Micro LED光通信技术新突破
2026-06-16
随着人工智能的爆发式发展，算力需求的指数级增长驱动数据中心向更高速率、更低功耗快速演进。当前数据中心服务器内部与机柜内部的短距互联方案正迎来从“光进铜退”的历史性切换，传统铜链路与光互连方案各有不足，原本深耕显示领域的Micro LED光器件凭借低功耗、高密度特性成为短距光互连核心光源技术路径之一，避开更快串行解串链路功耗不断上升的问题。uLED光互连目前以蓝宝石基板为主，晶湛半导体此次开发的8-12寸Si基GaN Micro LED 光源产品，取得了电流密度500 A/cm²下的1.6 GHz带宽的标杆级实测成果，Micro LED光源功耗可低于1 pJ/bit，补齐国产高速Micro LED光通信核心器件短板。
数据中心内部短距主流传输方案陷入传输距离、功耗与带宽的三角困局：铜缆成本低但传输距离短，带宽升级后衰减发热问题恶化，难以满足AI高密度机柜需求；激光光模块传输距离远但功耗、成本高，短距场景资源浪费。算力升级倒逼短距互连光化，1-2米机柜内传输空白正是Micro LED光通信的核心落地场景。
对比传统方案，它单位比特能耗更低，可大幅降低AI算力中心功耗与散热成本；兼容性优异，兼容现有链路形态、电气接口与主流及新型协议，无需更改设备可直接替换；传输能力适配需求，单颗速率达GB/s级，阵列可实现TB/s级传输，填补了铜缆与激光间的空白，还具备无电磁干扰特性，传输稳定性更强。
目前已有即插即用产品落地出货，预计2026-2027年加速产业化，2028年形成规模市场；未来2-3年对铜缆替换率可达20%-30%，长期将替代80%以上服务器外部1-2米铜线，整体市场规模有望突破数百亿元。
依托多年 GaN 外延技术积累和CMOS兼容的uLED工艺流程，晶湛半导体从外延材料端着手优化，通过设计制备高质量GaN基多量子阱（MQW）外延结构，有效抑制量子限制斯塔克效应（QCSE）、提升载流子复合速率，同时精细化调整 Micro LED器件结构，缩小有源区面积以降低器件电容、改善RC时延问题。在晶湛半导体与中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所陆书龙课题组合作中测得 500 A/cm²的超低电流注入条件下实现1.6 GHz的-3dB截止频率，器件功耗低于1 pJ/bit，处于行业领先水平。
图1：左)晶湛半导体Micro LED带宽实测S21曲线；
右)Micro LED光源带宽bench mark
晶湛半导体凭借自研8寸、12寸硅基GaN外延技术，借助成熟的晶圆对晶圆（W2W）、芯片对晶圆（D2W）键合工艺实现Micro LED光通信关键性能突破，补齐国内高速互连器件短板。该技术与高带宽存储器所用的现有硬件架构与主流通信协议兼容，精准填补短距传输空白，依托低功耗、低散热、无电磁干扰等优势，将加速数据中心短距互连“光进铜退”演变，深度赋能AI算力产业发展，打开百亿级成长空间。
晶湛半导体简介：
晶湛半导体由业界公认的硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延技术的开拓者程凯博士于2012年创办，坐落于苏州市工业园区，拥有国际先进的氮化镓外延材料研发和产业化基地，致力于为电力电子以及微显示等领域提供高品质氮化镓外延材料解决方案，技术实力处于国际领军地位。通过与全球数百家知名半导体科技企业、高校科研院所客户建立广泛深入的合作，受到国际半导体界的广泛关注和一致好评。晶湛半导体一直秉承着“成为世界领先的第三代半导体材料供应商”的愿景，为客户创造价值。
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所简介：
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所（简称中国科学院苏州纳米所）由中国科学院与江苏省人民政府、苏州市人民政府和苏州工业园区于2006年共同创建。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所根据中国科学院调整科技布局的规划，面向国际科技前沿、国家战略需求与未来产业发展，开展相关领域基础性、战略性、前瞻性研究。建设公共技术平台，为中国现代制造业与高新技术产业发展不断提供新的知识与技术，发挥国家研究机构的骨干与引领作用。
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