電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌） 隨著生成式AI產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，全球數(shù)據(jù)中心對(duì)高速傳輸?shù)男枨蟪手笖?shù)級(jí)攀升，傳統(tǒng)銅纜方案在傳輸密度與能耗控制上已逼近物理極限，CPO（共封裝光學(xué)）作為破解AI算力傳輸瓶頸的核心技術(shù)，正迎來技術(shù)路線的多元化迭代。Micro-LED憑借極致的能耗優(yōu)勢(shì)、高集成潛力與成熟的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，從傳統(tǒng)顯示領(lǐng)域跨界延伸，成為CPO方案中極具顛覆性的新型光源選擇，因此Micro-LED近期也受到行業(yè)的廣泛關(guān)注。

在CPO光源方案中，根據(jù)集成形態(tài)來區(qū)分，一般分為外部激光源（ELS）和集成激光源（ILS）。ELS顧名思義是將光源獨(dú)立封裝，需要通過保偏光纖將激光耦合至光引擎內(nèi)部，作為光引擎外的一個(gè)獨(dú)立制造的部件，同時(shí)需要獨(dú)立散熱。ELS由于可靠性高、制造難度較低、目前是量產(chǎn)CPO方案的主流路線。

ILS則是激光器與PIC（光子集成電路）采用單片或異質(zhì)集成的方式，和光引擎、驅(qū)動(dòng)電路等封裝在同一模塊內(nèi)，集成度更高。從性能上看，ILS的方案尺寸更緊湊，信號(hào)損耗低，但工藝復(fù)雜、散熱難度大，目前仍未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

而光源上，目前的CPO方案一般采用DFB 激光器或是VCSEL作為發(fā)光器件。但除了激光發(fā)射器件之外，還需要大量的外圍組件，包括溫控（一般采用TEC制冷）、偏振控制組件、獨(dú)立驅(qū)動(dòng)模塊等，組件復(fù)雜且體積不小，所以目前量產(chǎn)方案基本采用ELS的形態(tài)。

未來ILS的方案，為了光源與光引擎等集成到一個(gè)模塊，就需要更小體積的光源，那么Micro-LED作為CPO行業(yè)中關(guān)注的一個(gè)方向，也主要得益于Micro-LED的特性：

低功耗：Micro-LED的能效極高，相比于傳統(tǒng)激光器（如 VSCEL 或 EML），Micro-LED 在小電流驅(qū)動(dòng)下即可發(fā)光，且具有較高的外量子效率。根據(jù)TrendForce的分析，在1.6 Tbps光學(xué)通信產(chǎn)品中，傳統(tǒng)光收發(fā)模塊功耗約30W，而采用Micro-LED的CPO架構(gòu)可將功耗降至約1.6W，降低近20倍。這使得它特別適合AI數(shù)據(jù)中心的高密度部署，能將整體功耗控制在銅 基方案的5%以內(nèi)。功耗的降低，也能大幅降低熱管理的難度以及成本。

高帶寬與低延遲：Micro-LED支持高密度陣列集成，可實(shí)現(xiàn)并行多通道傳輸，滿足AI集群的規(guī)模擴(kuò)展需求。在CPO中，Micro-LED可直接調(diào)制信號(hào)，無(wú)需復(fù)雜的激光轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步降低延遲。

小型化和可靠性：Micro-LED尺寸通常在100μm以下，甚至可以做到幾個(gè)微米，便于與硅光子集成，適用于2.5D或3D封裝。同時(shí)，其固態(tài)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了耐用性，適合數(shù)據(jù)中心的長(zhǎng)期運(yùn)行。

兼容性：Micro-LED可與現(xiàn)有CMOS工藝結(jié)合，避免了傳統(tǒng)激光器的復(fù)雜量子阱設(shè)計(jì)問題。

因此，Micro-LED 作為一種非相干光源，雖然不適合長(zhǎng)距離骨干網(wǎng)，但在 CPO 架構(gòu)內(nèi)部或在服務(wù)器機(jī)柜內(nèi)的板卡之間，傳輸距離往往在幾厘米到幾米之間，這種超短距離、大并行、高帶寬的場(chǎng)景下，其成本和功耗優(yōu)勢(shì)將被無(wú)限放大。

不過目前目前Micro-LED的調(diào)制帶寬大多在GHz級(jí)別，相比于光通信主流的25GHz甚至 50GHz仍有差距，要真正在CPO中落地商用還需要解決巨量轉(zhuǎn)移和調(diào)制速率的問題。
目前，Micro-LED芯片國(guó)內(nèi)主要有三安光電、華燦光電、晶合光電、聚燦光電等廠商布局光通信Micro-LED產(chǎn)品；海外方面，艾邁斯歐司朗、日亞等廠商在Micro-LED也有非常深厚的技術(shù)積累。

而Micro-LED在CPO的應(yīng)用，目前Avicena處于行業(yè)領(lǐng)先的地位，其LightBundle平臺(tái)采用Micro-LED陣列作為CPO光源，在去年年底公司宣布其發(fā)射端（Tx）功耗已降至 80 fJ/bit，整條鏈路的系統(tǒng)功耗低于 1 pJ/bit，僅為傳統(tǒng)可插拔光模塊或硅光方案的1/5到1/10。同時(shí)LightBundle平臺(tái)目前已穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)單路 4 Gbps 的直接調(diào)制速度，實(shí)驗(yàn)室最高突破了 10 Gbps。

另外，聯(lián)發(fā)科在今年2月也宣布掌握自主研發(fā)的Micro-LED 光源技術(shù)，主要用于AOC（主動(dòng)式光纜）和短距芯片互連，預(yù)計(jì)在今年4月的OFC大會(huì)上正式亮相。

臺(tái)積電則與Avicena合作，利用先進(jìn)封裝技術(shù)，探索將Micro-LED陣列與硅基驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行混合鍵合。

小結(jié)：

Micro-LED憑借極致的能耗優(yōu)勢(shì)、高集成潛力與良好的兼容性，為CPO方案提供了全新的技術(shù)路徑，精準(zhǔn)契合AI數(shù)據(jù)中心短距高速傳輸?shù)暮诵男枨?，其?yīng)用前景廣闊。當(dāng)前，雖然Micro-LED在CPO方案中的應(yīng)用仍面臨技術(shù)成熟度、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、成本控制等多重挑戰(zhàn)，但隨著全球科技巨頭的持續(xù)布局、產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)力以及技術(shù)的不斷迭代，這些瓶頸將逐步突破。