Nature子刊报道Micro-LED光互连攻关AI算力瓶颈 ——上照协副会长单位、产学研融合专委会主任单位复旦大学电光源研究所再传捷报

　　随着AI集群规模持续扩张，芯片间数据传输正成为限制下一代计算性能的核心瓶颈之一。传统电互连在带宽密度、功耗和热管理方面面临日益严峻的挑战，而光互连被视为突破这一瓶颈的关键路径。

　　近日，复旦大学田朋飞教授团队与北京大学沈波教授团队联合攻关，成功研发出基于金刚石衬底的长波长InGaN Micro-LED光互连平台，相关成果发表于《自然.通讯》(Nature Communications)，被期刊编辑推荐为编辑精选(Featured)论文。依托该技术，团队孵化成立光擎源(上海)科技有限公司(全球品牌Nexilumen)，由复旦科创和复容投资共同完成数千万元种子轮投资。光擎源已成为未来谷C8创新源首批八大重点未来产业项目之一，正式入驻运营。

　　从论文到产品：

　　颠覆式突破如何走出实验室

　　田朋飞教授课题组长期深耕第三代半导体Micro-LED器件领域。此次发表于《自然.通讯》的研究，融合了长波长InGaN外延、三量子阱有源区设计、金刚石异质集成、转移印刷以及双光子微透镜制造等多项关键技术。

　　与传统VCSEL或硅光解决方案不同，Micro-LED具有无阈值工作、极小的器件电容、优异的CMOS兼容性以及天然的二维可扩展性，使其成为高密度光互连架构的理想候选方案。

　　所制备器件的关键性能指标为，黄光Micro-LED调制带宽达到2.85GHz，红光Micro-LED调制带宽达到2.59GHz，实现1.5Gbps光传输，驱动电流密度低至6.25A/cm，发射端能效低至0.056pJ/bit。

　　在6.25A/cm的极低电流密度下，黄光Micro-LED电-光调制带宽达到2850.4MHz，为迄今已报道的同等电流密度条件下Micro-LED带宽的国际最高值，为实现超低功耗Micro-LED光互连奠定了器件基础。

　　在此基础上，团队搭建了完整光互连系统，在1.5Gbps通信速率下经通信链路与算法优化，发射端能效达到0.056pJ/bit，为目前已报道的Micro-LED光互连最低功耗纪录。

　　研究同时表明，金刚石衬底有效抑制了自热效应，相比传统玻璃衬底显著改善了热管理能力，从而实现了高速运行。这是首次将长波长InGaN Micro-LED、金刚石集成、转移印刷与光通信整合为统一平台，服务于未来光输入输出应用的工作。

　　目前团队正进一步优化系统算法，推进CMOS驱动电路与Micro-LED阵列的单片/异质集成，预期近期可构建1.6Tbps量级的光互连系统样机，为下一代AI算力集群的CPO与芯片间光I/O提供国产可落地方案。

　　产学研深度融合

　　助力照明产业向光通信跃迁

　　作为上海市照明电器行业协会副会长单位及产学研融合专委会主任单位，复旦大学电光源研究所始终致力于推动照明产业的技术升级与跨界融合。

　　此次Micro-LED光互连技术的突破，正是研究所践行产学研协同创新理念的又一重要成果——将照明领域深耕多年的光电器件技术，拓展应用于AI算力基础设施这一战略新兴领域，为照明行业的技术边界拓展与产业生态重构提供了新的方向与示范。

　　传承"中国电光源之父"精神

　　田朋飞教授现任复旦大学电光源研究所支部书记——研究所由"中国电光源之父"蔡祖泉先生1978年创立，而从蔡先生1960年研制出我国第一盏"争气灯"算起，到今日金刚石基Micro-LED攻关AI光互连，已跨越逾一甲子，恰是复旦电光源学脉的传承与跃升。

　　这一传承如今通过上海祖泉创新转化研究院得以延续。祖泉研究院以蔡祖泉先生命名，面向科创种子项目的"0.8-3"阶段，承担链接器和放大器的角色。光擎源作为祖泉研究院在未来谷C8创新源中培育未来产业项目的具体样本，获得了从知识产权服务、孵化场地支撑到概念验证资金的全链条支持。复旦大学技术转移中心已完成专利布局，以独占许可方式注入光擎源。

　　这一落地同时依托于田朋飞团队在Micro-LED光通信领域近二十年的持续耕耘——团队先后实现单颗蓝光Micro-LED通信速率>10Gbps、绿光>9Gbps等单器件国际领先成果，并完成2通道20Gbps、16通道37Gbps多通道系统验证，在高带宽InGaN材料外延、器件结构、探测器集成及通信系统算法等核心环节形成完整技术积累；其中多通道阵列化正是推进Tbps级光互连系统的关键路径，此次金刚石基长波长器件的突破与前述积累叠加，为《自然.通讯》级别的延续与跃升。

　　复旦科创的"耐心资本"逻辑

　　作为专注于硬科技早期投资的专业机构，复旦科创致力于"做科学家最早、最坚定的资本伙伴"。光擎源(Nexilumen)将实验室创新转化为实用产品，包括光输入输出引擎、芯片间光互连、AI加速器光链路、光芯粒以及未来的共封装光学系统。随着AI计算对更高带宽和更低能耗的需求不断攀升，基于Micro-LED的光互连有望成为现有光电子平台的重要补充技术，被视为继VCSEL之后、面向CPO时代的新一代片间/板级光I/O候选方案之一。

　　协会视角：

　　从照明到光通信的产业跃升

　　上海市照明电器行业协会长期关注会员单位的科技创新与成果转化。光擎源项目的成功孵化，展现了协会产学研融合专委会在推动前沿技术从实验室走向产业应用方面的积极作用。协会将持续支持会员单位在新型显示、光通信、智能照明等交叉领域的探索，助力上海照明产业在AI时代实现高质量发展与价值跃升。

　　 FUTURE TECHNOLOGY