Споживання енергії знизилося на 95%, подолано дилему між світлом і міддю...... Чи стане Micro LED CPO кінцевим рішенням?

Генеративний штучний інтелект підвищує швидкість міжмережевих з’єднань у дата-центрах до 800 Гбіт/с, 1,6 Тбіт/с і навіть вище, тоді як традиційні мідні кабелі наближаються до межі за енергоспоживанням, щільністю та тепловідведенням. Micro LED CPO з концепцією «менш енерговитрат на одиницю + вища інтеграція» стає важливим фактором у переоцінці маршруту технологій міжмережевих з’єднань на ринку капіталу, але остаточне рішення ще залежить від масового виробництва, надійності та темпів впровадження клієнтами.

5 березня акції з концепцією Micro LED різко зросли на ринку А-акцій, зокрема, зупинки цін у таких компаніях, як 聚灿光电, 联建光电, 艾比森, що свідчить про інтерес інвесторів до нових альтернативних шляхів високошвидкісного з’єднання у дата-центрах.

За останніми даними TrendForce, глобальні трансферні швидкості великих дата-центрів вже в середньому досягають 400 Гбіт/с, а з 2025 року попит зросте до 800 Гбіт/с і 1,6 Тбіт/с. У звіті зазначається, що мідні кабелі стикаються з викликами у щільності передачі та енергозбереженні, тоді як Micro LED CPO має значно нижче енергоспоживання на одиницю передачі і може стати альтернативою оптичним з’єднанням, переосмислюючи баланс між вартістю та споживанням енергії у коротких з’єднаннях.

Варто зазначити, що ще минулого року Tianfeng Securities посилалися на дослідження Microsoft та їхню пропозицію MOSAIC, яка використовує архітектуру Micro LED «широка і повільна» для подолання дилеми між оптичним та мідним з’єднанням, а також зазначали, що застосування CPO технології може значно посилити системні переваги Micro LED у зниженні енергоспоживання.

Недоліки мідних кабелів: енергоспоживання та обмежена довжина

За оцінками TrendForce, масштабне застосування генеративного штучного інтелекту вимагає швидкості передачі даних у дата-центрах, що прискорює оновлення пропускної здатності. Після досягнення швидкості понад 800 Гбіт/с мідні кабелі стикаються з проблемами втрат та високого енергоспоживання систем.

Це безпосередньо впливає на операційні витрати. За даними TrendForce, при швидкості 1,6 Тбіт/с мідні кабелі споживають понад 10 пДж/біт, а оптичні модулі — близько 30 Вт, що підвищує витрати та створює теплові навантаження.

Звіт також підкреслює, що енергетичні витрати дата-центрів вже перевищують 30% від загальних операційних витрат, з яких близько 20% припадає на системи передачі даних, а ефективність міжмережевих з’єднань стає ключовим обмеженням для подальшого масштабування обчислювальних кластерів.

Tianfeng Securities у своєму звіті додатково наголошує, що технології з’єднань мають балансувати між довжиною передачі, енергоспоживанням і надійністю: мідні кабелі мають високу енергоефективність і надійність, але обмежені у довжині (<2 м). Навіть із активними мідними кабелями довжина зазвичай не перевищує 5-7 м, а збільшення пропускної здатності ускладнює цю задачу.

Ключові переваги Micro LED CPO: енергоспоживання 1-2 пДж/біт

За умов «перехід пропускної здатності + жорстке енергоспоживання», TrendForce визначає Micro LED CPO як перспективний маршрут із потенціалом заміни. Основна ідея — глибока інтеграція Micro LED чіпів менше 50 мікрон із CMOS-інтерфейсами, а в архітектурі CPO — спільне пакування оптичних компонентів із комутаційними чипами та драйверами для зменшення довжини сигналу, зниження втрат і підвищення стабільності.

За даними досліджень TrendForce, енергоспоживання на одиницю передачі Micro LED CPO може знизитися до 1-2 пДж/біт, що у 5 разів менше, ніж у традиційних мідних кабелів. Наприклад, для оптичного продукту з пропускною здатністю 1,6 Тбіт/с, традиційний оптичний модуль споживає близько 30 Вт, тоді як архітектура Micro LED CPO — приблизно 1,6 Вт, що майже на 95% менше, і має безпосередній вплив на тепловідведення та щільність розміщення у дата-центрах.

Ще однією причиною для інвестицій у цей напрям є високий рівень інтеграції та довговічність Micro LED. Вони мають швидку реакцію, високу стійкість до перешкод і здатність до передачі понад 0,5 Тбіт/мм², що дозволяє економити простір у шафах і задовольняти високі вимоги до щільності розміщення.

Від MOSAIC до CPO: підтвердження системних шляхів зниження енергоспоживання

Tianfeng Securities посилається на дослідження Microsoft і їхню пропозицію MOSAIC, яка використовує Micro LED як передавач і CMOS як приймач, застосовуючи архітектуру WaS (wide-and-slow), щоб замінити кілька високошвидкісних каналів великою кількістю паралельних низькошвидкісних каналів, зменшуючи залежність від лазерів, АЦП/ДАП і складних алгоритмів FEC.

Звіт повідомляє, що Microsoft створила прототип із 100 каналами по 2 Гбіт/с кожен, і тестування показало стабільну передачу на відстані до 30 м, а моделювання — понад 50 м. За даними прототипу, споживання енергії на канал становить лише 0,4 Вт, а загалом — від 3,1 до 5,3 Вт, тоді як у традиційних оптичних лініях — 9,8–12 Вт.

MOSAIC також пропонує масштабування шляхом збільшення кількості каналів. За розрахунками, для 800 Гбіт/с потрібно близько 400 Micro LED каналів без урахування резерву, а з додаванням ECC кількість може зрости до 460 каналів із можливістю резервування для підвищення надійності. Tianfeng Securities також підкреслює, що застосування CPO дозволить ще більше підвищити ефективність, оскільки швидкість міжчіпових з’єднань буде нижчою, що зменшить енергоспоживання та ускладнення системи.

Промисловий ланцюг: зовнішні елементи, мікросхеми, масове перенесення, передові пакети та оптика

Якщо Micro LED CPO стане комерційним продуктом, зростання не обмежиться лише заміною джерел світла, а й вимагатиме системного розвитку виробничих і пакувальних технологій. Три ключові сегменти — зовнішні елементи та мікросхеми, масове перенесення та передові пакети, а також оптичні компоненти і приймачі.

• Триань Гуо-Ді — провідний виробник у галузі compound semiconductor в Китаї, має найбільший внутрішній потенціал виробництва Micro LED зовнішніх елементів, побудував 6-дюймову лінію масового виробництва, а також має можливості для виготовлення оптичних чіпів для комунікацій, які вже проходять тестування у ключових клієнтів.
• Huacan Optoelectronics — один із лідерів у технологіях Micro LED у Китаї, має першу у світі 6-дюймову лінію масового виробництва з понад 90% вихідної якості, а зразки оптичних компонентів для короткочасних оптичних з’єднань у AI-серверах вже передані для тестування провідним клієнтам.

З точки зору компонентів, Tianfeng Securities вважає, що при масштабуванні MOSAIC Micro LED, найбільше вигід отримають Micro LED, багатокамерна оптична фібра, TIR-лінзи, CMOS-датчики та оптичні з’єднувачі Micro LED.

Ризики та обмеження

        Ринок має ризики, інвестиції — під ризиком. Цей матеріал не є інвестиційною рекомендацією і не враховує індивідуальні цілі, фінансовий стан або потреби користувачів. Користувачі повинні самостійно оцінити відповідність рекомендацій їхнім обставинам.