MicroLED搭上光通信快车

半导体产业纵横·2026年03月18日 20:08

MicroLED又有了新赛道。

短短半年时间，MicroLED 完成了一次令人瞩目的赛道跨越。

半年前，谈及MicroLED，它还是AI眼镜等消费电子终端中备受瞩目的新型显示方案；如今，它已强势闯入光模块赛道，完成了从显示领域技术储备，到AI数据中心光互连关键技术的突破，从新型显示赛道的“潜力选手”，一跃成为AI算力时代光通信领域迈向更高带宽的突破口。作为微米级无机自发光技术，MicroLED的价值已逐步转向光互连与CPO光模块领域，凭借低功耗、高密度、高可靠性的天然优势，打破传统光铜互连的取舍困境，为高速算力互联提供了全新的解决方案。

MicroLED是什么？

MicroLED全称Micro Light Emitting Diode（微发光二极管，又称μLED），是一种微米级无机半导体自发光技术，行业通用标准将其定义为单颗边长＜100μm（主流量产规格＜50μm）的无机LED发光芯片，可作为独立可寻址单元，通过精准集成实现高效光电转换。其极简结构去除了传统显示技术的冗余层，核心优势集中于光电性能的极致优化，为光互连、CPO光模块应用奠定基础。

MicroLED的发光原理与传统LED一致，基于氮化镓（GaN）等第三代无机半导体材料的P-N结电致发光：给芯片施加正向电压时，半导体内部的电子与空穴复合，释放出光子实现电能到光能的转化。

在显示应用中，其单个显示像素由红、绿、蓝三颗独立的微米级LED芯片组成，每颗芯片都能被驱动电路独立控制通电状态与发光亮度。不发光的像素可完全断电关闭，实现真正的纯黑显示，彻底规避了LCD的漏光问题；同时极简的结构设计，去除了LCD的背光、液晶层、偏光片，以及OLED的有机发光层，大幅提升了光效、稳定性与集成度，也让其具备了跨赛道应用的潜力。

打破光铜取舍困境，MicroLED解锁1.6T+超高速互连新可能

当前AI算力的爆发式增长，对数据中心的互连带宽、传输距离、功耗与可靠性提出了前所未有的严苛要求。然而传统互连方案始终无法摆脱“光与铜”的根本性取舍困境，难以适配算力升级的需求。

具体来看，铜缆链路虽具备能效高、可靠性强的优势，但传输距离存在天然短板—— 无源铜缆传输距离不足 2 米，有源铜缆也仅能提升至 5-7 米，且随着带宽速率提升，信号衰减、电磁干扰与串扰问题会急剧加剧，无法适配长距、高速的传输场景；传统光链路虽能实现更长的传输距离，却要以高功耗、低可靠性为代价，单个通信用激光器功耗达数十至数百毫瓦，大规模阵列化部署会带来难以承受的功耗与散热压力，同时多激光器封装的复杂性会推高故障率，且无法通过冗余设计提升可靠性。在 1.6T/3.2T 及以上更高速率场景下，这种非此即彼的取舍困境愈发凸显，成为制约算力网络规模扩展的关键瓶颈。

而 MicroLED 光模块凭借其材料与架构的天然优势，实现了长距传输、低功耗、高可靠性的三者兼得，成为替代铜缆、互补传统激光方案的理想光源，尤其在 AI 数据中心共封装光学（CPO）场景中展现出极强的应用价值。与传统激光器方案相比，MicroLED 光模块的核心优势集中体现在五个方面：

第一：极致低功耗，破解高速场景散热痛点

MicroLED 作为面发射光源，采用 “宽而慢（WaS）”的创新架构，摒弃了传统方案 “少数高速通道” 的设计思路，转而通过海量低速通道并行传输实现高带宽。该架构的本质是，通过并行低速通道替代串行高速通道。例如实现800G带宽，可通过400个单通道速率2G的通道并行完成，单通道发光功耗极低。IEEE旗下光子学领域顶刊的最新研究数据显示，基于MicroLED的短距光互联方案，单通道功耗可降至传统VCSEL方案的1/10、硅光方案的1/5，同时光引擎集成密度可提升3倍以上，从根源上解决了高频场景下的功耗与散热痛点。

第二：超高可靠性，逼近铜缆级稳定标准

MicroLED芯片尺寸可做到10微米甚至更小，能够在单光模块内实现大规模阵列化集成，轻松部署冗余芯片。例如400个通道即可满足800G传输需求，实际可部署500颗芯片，即便10%的芯片出现故障，仍能稳定保障800G带宽传输，这种冗余设计让其可靠性逼近铜缆，彻底解决了传统激光器方案多通道部署故障率同步攀升的行业痛点。

第三：超强带宽扩展性，适配1.6T/3.2T算力演进需求

MicroLED光模块的带宽提升可通过“增加通道数”与“提升单通道速率”两条路径线性扩展，无需对核心架构进行颠覆性调整。800G、1.6T甚至3.2T的超高速率需求，均可通过灵活调整通道规模轻松满足，完美适配AI算力网络带宽持续升级的需求。

第四：全生态兼容，无缝对接现有网络架构

MicroLED光模块无需改变现有行业生态，可直接适配OSFP、QSFP等标准接口，兼容PCIe、VSR/MR等主流电气主机接口，以及以太网、InfiniBand、NVink、CXL等主流协议，无需对服务器、交换机等现有硬件进行任何改动，即可直接替代现有光铜链路，支持铜缆与光缆混合部署，大幅降低了技术落地的门槛与成本。

第五：天然适配CPO异构集成，契合下一代光互连趋势

MicroLED具备微米级发光尺寸、高调制带宽、低阈值电流、二维阵列化集成的天然优势，与CPO（共封装光学）的异构集成需求深度匹配。不同于传统激光器需要复杂的温控与波长稳定设计，MicroLED结构更简单、集成度更高，可直接与交换芯片、ASIC芯片实现共封装，无需高速信号转换，为下一代高密算力互连提供了极简、高效的解决方案。

国际厂商领跑：加速MicroLED光互连产业化落地

凭借在光互连领域的突破性技术价值，MicroLED已吸引全球产业链上下游企业密集布局，国际龙头企业率先发力，纷纷加码技术研发与产业化落地，推动行业快速从实验室技术验证走向商用落地阶段。

科技巨头微软率先完成核心架构的原型验证，推出了名为MOSAIC的架构（全称MicroLED Optical System for Advanced Interconnects，用于先进互连的 MicroLED 光学系统）。该架构基于“宽而慢”设计理念与 MicroLED 光源，实现了长距离、低功耗、高可靠的信号传输，目前已完成原型机验证，顺利通过以太网、InfiniBand 协议栈测试，同时确认了与 NVlink、CXL 等新型协议的兼容性。仿真数据显示，量产级模块的传输距离可突破 50 米，且功耗相比传统光链路实现大幅下降。

晶圆代工龙头台积电则与美国初创公司Avicena 达成深度合作，联合生产基于 MicroLED 的互连产品，以光通信替代传统电连接，主打低成本、高能效的核心优势，精准匹配 GPU 集群的高通信需求，直击 AI 算力场景下的互连瓶颈。

芯片设计厂商联发科自主攻克了MicroLED 光源技术，研发出全新有源光缆（AOC）解决方案，预计将于今年4月的光纤通信大会（OFC）上正式亮相；同时其推出的新一代定制化 ASIC 设计平台，可提供异质整合电子与光学讯号的传输界面解决方案，精准瞄准 AI 与高速运算市场。

面板领域的友达光电，凭借30 年的玻璃制程经验，结合自身成熟的 MicroLED 巨量转移技术，正式切入 AI 数据中心短距离光通信市场，实现了显示技术向光通信领域的跨界延伸。

此外，专业互连技术企业Credo Technology 通过收购 Hyperlume 强化自身光互连技术能力，与微软等企业协同推进 MicroLED 光互连技术的研发与落地，进一步拓展了技术的应用场景边界。

国内企业发力：全产业链多点突破，同步追赶

在国际厂商加速技术落地的同时，国内产业链企业也快速跟进，在核心芯片研发、模块量产、场景验证等多个环节实现多点突破，与国际厂商共同推动 MicroLED 光互连技术的产业化进程。

在核心技术突破与产业化落地方面，国内多家企业已取得阶段性成果。兆驰股份面向 MicroLED 光互连 CPO 技术的光源芯片已完成研发，进入样品验证阶段，其 400G 与 800G 并行光收发模块已实现小批量生产，率先实现了部分产品的产业化突破；三安光电联合清华大学、中国移动，在 MicroLED 光电器件与高速光通信领域取得重大突破，成功研制出具备高速调制能力的 MicroLED 光源器件，经测试其 3dB 调制带宽预计超过 7GHz，NRZ-OOK 数据传输速率有望突破 10Gb/s，完成了关键技术的核心验证；利亚德已向中科院提供 MicroLED 光模块产品，用于替代原有传统光传输方案，目前方案处于研发验证阶段，实现了场景试点的初步落地；新相微则与京东方华灿签署战略合作协议，双方将共同攻坚 MicroLED 光互连技术和光模块的研发与生产，目前正将已有的 MicroLED 产品技术拓展至智算中心光互连场景，同步开展场景系统与性能指标的评估分析工作。

与此同时，也有多家厂商正开展技术可行性评估与前期布局，为后续技术落地蓄力。洲明科技表示，公司 MicroLED 光互连技术正处于技术可行性评估及研究阶段，将结合技术成熟度曲线与市场需求变化，动态规划该技术方向的研发路径与资源配置；聚灿光电也已在 MicroLED 领域开展相关技术布局，目前处于技术探索与积累阶段，尚未应用于 CPO 领域，后续将根据技术成熟度灵活调整推进节奏。