAIC 方案,提出用 Micro LED 作为发射器、CMOS 传感器作为接收器,采用 WaS(wide-and-slow)架构,以大量并行低速通道替代少数高速通道,从而降低对激光器、ADC/DAC、复杂 DSP 与 FEC 的依赖。

报告称,微软团队构建了包含 100 个通道的端到端原型系统,每通道 2Gbps,并测试显示 MOSAIC 在 30 米传输距离内仍能保持稳定传输能力,仿真数据则指向 50 米以上的可达距离。功耗方面,报告给出的原型链路数据显示,MOSAIC 数字后端仅 0.4W,整端约 3.1 至 5.3W,而主流光链路为 9.8 至 12W。

MOSAIC 也把 " 增通道、降单通道速率 " 的扩展方式摆上台面。按 2Gbps/ 通道测算,800Gbps 单向约需 400 个 Micro LED 通道,不含冗余;加入轻量 ECC 后通道数可上升至 460 个,并可进一步配置热备通道以提升可靠性。天风证券同时指出,若采用 CPO 技术,MOSAIC 将获得更大收益,原因在于芯片间互连数据速率更低,可直接驱动 Micro LED 调制,减少高速转换带来的功耗与复杂度。

产业链关注点:外延与芯片、巨量转移、先进封装与光学件

Micro LED CPO 若走向商业化,增量不止在 " 光源替换 ",更在于对制造与封装能力的系统性拉动。三个高敏感环节值得关注:上游外延片与芯片,中游巨量转移与先进封装,以及配套光学与接收端器件。

作为国内化合物半导体龙头,三安光电拥有国内最大的 Micro LED 外延片产能,已建成 6 英寸规模化量产线,旗下三安集成具备光通信芯片代工能力,相关产品已进入头部客户验证阶段。

华灿光电则被描述为国内 Micro LED 芯片技术第一梯队企业,拥有全球首条 6 英寸 Micro LED 规模化量产线,量产良率超 90%,其面向 AI 服务器短距光互连的相关光通信样品已送样头部客户验证。

从零部件维度,天风证券认为,若 MOSAIC 方案起量,Micro LED、多芯成像光纤、TIR 透镜、CMOS 传感器、Micro LED 光连接器将成为主要受益对象。

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