Micro LED，走向数据中心

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到 2031 年，硅基微型 LED 市场规模将达到 35 亿美元。

Yole Group预测，到2031年，MicroLED市场规模将达到35亿美元，分为两大类。第一类是硅基MicroLED，预计到2031年将占据市场大部分份额，达到32亿美元，这主要得益于AR产品的稳步增长以及用于光互连的MicroLED解决方案的兴起。第二类是TFT基MicroLED（应用于电视、智能手表、汽车和透明器件），预计其增长速度将放缓。2025年至2031年期间，第一类MicroLED的复合年增长率预计为120%，第二类约为75%。

对于硅基MicroLED应用而言，其部署取决于全球范围内AR解决方案的广泛采用以及找到合适的MicroLED光互连架构。在TFT方面，相关工作正在进行中，例如在高端智能手表和电视领域推出MicroLED产品。

从面板级到晶圆级

MicroLED生态系统可以概括为围绕一个主要中心：中国大陆、台湾和韩国。这三个地区都拥有各自的面板制造商（京东方、友达光电、三星），以及各自的LED供应商，例如中国大陆的三安光电和台湾的PlayNitride。这种以面板制造商为中心的格局，源于MicroLED最初主要被视为下一代大尺寸显示屏解决方案的时代。随着MicroLED在AR领域的应用，以及越来越多的厂商对MicroLED在光学I/O方面的兴趣日益浓厚，其核心格局正在发生转变。

欧洲仍具备一定的产能，Aledia 和 AMS OSRAM 等公司都在出货芯片。美国拥有主要的原始设备制造商 (OEM)，预计将在其新款 AR 眼镜中使用大部分 LED，Meta、谷歌以及苹果等公司最早将于 2027-2028 年实现商业化。

MicroLED技术路线图：

芯片尺寸缩小、堆叠良率和耦合

在TFT平台上，面板的能效仍然是下一代手表发展的关键。高压LED是关键所在，能够将高压运行与小于15x30微米的芯片尺寸相结合的供应商占据了领先地位。将背板从LTPS升级到LTPO，并采用高压芯片，可以降低30%以上的功耗。成本仍然是决定其普及的关键因素：良率的提高加上芯片尺寸的缩小，到2029年，8x15微米的芯片尺寸将成为实现售价低于5000美元的85英寸4K电视面板的途径。

在增强现实（AR）领域，单片RGB是最终目标，但到2026年，堆叠像素结构的良率仅为几个百分点，而且色彩转换亮度仍然不足。三片式RGB引擎在未来两年内仍将占据主导地位。相关标准正在形成：0.1英寸单色屏，像素间距2.5微米；0.2英寸原生RGB屏，像素间距接近4微米，视场角约为30°。

用于人工智能数据中心的光纤I/O技术已经涌现出许多发射器演示，但完整的链路却寥寥无几。目前的性能记录是3 GHz频率、400 A/cm²电流密度。LED与光纤的耦合是瓶颈所在，而短距离传输的波导技术正在研究中。关键在于光子封装技术和超大规模数据中心的支持。

CPO走向主流：

规模化投资与人工智能互联的重塑

在英伟达和日趋成熟的生态系统的推动下，CPO从概念到商业化的进程比预期的2023年发展速度更快、规模更大。CPO光引擎总收入在2026年至2031年间将出现显著增长（年复合增长率约为228%），这反映出超大规模数据中心运营商仅在2025年的资本支出就接近5000亿美元。

扩展性是关键应用：铜缆 NVLink 的传输距离上限约为 2 米，而单个 GPU 的带宽翻倍至 14.4 Tb/s，使得 CPO 成为实现更大 GPU 规模的唯一可靠途径。扩展性交换机 OE 的复合年增长率约为 214%，而扩展性计算 (XPU) OE 也显著扩张，两者合计约占 94% 的市场份额，是预测中最大的产品线。

横向扩展仍然是渐进式的。可插拔设备对于 0.5-2 公里的传输距离来说仍然“足够好”，而且由于网络功耗仅占集群功耗的约 9%，到 2031 年，横向扩展交换机的 OE 将稳定在一个适中的水平（约 127% 的复合年增长率），这是一个市场测试，它考验的是供应链的成熟度，而不是最终的销量驱动因素。

这一机遇初期充满确定性，但其影响远不止于2030年，并将持续攀升至2031年，其中交换机和计算能力的规模化增长仍将是主导动力。NVIDIA的CPO增长速度仍然是值得关注的关键指标。

FRO、LRO、LPO 和 CPO 四种架构构成了一个单一的演进过程，将信号处理从模块转移到 ASIC，以降低功耗和延迟为代价来降低模块成本；FRO 对于长距离传输仍然至关重要，LPO 引领 2025-2027 年数据中心内部传输量，而 CPO 则位于终端。

CPO 在密度和效率方面胜出：铜缆在 200G/通道时长度接近 10 米，而 CPO 的能耗约为 3.2 pJ/bit，而铜缆约为 10 pJ/bit，能耗降低了约 80%，同时交换机/XPU 带宽从 51.2T 攀升至约 204T。

封装和激光器至关重要：台积电的 COUPE（微环调制器，SoIC 键合）正在成为核心推动因素，博通正在将其自己的 CPO 生产线迁移到 COUPE 上，因为扇出封装无法扩展到每通道约 100 Gbps，而远程激光器选择（CW DFB、WDM、梳状激光器）决定了系统的物料清单和可靠性。

耦合是 HVM 的关键问题：微米级公差的光纤阵列单元是制约因素，尽管 Meta/Broadcom 的 Bailly 现场数据（400 万端口小时零错误，约 260 万小时 MTBF）令人鼓舞。

光子中介层、Lightmatter 的 Passage M1000 和 Celestial AI 的 OMIB，以及 UCIe 芯片标准都表明，光 I/O 是计算的下一个前沿领域。

资本正在产业化：从2025年末到2026年中期，超过5000亿美元的资金流入硅光子学/CPO领域的并购和融资，十多家现有企业收购了光器件价值链，业务重心从验证转向激光器、封装、光纤连接和测试，而与超大规模数据中心相关的资本则强化了垂直整合。价值正在结构性地向光引擎、先进封装和光源转移，耦合成为新的瓶颈，而随着光器件向封装领域转移，DSP/重定时器供应商和商用可插拔器件供应商的市场份额正在下降。

晶圆代工和封装是关键所在：台积电的 COUPE（SoIC 混合键合）技术难以复制，而系统 OEM 厂商，如英伟达、博通和 AMD，则从中获得了机架级规模的价值。目前涌现出四种商业模式：垂直整合的系统公司、芯片制造商增设首席产品官 (CPO) 部门、设计初创公司与超大规模数据中心合作，以及系统集成商；英伟达是整合程度最高的，它通过台积电的 COUPE 制造工艺掌控着设计。

耦合、组装和测试由专家负责：康宁（光纤）、FOCI/TFC/Senko（FAU 耦合）、富士康/FIT（激光器）、Fabrinet/ShunSin/Micas/Celestica（组装）和 Keysight/Ficontec/Teradyne/Chroma（测试）至关重要，因为 CPO 不能像可插拔元件那样在现场更换。

（来源：编译自Yole）

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