【產(chǎn)通社，5月30日訊】光纖接入（FTTx）正在以微納尺度向半導(dǎo)體芯片內(nèi)進(jìn)攻，在2025年美國(guó)光纖通訊展覽（OFC 2025）上，microLED在芯片光互連的應(yīng)用備受關(guān)注，預(yù)計(jì)將成為下一代高效能運(yùn)算與光通訊的關(guān)鍵技術(shù)。
傳統(tǒng)上，可插拔模塊將光纖連接到機(jī)架，在機(jī)架上轉(zhuǎn)換電信號(hào)和光信號(hào)，最突出的光學(xué)小芯片設(shè)計(jì)使用激光器和調(diào)制器將電子比特編碼到多個(gè)波長(zhǎng)的光纖上。但是，這種基于激光的光學(xué)互連的主要挑戰(zhàn)是激光器本身，即必須開發(fā)環(huán)形諧振器和梳狀激光器等新組件，這些東西需要很長(zhǎng)時(shí)間才能成熟，激光和光纖附件在可靠性、制造和成本方面造成了最大的問題。
目前，microLED憑借高亮度、低功耗及高速開關(guān)特性，成為可見光通訊（VLC）、芯片對(duì)芯片光互連及硅光子共封裝（CPO）的理想方案，可用于超高分辨率顯示、智慧穿戴、高速光通訊及異質(zhì)整合芯片。

Avicena公司LightBundle互連

臺(tái)積電（TSMC）正將其研發(fā)押注在美國(guó)初創(chuàng)公司Avicena這匹黑馬上，與其合作生產(chǎn)基于microLED的光學(xué)互連芯片。該技術(shù)是用光學(xué)連接取代電氣連接的實(shí)用轉(zhuǎn)折，以低成本、節(jié)能的方式滿足越來越多的GPU之間的高通信需求。
Avicena公司的共封裝光學(xué)器件（CPO）擺脫了這些能源效率低下的可插拔收發(fā)器，讓CPO在半導(dǎo)體硅芯片本身附近進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換。LightBundle互連通過多芯成像光纖將數(shù)百個(gè)藍(lán)色microLED連接到光電探測(cè)器陣列，然后將其解析為單獨(dú)的通道，每10GB/s數(shù)據(jù)通道一根。發(fā)射器就像一個(gè)微型顯示屏，探測(cè)器就像一個(gè)相機(jī)。
Avicena首席執(zhí)行官Bardia Pezeshki表示：“我們正在做沒有激光器復(fù)雜性的光學(xué)互連�！币粭l每條通道只有300個(gè)像素、速度為10Gb/s的簡(jiǎn)單光鏈路可以延伸10米的距離，凈傳輸總量為3Tb/s。由于顯示器和攝像頭可以擴(kuò)展到數(shù)百萬像素，該技術(shù)能以比銅線低得多的能量和高得多的密度擴(kuò)展到更高的數(shù)據(jù)速率。
Avicena官宣的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是，他們的技術(shù)利用了LED、攝像頭和顯示器等所有成熟的行業(yè)技能。與開發(fā)新的構(gòu)建塊相比，LightBundle互連設(shè)計(jì)只需要對(duì)現(xiàn)有的相機(jī)和顯示技術(shù)進(jìn)行微小的修改。
目前，LightBundle原型已經(jīng)展示了整個(gè)鏈路的亞pJ/bit能耗，而其他光學(xué)方法“正在努力展示”5pJ/bit能耗潛力。

鴻海突破多波長(zhǎng)microLED技術(shù)

鴻海官網(wǎng)新聞稿顯示，其半導(dǎo)體所研究團(tuán)隊(duì)攜手臺(tái)灣大學(xué)以及沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，成功突破多波長(zhǎng)microLED技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速可見光通訊與芯片間光互連。此技術(shù)突破不僅為高速VLC、芯片間光互連及硅光CPO應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，也為未來光通訊商業(yè)化開辟新道路。
該研究采用半極化外延技術(shù)制作藍(lán)光與綠光microLED，并為黃光與紅光microLED設(shè)計(jì)應(yīng)力釋放層，減輕量子侷限史塔克效應(yīng)（QCSE）。透過mesa設(shè)計(jì)、C型電極、原子層沉積（ALD）鈍化及分布式布拉格反射鏡（DBR），優(yōu)化元件性能。藍(lán)光microLED以DMT調(diào)變技術(shù)達(dá)7.12 Gbit/s傳輸速率，綠光達(dá)5.36Gbit/s，黃光與紅光microLED利用QAM-OFDM技術(shù)，分別達(dá)3Gbit/s與2.25Gbit/s，均滿足前向錯(cuò)誤更正（FEC）極限3.8×10-3。在短距離自由空間光傳輸測(cè)試中，RYGB microLED展現(xiàn)優(yōu)異色彩與數(shù)據(jù)傳輸性能，色域圖亦顯示其在顯示應(yīng)用潛力。
在芯片間光互連與硅光子CPO應(yīng)用中，microLED與硅光子芯片整合，提供高頻寬、低功耗光學(xué)互連，提升資料中心數(shù)據(jù)吞吐量。結(jié)合波分多工（WDM）技術(shù)，microLED支援多通道并行傳輸，增強(qiáng)傳輸容量，為下一代通訊提供高效方案。

剪報(bào)來源：
https://spectrum.ieee.org/microled-optical-chiplet
https://www.honhai.com