报告行业投资评级 - 行业评级：推荐 [2] 报告核心观点 - 核心观点：AI算力向1.6T/3.2T及更高速率升级，传统光互联与铜互联在功耗、密度与成本上逼近瓶颈，Micro LED光互联凭借低功耗、高集成、易共封装优势，有望成为下一代CPO技术路线之一，正从实验室逐步走向商用验证，长期有望重构数据中心内部光互联格局 [8][48] 1 核心理念：微软提出 MOSAIC 新型光互联技术，从“窄而快”转向“宽而慢” - 传统“窄而快”路径依赖少量高速通道，例如800G链路由8个100Gbps通道组成，面临高功耗、信号完整性挑战及较低可靠性 [11] - 铜缆高速传输因趋肤效应导致传输距离随速率提升而减半，光纤高速传输则因需复杂DSP和FEC补偿导致功耗激增且可靠性下降 [11] - 微软2025年提出MOSAIC“宽而慢”架构，将少量高速串行通道转变为数百个并行的低速光通道，例如使用400个2Gbps通道实现等效800G传输，以降低单通道物理压力 [8][14] 2 Micro LED 光互联方案核心组件和原型系统 - 2.1 Micro LED：高集成、低功耗 - MOSAIC以Micro LED作为高效、鲁棒光源替代传统激光器，其尺寸为几微米到几十微米，与CMOS驱动电路集成可实现高密度并行光发射 [16][19] - Micro LED功耗极低，单个功耗仅为数百微瓦，比传统激光器低几个数量级，在2Gbps速率下只需简单的NRZ调制，无需复杂PAM-4 [29] - 2.2 定制 TIR 微透镜：解决耦合难题 - Micro LED为朗伯发射体，光耦合至光纤困难且易导致通道间串扰 [20] - 基于全内反射原理的定制TIR微透镜，将光束限制在±12°圆锥内，耦合效率比标准微透镜阵列高出2倍以上，实现了高通道密度且几乎零串扰 [20] - 2.3 多芯成像光纤：解决通道数激增难题 - 采用原本用于医疗内窥镜的多芯成像光纤，单根光纤可包含多达10,000个纤芯，能在单根光纤中实现多个MOSAIC通道的多路复用，简化封装并降低成本 [22][25] - 2.4 原型系统 - 微软开发了包含100个通道、每通道2Gbps的端到端原型系统 [23] - 原型机在20米距离下可维持单通道2 Gbps稳定传输；在30米距离下，速率需降至1.6 Gbps以满足FEC要求 [27] - 仿真预测，正式800G模块可在50米距离实现单通道2 Gbps传输；若距离缩短至10米以内，单通道速率有望超过8 Gbps，从而通过增加通道数轻松实现1.6 Tbps或3.2 Tbps总带宽 [27] 3 Micro LED 方案突出优势在于低功耗、高可靠性 - 低功耗：MOSAIC光链路功耗为3.1-5.3瓦（全AOC模式为10.6瓦），较主流基线方案（9.8-12W）降低56-68% [30] - 功耗降低主要得益于未采用DSP、ADC/DAC和CDR等复杂功能，数字后端仅消耗0.4瓦 [30] - 对比传统激光器CPO功耗0.5-1 pJ/bit，Micro LED CPO功耗仅为80 fJ/bit [36] - 以1.6 Tbps产品为例，现行光模块功耗约30W，采用Micro LED CPO架构后整体功耗有望降至1.6W左右，降低近20倍 [45] - 高可靠性：Micro LED结构简单，通过自发辐射发光，无需谐振腔，降低了制造成本并提高了对温度变化的耐受性 [33] - Micro LED工作温度范围宽（-40℃至125℃），在85℃高温下仍能维持90%以上光输出，无需TEC温控；而传统激光器在85℃以上即出现明显性能衰减 [35] - Micro LED与CPO架构互补性强，其低热功耗特性可化解CPO高集成度的散热难题，而CPO的超短电互连路径能充分发挥Micro LED纳秒级调制潜力 [8][36] 4 产业进展及核心发展瓶颈 - 4.1 当前行业处于早期阶段 - Micro LED CPO产业正处于从实验室验证向初步商业化与样品测试过渡的关键阶段 [38] - 微软在2025年8月推出MOSAIC架构，800G原型机已测试成功 [38] - 美国初创公司Avicena展示了其LightBundle™链路，发射端功耗仅为200fJ/bit [38] - 国内公司布局加速： - 华灿光电：Micro LED光通信首批样品已于2026年3月交付海外客户 [40] - 三安光电：Micro LED光源器件已送样国内外头部企业进行模组组装验证 [40] - 兆驰股份：面向Micro LED光互连CPO技术的Micro LED光源芯片已完成研发，处于样品验证测试阶段 [41] - 聚灿光电：实现GaN基蓝绿光与GaAs基红黄光双技术路线量产，850nm红外芯片已适配CPO光通信场景 [41] - 4.2 在核心技术、工艺流程、产业配套等方面，该技术路线还有众多瓶颈 - 材料与波段：光通信需适配850nm、1310nm等特定波段，与显示用可见光波段存在差异，晶圆异质集成难度大 [42] - 调制带宽：光通信场景需实现50GHz以上调制带宽以支撑1.6Tbps以上速率，当前850nm波段样品仅实现25GHz带宽，50GHz以上样品仍处于验证阶段 [42] - 光学耦合：耦合精度需控制在±1~2μm范围内，否则耦合效率损失可达30%以上，工艺容差极低 [43] - 可靠性要求：数据中心光互连要求光功率衰减率低于0.1%/千小时，设计寿命超过25年，要求严苛 [43] - 传输距离：受LED光谱宽、色散大影响，仅适用于<50米的短距互联场景，无法满足中长距传输需求 [43] - 巨量转移：规模化量产需将数百万至数亿颗微米级LED芯片快速、精准转移，对精度与效率要求极高，是核心挑战 [44][45] 5 投资建议 - 投资聚焦上游芯片，关注核心光器件、先进封装与光学组件等进展 [8][48] - 关注Micro LED相关标的：兆驰股份、三安光电、华灿光电、聚灿光电等 [8][48]