AI 数据中心在过去因为电力紧张,就开始研究怎样解决电缆发热这个问题。早期,大家想到的是用激光 CPO,不过这个方案不仅成本高,而且耗电量也特别大。后来有专家发现了一种更省钱、更节能的技术,那就是 Micro LED CPO,它可以把整体能耗减少到传统铜缆的5%,非常有潜力替代现有的光互连方案。 传统的 CPO 是靠多个高速激光通道来传递信号的。比方说,一个800G的光模块通常需要8个100G的高速激光通道。但 LED CPO 不一样,它用了400个甚至更多的2Gbps MicroLED 芯片。这些芯片聚在一起,通过这种化整为零的方式来实现总带宽的叠加。 因为单个 MicroLED 芯片的功耗非常低,所以整个系统的能耗比激光方案少了68%。 LED CPO 和传统 CPO 在很多方面都有很大的不同。首先是光源类型,传统 CPO 用的是 EEL、DFB 或者 VCSEL 这些激光。这些激光有个好处就是单通道速率很高(56G/112G/224G),而且相干性好,适合长距离传输。不过它们也有缺点:驱动和温控系统复杂,成本高,耗电量也大。 而 LED CPO 用的是 Micro LED,这是一种非激光、非相干的光源。它不需要复杂的温控系统,也不用驱动电路。它的单通道速率虽然不高(2–6Gbps),但靠数百个通道并行工作就可以达到高总带宽(比如800G或1.6T)。 另外就是工作频谱方面了。传统激光 CPO 主要在1310nm或者1550nm这两个红外波段工作,属于不可见光。这种激光线宽窄、相干性好,特别适合波分复用(WDM)。而 LED CPO 主要在850nm或者940nm这两个近红外波段工作,还有一部分方案用可见光波段(比如 GaN 基)。它的光谱宽得多(几十 nm),不适合做精细的波分复用。 至于成本和经济性这块儿,LED CPO 也有很大的优势。传统激光 CPO 的成本主要在激光器和驱动电路上。像800G 的模块成本大概在300到500美元之间。而 LED CPO 用的是 GaN 或者 Si 基的 Micro LED 芯片,兼容性好而且直接调制不需要复杂驱动和 DSP/CDR 电路。所以它的单通道成本更低,等大规模量产了之后每 Gbps 的成本甚至可以接近铜缆。 功耗方面更是没得说。传统激光 CPO 每 bit 的功耗在5到10 pJ 之间,800G 的模块大约要5到10瓦电。而 LED CPO 每 bit 只需要1到2 pJ 电,1.6T 的模块只需要1.6瓦电。算下来功耗下降了90%,电费和散热成本也跟着降下来不少。 长期来看趋势更明显。短期内可能因为封装良率的问题初期成本会略高一点。但长期来看随着大规模量产 CMOS 兼容技术的成熟以及无复杂温控和 DSP 的设计优势出来以后,LED CPO 的总成本(CAPEX + OPEX)会明显低于传统激光 CPO。特别是在 AI 数据中心那些短距离(<50米)的场景里优势更大。 总的来说一句话总结:LED CPO 用 Micro LED 替换了激光光源,它的工作波长更短更宽、单通道速率低但靠并行实现了更高的总带宽;而且在成本和功耗上长期看也会更占优势。不过根据业内人士的看法,要想普遍应用起来可能还需要等个三四年的时间呢。