红杉投的不仅是芯片设计:Micro-LED光互连封装中,光学级底部填充胶的卡点在哪?
▲ 玻璃基CPO封装概念示意图(示意图,非真实产品)
红杉中国领投、三安光电跟投——这家成立仅1个月、注册资本50万元的公司,凭什么让产业资本和头部财务资本同时下注?答案不在PPT里,而在封装车间那层看不见的光学级底部填充胶上。
星火辰光2026年9月4日成立,10月中旬即宣布完成天使轮融资。其Micro-LED光互连芯片样品在500A/cm²电流密度下实现了3.5GHz带宽,每比特功耗低至1pJ以下,热稳定性达125°C[1]。但比这些参数更值得材料圈关注的,是元旭半导体在合作中的角色——它负责Micro-LED芯片工艺优化、巨量转移技术和玻璃基集成光电封装[1]。三安光电跟投的逻辑也在这里:三安是国内最大LED芯片厂商,Micro-LED光互连从实验室走向量产,最大的卡点不是晶圆制造,而是封装——尤其是那层决定几百个Micro-LED能否同时与光纤高效耦合的封装胶。
Micro-LED光互连芯片——基于自发辐射发光、无需达到激射阈值,通过数百个中低速通道并行传输,以"宽而慢"架构实现高聚合带宽[2]——正在改变AI数据中心短距互连的技术路线。与传统硅光CPO使用硅基板不同,Micro-LED CPO采用玻璃基板,玻璃的光学透过率更好,但CTE(约3.3ppm/°C)与硅芯片(约2.6ppm/°C)存在差异,温度循环下仍会产生应力。这意味着封装材料必须在填充微间隙的同时,兼顾光学透明、低温固化和CTE匹配三重约束。
▲ Micro-LED Flip Chip底部填充工艺示意图(示意图,非真实产品)
光学级底部填充胶属于芯片级底部填充胶(6.1品类)中针对光学封装场景的细分类型。它与传统CUF的核心差异体现在四个维度:
第一,透光率。 光学级Underfill要求可见光波段透过率>98%(如YINCAE UF 66UV实测数据)[4],而传统CUF因含碳黑填料完全不透明。Micro-LED发光角度达120-150°,耦合精度需微米级对准[1],封装胶的任何光学衰减都会直接降低耦合效率。
第二,固化温度。 传统Underfill需要100°C/30min + 150°C/1-2h的阶梯固化,但Micro-LED热稳定性仅125°C[1],高温固化会损伤器件。光学级Underfill可实现UV快速固化+60°C低温热固化(UF 66UV)[4],匹配热敏光学器件的工艺窗口。
第三,黄变控制。 光学封装对长期稳定性要求苛刻。UF 66UV在PCT+5次260°C回流焊后仍无黄变[4],而普通环氧树脂在光热老化下易发生黄变,导致光输出衰减。
第四,离子纯度。 两者均要求Cl⁻≤5ppm、Na⁺≤5ppm,但光学级对金属离子更敏感——离子迁移会在电场作用下形成污染通道,影响光学性能。
▲ 光学级Underfill(透明)vs 传统CUF(不透明)对比示意图(示意图,非真实产品)
为什么不是普通底部填充胶?普通CUF的设计目标是机械保护和焊点加固,碳黑填料提供吸湿性和应力缓冲,但完全不透光。为什么不是灌封胶?灌封胶粘度通常>5000cP,无法通过毛细作用填充10-50μm的die-to-substrate细间隙——这个间隙尺寸是常识库6.1明确的核心约束。
玻璃基CPO封装的工艺挑战不止于材料选型。首先是CTE失配:玻璃基板与硅芯片在温度循环下的CTE差异会产生剪切应力,Underfill的模量(5-15GPa)和CTE(20-40ppm/°C)需要在缓冲应力和保持对准之间找到平衡。其次是双固化工艺窗口:UV固化提供初始定位,低温热固化完成最终交联,两阶段的时间和温度参数需要与产线节拍精确匹配。第三是数百个Micro-LED同时封装的一致性——任何气泡或填充不完全都会导致局部光学耦合效率损失,这在"宽而慢"多通道并行架构中会被放大为整体带宽劣化。
从供应链角度看,光学级Underfill目前可选方案正在增多。YINCAE的UF 66UV已明确面向MicroLED/硅光子/VCSEL/LiDAR等光学封装场景[4];善柔科技设有独立的"Micro LED CPO光互联封装功能介质"产品线,其封装介质体系包括光学集成层、光色改善层和底部填充层,并已批量供货三安光电、兆驰、华星光电等头部企业[3]。但需要注意的是,目前公开的产品数据多为厂商自测,缺乏玻璃基CPO封装场景下的第三方实测验证数据,具体选型参数仍属待验证假设。
TrendForce预测Micro-LED CPO光收发模组市场有望于2030年达到8.48亿美元[1],2028年开始放量。但当前Micro-LED CPO方案的成本仍是铜缆的5至10倍[1],光学耦合效率仍是最大的技术卡点。在这一背景下,光学级底部填充胶作为封装环节的关键材料,其产业化进度将直接影响Micro-LED光互连从样品到量产的跨越。对于材料工程师而言,当下需要关注的不是"有没有光学级Underfill",而是"手头产品的透光率、固化温度和黄变控制数据,能不能过玻璃基CPO封装的工艺验证"。
已有量产案例:
YINCAE UF 66UV(UV/热双固化底部填充胶,可见光透过率>98%,60°C低温热固化)——适用于MicroLED显示器、硅光子器件、VCSEL与LiDAR模块。来源:https://www.eet-china.com/info/75254.html[4]
善柔科技Micro LED CPO光互联封装功能介质——善柔科技官网确认有独立CPO光互联封装功能介质产品线。来源:https://www.sunrolltech.com/list-1.html / https://36kr.com/p/3978738178849537[3]
常见问题(FAQ):
Q:光学级Underfill能不能直接替代传统CUF用于非光学Flip Chip封装?A:可以但不经济。光学级Underfill成本显著高于传统CUF,非光学场景使用会浪费透光率和黄变控制性能。传统CUF的机械保护和应力缓冲性能在常规场景已足够。
Q:UV+低温热固化的双固化工艺有什么坑?A:UV固化深度有限,厚胶层可能存在固化不完全区域;低温热固化交联密度低于高温固化,长期可靠性需额外验证。建议做切片分析确认固化均匀性。
Q:玻璃基CPO封装中光学级Underfill不适合什么情况?A:不适合间隙>50μm的场景(应选板级Underfill或灌封胶);不适合需要频繁返修的场景(Underfill固化后不可返修);不适合对成本极度敏感的大宗消费电子产品。
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参考资料:
[1] 新浪财经:《成立一月获红杉领投,北京这家企业要突破AI算力功耗墙》,2026-10-16,https://finance.sina.cn/2026-10-16/detail-inivmpqz6924469.d.html
[2] 科创板日报:《星火辰光完成天使轮融资 红杉中国领投》,2026-10-15,https://m.chinastarmarket.cn/detail/2505947
[3] 36氪:《显示效果的瓶颈不在芯片,在"一层材料"上:善柔科技用AI+封装介质,切入Mini/Micro LED卡脖子环节》,2026-09-15,https://36kr.com/p/3978738178849537
[4] 电子工程专辑:《英凯(YINCAE)推出UF 66UV:适用于先进光学封装的紫外/热双固化底部填充材料》,2026-07-20,https://www.eet-china.com/info/75254.html