近日，台积电宣布将与位于美国加州森尼维尔的初创公司 Avicena 合作，共同推进基于 microLED 的光互连技术。这一创新方案并非传统激光路径，而是通过微型LED替代铜线通信，致力于以更低成本和更高能效满足AI集群日益增长的数据传输需求。
随着大语言模型等AI技术的迅猛发展，AI集群面临着前所未有的数据量、带宽、延迟和传输速度挑战。为了满足这些高强度的通信需求，传统铜线连接将难以为继，光互连技术势在必行。台积电副总裁蔡杰荣表示：“现在业界正在努力将光互连尽可能贴近主板。”这也正是与Avicena合作的原因之一。
Avicena 提出了一种独特的解决思路：利用数百个蓝色 microLED 与成像光纤配合，实现数据的高速传输。他们的模块化 LightBundle 平台绕过了传统激光方案中复杂且易出问题的激光器系统，从而在降低功耗、成本和提高可靠性方面更具优势。蔡杰荣坦言：“这方法确实很另类！但它非常适合短距离通信场景，这也恰恰体现了它的独特价值。”
告别激光
目前，数据中心的光通信通常通过数十到数百米的光纤高速传输数据，靠插拔式光模块实现电光转换。但这些模块存在功耗高、成本大、效率低的问题。为此，业界正在积极推动“共封装光学”（CPO）技术的发展，将光模块紧邻芯片封装，实现更高效率的转换。尽管交换芯片上的CPO技术已有商用版本，但GPU端的原型仍处于试验阶段。当前多数光互连设计仍需依赖激光器和调制器将电信号编码成多波长的光信号。
然而，激光器始终是光互连的一大难题。无论是制造复杂度、成本控制还是长期稳定性，激光器都成为“卡脖子”的关键部件。此外，当一个光纤同时承载多个GPU到交换芯片的通道时，为了多路复用，必须使用多波长方案，这又会引入额外的计算开销。相比之下，如果每条数据通道对应一个独立的物理光纤，则系统设计和处理都更为简单高效。
Avicena 的技术正是基于这种理念。他们的 LightBundle 技术用多核成像光纤分别连接每一条数据通道，将蓝色 microLED 发出的光信号传输至光电探测阵列。换句话说，发送端就像一个小型显示屏，接收端则类似一组微型摄像头。“我们打造的是一种无需激光器的光互连解决方案，”Avicena CEO Pezeshki 解释道。
仅需 300 个像素，每通道10Gb/s的传输速率，就可实现 3 Tb/s 的总带宽，覆盖10米距离。而由于摄像头和显示器技术本就可扩展至百万级像素，该方案具备远超铜线的带宽密度和能效表现。
图：台积电押注非传统光学技术
成熟产业带来的加速效应
Avicena 最大的优势之一是充分利用了现有的LED、摄像头和显示器产业链。“我们用成熟的产业模块进行组合创新，远比从零开发激光器和新型调制器的效率高。”Pezeshki 表示。相比之下，硅光子技术虽然已深耕三十余年，但其关键器件如环形谐振器和频率梳激光器仍处于缓慢成熟过程中，难以大规模落地。
正因如此，台积电选择为 Avicena 提供关键的光电探测器阵列生产支持。蔡杰荣指出：“LED 是一个高度成熟的消费类电子产业，产品成本低、功耗低、冗余设计简单，非常适合十米以内的机架内互连。”这种天然优势意味着未来不仅具备良好的规模化前景，成本控制也会更加灵活。
Pezeshki 补充称，目前 LightBundle 原型系统已经实现了低于 1 皮焦耳/比特（pJ/bit）的能耗，而主流硅光子方案仍在努力突破 5 pJ/bit 的能效瓶颈。“虽然我们还有许多工作要做，但用成熟组件拼出优异性能的这条路径，已经正在赢得越来越多支持者。”他说道。
这场关于“下一代AI数据中心光互连”的技术竞赛，或许已经迎来了真正的“黑马”。
