Micro LED 光互联产业链全景图

2026-08-23 17:55:378
巨头动向:SK海力士入局:2026年8月,SK海力士在《自然·电子学》发布CPO路线图,明确提出将探索“以光为中心”的架构及基于Micro LED的超大规模并行光互连,意在解决数据搬运瓶颈

核心定位:面向 AI 数据中心短距/柜内/板间/Chiplet 互连的下一代光互连技术。

一、 上游:材料、外延、芯片与核心设备1. 材料与外延

核心:GaN(氮化镓)外延、蓝宝石/硅衬底;部分研究聚焦在GaN衬底以提升效率。

主要厂商:AXT、Veeco、中微公司北方华创

2. 通信用 Micro-LED 芯片

核心参数:尺寸 10-50μm(主流 20μm);波长含蓝光、绿光、红光。

核心优势:高效率、可靠性、高调制速率、高温可靠性;对温度敏感度远低于SiC VCSEL。

主要厂商:三安光电(三安集成/华灿光电)、京东方、晶能光电、聚灿光电等。

3. 核心设备(关键环节)

设备名称:巨量转移设备

功能定位:将微米级LED阵列高精度转移至载板/晶圆/芯片;兼容晶圆、芯片;支持巨量前向转移。

主要厂商:国内(新益昌迈为股份)、海外(K&S、韩国韩华)

设备名称:激光剥离设备 (LLO)

功能定位:用于Micro-LED剥离蓝宝石衬底。

主要厂商:日本迪思科 (Disco)

设备名称:测试分选设备

功能定位:高速测试,良率保障,一致性保障。

主要厂商:国内(奥特维)等

设备名称:混合键合设备

功能定位:实现Micro-LED晶圆与CMOS硅基晶圆异质键合,光互连核心工艺。

主要厂商:海外(Besi、AMAT、Evatec)


二、 中游:光电封装(全产业链价值最高环节)

核心工艺流程:电信号 → Micro-LED 阵列发光 → 微透镜耦合 → 多芯光纤/自由空间传输 → PD 光电探测器阵列接收 → 恢复电信号。

1. 载板/基板:TGV 玻璃载板、RDL 中介层。具备低损耗、高散热、低成本、高布线密度特点。(代表:沃格光电京东方(联合康宁)、佳士光子)

2. 先进封装与异质集成:核心工艺为混合键合 (Hybrid Bonding),实现Micro-LED与CMOS驱动晶圆异质键合,集成背光去除、TGV互连、热管理设计。(代表:国星光电京东方;海外:台积电、力积电、日月光)

3. 光学耦合组件(行业主要卡点):

需注意Micro-LED为部分偏振发光,发散角大(120~150°),需透镜集成,对准精度要求±1-2μm,耦合损耗易造成巨大光损耗。

微透镜/组件:微透镜阵列、TIR透镜、微透镜光纤、多模光纤束。

代表厂商:蓝特光学水晶光电炬光科技腾景科技中光学

多芯光纤:亨通光电(原图繁体字为享通)、烽火通信

4. 高速配套芯片:

高速驱动芯片:驱动微台阵列,实现巨量并行高速调制;可简化或省去传统DSP。代表:国内(新微)、海外(Marvell、Credo)。

光电接收 PD 阵列:与发射Micro-LED一一对应,进行收发光电转换。代表:国内(芯思特、旭创)、海外(Majo Vision)。

5. 光引擎/有源光缆 (AOC) / CPO子模块:集成发射、驱动、透镜、接收、结构,再封装成AOC或有源光缆或CPO封装子模块。

国内:中际旭创新易盛

海外:Avicena (LightBundle 器件、512-96Gbps)、Credo (Hyperlume)、1.6T-2T AOC。

三、 下游:系统与终端应用1. 海外算力巨头(定义架构与路线)

微软 (Microsoft):MOSAIC项目,结合Micro-LED光互连的光子集群架构,定义全套架构。

英伟达 (NVIDIA):Feynman项目,将Micro-LED CPO作为下一代互连路线,投资Avicena,目标缩短互连距离,提升速率50%以上。

谷歌 (Google) / AWS / Meta:光机引擎/模块的原型测试。

2. 国内系统与设备厂商(验证与测试)

服务器厂商:浪潮信息中科曙光、联想。

交换机厂商:华为、中兴、锐捷网络

3. 应用场景(聚焦10米以内短距互连)

AI服务器内部互连、机架内互连、板间互连、Chiplet互连、存储-GPU互连。核心诉求:高带宽、低功耗。

四、 核心技术优势(与传统方案对比)

超低功耗:1-2pJ/bit,接近VCSEL与硅光;比现行1.6T可插拔光模块功耗降低约30W(降至1.6W)。

耐高温,无需温控:Micro-LED无需激光器TEC温控系统,宽温散热,可简化系统。

工艺可复用:延续Micro-LED显示产业链(外延、巨量转移、封装),可改造后快速切入。

超高通道并行密度:单位面积可布置百万级通道,轻松实现超大带宽。


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