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功耗暴降95%!Micro LED CPO技术能否破解光铜取舍困局

时间:2026-03-05 22:17
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

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(<2m),即使使用有源铜缆,距离预计也仅提升至5至7m,且带宽继续提升会让挑战加剧。


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/mm²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。

来源:https://www.163.com/dy/article/KN9L6G7M05198NMR.html
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