Micro LED CPO热度飙升:AI算力时代的“光进铜退”如何重塑产业格局

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近期,Micro LED共封装光学(CPO)概念在全球科技与资本市场热度持续攀升。作为被寄予厚望的下一代短距光互连技术,其不仅引发国际巨头争相布局,也带动了国内众多企业跨界涌入。Micro LED CPO为何能在此刻站上风口?又将如何重塑未来的算力版图?

AI算力狂飙下的互连焦虑

Micro LED CPO的兴起,本质上是为破解AI算力爆发带来的互连瓶颈。随着大模型技术遵循扩展法则加速演进,智算集群参数规模约每两年增长400倍,而芯片算力每两年提升约3倍。然而,计算机互连速度每两年仅增长约1.4倍,互连能力严重滞后于算力增长,成为超大规模集群算力线性扩展的核心瓶颈。

与此同时,传统铜缆方案在传输密度与能耗方面正面临严峻挑战。TrendForce集邦咨询指出,在追求高传输速率的前提下,铜缆能耗超过10 pJ/bit,将导致系统能耗大幅增加。在速度、功耗、距离和物理空间全面逼近极限的背景下,光互连技术加速进入行业视野。

CPO:从“厘米”到“毫米”的跨越

共封装光学(CPO)的核心思路,是将负责光电转换的光引擎与计算芯片(如GPU或交换芯片)封装在同一基板上,将电信号传输距离从厘米级缩短至毫米级。这一结构不仅大幅提升互连带宽密度,还可使整机功耗降低约50%。TrendForce集邦咨询预测,CPO在AI数据中心光通信模块中的渗透率到2030年有望达到35%。

在CPO光源技术路线中,Micro LED作为一种新兴方案正异军突起。相较于主流硅光集成与VCSEL方案,Micro LED CPO在满足超短距、高密度互连需求方面展现出独特优势:

  • 架构颠覆:以“宽而慢”取代“窄而快”。通过构建二维高密度阵列,利用数百个低速并行通道堆叠实现800Gbps乃至1.6Tbps的总吞吐量。

  • 极致能效:单位传输能耗低至1–2 pJ/bit,甚至亚皮焦耳量级,整体互连能耗约为传统铜缆方案的5%。

  • 超高带宽密度:支持多通道并行与空分复用,带宽密度可超过1 Tbps/mm²。

  • 可靠性与兼容性:对温度变化不敏感,系统可靠性比现有光学链路高出100倍,且与CMOS工艺高度兼容。

全球产业布局加速

在AI浪潮推动下,Micro LED光互连领域正吸引越来越多企业加速布局。

国际市场上,科技巨头与创新企业形成生态合力。美国Mojo Vision与半导体巨头Marvell达成战略合作;Avicena不仅与ams OSRAM推进GaN Micro LED阵列量产,还与台积电联合生产基于Micro LED的光互连产品;法国CEA-Leti则启动为期三年的合作项目,推动Micro LED光学数据链路迈向商业化量产。

国内市场虽起步略晚,但发展势头强劲。兆驰股份近期宣布其面向Micro LED CPO技术的光源芯片已完成研发,进入样品验证阶段,已形成从光芯片、光器件到光模块的垂直产业链布局。京东方华灿光电、三安光电、芯元基半导体等也在推进相关产品研发与样品交付。

产业链协同层面,京东方华灿光电与显示芯片设计公司新相微签署战略合作协议,研发适用于智算中心的低功耗、高带宽Micro LED光互连模块。錼创科技联合世芯生态系成员光循科技,共同开发能耗低于1 pJ/bit、带宽密度达Tbps/mm²的AI光互连平台。

与此同时,老牌面板与消费电子巨头也跨界切入。友达光电借助玻璃制造经验与巨量转移技术,通过先进封装工艺切入硅光子CPO短距传输市场。联发科近期宣布与微软研发出采用微型化Micro LED光源的次世代主动式光缆。

商业化前景与挑战

尽管Micro LED光互连技术展现出重塑数据中心底层架构的巨大潜力,但从实验室走向规模化量产仍需跨越技术与产业落地的多重挑战。TrendForce集邦咨询分析师指出,目前该技术大多处于前期设计与可靠性测试环节。在较为顺利的情况下,有望在两至三年内实现机柜内光通信应用的小规模商业导入,届时Micro LED光互连技术将正式迎来发展元年。

总体而言,在AI算力与数据中心变革的时代浪潮下,Micro LED正突破“终极显示”的传统应用边界。凭借低功耗、高带宽密度的光互连特性,Micro LED不仅为智算集群的“光进铜退”提供了极具经济效益的替代路径,也有望通过非显示应用的反哺,带动整个半导体与光电产业的规模效应与成本优化。

责编: 张轶群
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