2.75GHz!氮化镓MLED,给数据中心短距光互联另一条答案

2026-11-11 09:24:051℃


AI算力集群功耗压力持续走高,除了液冷、先进封装,板间/封装内短距光互联正在迎来新的技术分支。最新氮化镓量子阱Micro‑LED实现2.75GHz调制带宽,为Micro‑LED CPO路线补上关键验证。
AI大模型持续扩容,数据中心内部90%通信都属于10米以内短距互联,也就是芯片之间、板卡之间、机柜内部的信号传输。当前主流方案依靠激光器,性能强,但功耗高、发热大,持续拉高机房PUE,高密度算力集群的能耗瓶颈越来越突出 。
近日,美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校联合圣母大学团队刷新量子阱LED光学开关世界纪录:5μm氮化镓量子阱微型LED,光调制带宽达到2.75GHz,功耗仅25mW,成果刊发于《IEEE电子器件快报》,有望成为短距光互联场景激光器的低功耗替代方案 。
很多人会疑惑:LED不是用来做显示的吗,怎么用来传高速数据?过去普通Micro‑LED调制带宽大多只有几百MHz,速度短板明显,行业一直质疑它能不能用于高速光通信。这次实验给出了清晰结论:器件尺寸不是越小越好,经过多轮对照测试,5微米是综合带宽、功耗、阻抗匹配的最优平衡点;缩小器件可以降低结电容、提升调制速度,但继续往更小尺寸走,接触电阻、阻抗失配问题会反过来拖累性能。
它的核心思路,就是我们持续跟踪的Micro‑LED CPO并行路线:不靠单通道超高速率,而是靠大量低速通道并行叠加,走“宽而慢”的架构。✅ 优势:功耗显著低于传统激光器,散热压力更小,适合GPU封装内、板间、机架内短距互联;⚠️ 局限:单通道速率有限,不适合长距骨干传输,和激光器CPO是互补关系,不是直接替代。
这条技术突破,会带动哪些产业链环节?
1. 氮化镓Micro‑LED外延与芯片和显示用Micro‑LED需求完全不同,通信级高速Micro‑LED对缺陷控制、高频阻抗、电流均匀性要求严苛,是这条路线的核心源头。2. 共封装光学CPO、硅光集成、微光学阵列光源是CPO的核心部件之一,该成果验证了Micro‑LED光源方案可行性,利好并行光收发组件、耦合、微组装工艺迭代。3. 巨量转移、先进封装、微检测设备想要实现上百通道并行阵列,需要把海量微型LED精准转移、键合、和硅光衬底集成,对固晶、转移、在线检测设备提出新需求。4. GaN衬底、MOCVD、前驱体材料高速氮化镓外延对薄膜质量、均匀度要求更高,带动上游化合物半导体设备与材料需求。5. 配套高速光电探测器阵列光通信是收发一体,光源突破之后,匹配的接收端PD阵列也需要同步迭代。
一句话总结:这次突破最大价值,是给Micro‑LED CPO这条并行光互联路线,补上了关键的器件层面验证,证明路线逻辑自洽;中长期看,是算力机房降功耗的重要备选方向,但短期属于前沿技术题材,需要持续跟踪厂商样品、云厂商实测数据两大信号

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