--Det dybe gennembrud i Kinas belysningsindustri fra transportøren til kernen af computerkraftinfrastruktur
Når kunstig intelligens' computerkraft eksploderer med en tredobbelt årlig vækstrate, og globale datacentre falder ned i en flaskehals i den umulige trekant af " transmissionsafstand, energiforbrug og pålidelighed, gennemfører " lys, den ældste lysbærer i den menneskelige civilisations historie, en banebrydende værdirekonstruktion. Det er ikke længere blot et værktøj til at oplyse rummet, men er blevet den centrale infrastruktur, der understøtter driften af computerkraft og dataflow i AI-æraen.
For nylig har A-aktiernes MicroLED-sektor sat gang i en daglig limit-vanvid. Sanan Optoelectronics, Huacan Optoelectronics og andre konceptrelaterede aktier er fortsat med at styrkes og er blevet det mest profitable afsætningsmarked uden for AI-computerkraft. Det, der udløste denne markedsrunde, var MicroLED CPO-teknologien, der gik fra belysningsdisplayindustrien til AI-computerkraft - den kan direkte reducere strømforbruget for optisk transmission til 5% af den traditionelle kobberkabelløsning, det samlede energiforbrug faldt med 95%, og energieffektiviteten steg næsten 20 gange. Fra Fudan University og Nanjing University, der successivt brød igennem kerneteknologien inden for optisk Micro LED-kommunikation, til det aktive optiske Micro LED-kabelsystem, der er udviklet i fællesskab af Microsoft og MediaTek, der fuldfører proof of concept, til internationale giganter som ams OSRAM og Marvell, der laver planer, har førende indenlandske belysningsdisplayvirksomheder intensivt fulgt op på og afsløret de seneste fremskridt inden for industrialiseringen. En industriel revolution udløst af "light" er begyndt. For Kinas belysningsindustri er dette ikke kun en historisk mulighed for at slippe af med den traditionelle skinne og åbne den anden vækstkurve, men også en kritisk vinduesperiode for springet fra en belysningsproduktionskraft til en global lysteknologikraft.
1. AI-computerkraft eksploderer og rekonstruerer kerneværdien af lys: fra at "oplyse verden" til at "forbinde computerkraft"
Enhver iteration i belysningsindustrien stammer fra udvidelsen af lysets værdigrænse. I den første industrielle revolution fra glødelamper til LED har vi opnået energibesparende og solid-state-opgraderinger inden for belysningsteknologi. Kerneværdien af lys har altid centreret sig om de to kernescenarier: visuel belysning og informationsvisning. AI-æraens ankomst bryder fuldstændigt med denne traditionelle opfattelse - den tredje kerneværdi af lys, nemlig højhastighedsdataforbindelse, stiger med en hidtil uset hastighed og bliver den underliggende hjørnesten, der understøtter udviklingen af den digitale økonomi og AI-industrien.
I øjeblikket stiller træning og inferens af store AI-modeller ekstreme krav til båndbredde, latenstid og energiforbrug i computerklynger. TrendForces seneste undersøgelse viser, at specifikationer for dataoverførselshastigheder på ≤400 Gbps er blevet introduceret i et stort antal datacentre hos globale cloud-udbydere. Fra 2025 til i dag fortsætter markedsefterspørgslen med at presse transmissionsspecifikationerne til 800 Gbps og 1,6 Tbps. Modsætningen mellem højhastighedstransmission og kontrol af energiforbrug har nået et punkt, hvor den skal løses.
I det traditionelle datacenterforbindelsessystem er kobberkabler begrænset af transmissionsafstand og elektromagnetisk interferens. Under kravet om ultrahurtig transmission på 1,6 Tbps overstiger energiforbruget 10 pJ/bit, hvilket direkte fører til en eksponentiel stigning i systemets samlede energiforbrug. Selv den nuværende mainstream optiske transceivermodulløsning har et enkelt moduls strømforbrug på op til ca. 30 W. I store datacentre tegner strømforbruget for optiske moduler alene sig for mere end 25 %, hvilket bliver en central akilleshæl, der begrænser storstilet implementering af AI-computerklynger. Selvom traditionel laseroptisk fiber kan opnå langdistancetransmission, står den over for smertepunkter som højt strømforbrug, høj fejlrate og stærk termisk følsomhed. Alene i 2025 vil netværksenergiforbruget i Microsofts globale datacentre tegne sig for 18 % af det samlede IT-energiforbrug, hvoraf 40 % kommer fra langdistanceoptisk forbindelse. Det trekantede dilemma mellem afstand, strømforbrug og pålidelighed, som branchen længe har været fanget i, har åbnet et nyt anvendelsesrum for den LED-teknologi, som belysningsindustrien har dyrket i mange år.
Micro LED, en teknologi der oprindeligt skinnede inden for belysning og display, er blevet en af de bedste løsninger til at bryde flaskehalsen i forbindelse med AI-computerkraft med dens kernefordele ved høj lysstyrke, lavt strømforbrug, høj modulationsbåndbredde og nem array-integration. Den teknologiske integration af MicroLED CPO har opnået et angreb på dimensionalitetsreduktion i forhold til traditionelle løsninger - dens essens er den dybe integration af lysdioder på mikronniveau og co-packaging optisk teknologi. Det defineres også som CPO 2.0 af industrien, hvilket fuldstændigt udvider kløften til CPO 1.0-løsningen bestående af "traditionel laser + CPO".
Selvom traditionel CPO-teknologi løser problemet med forringelse af signalintegriteten i traditionelle pluggbare optiske moduler ved hastigheder over 1,6 Tbps ved at pakke optiske motorer og ASIC-switchingchips sammen, er den begrænset af modulationsbåndbredden og flaskehalse i termisk styring i traditionelle VCSEL-lasere og kræver altid gentagne kompromiser mellem hastighed, strømforbrug og pakningstæthed. Tilføjelsen af MicroLED løser dette kerneproblem direkte fra bunden af lyskilden: Sammenlignet med traditionelle kant-emitterende lasere og vertikale hulrumsoverfladeemitterende lasere har MicroLED et mindre lysudsendende område, lavere drivspænding og højere modulationsbåndbredde, hvilket direkte øger den optiske signalgenereringseffektivitet med en størrelsesorden.
Fra et underliggende principperperspektiv er forskellen mellem de to enorm: traditionelle lasere er som store søgelys med et volumen på millimeterniveau, høj lasertærskelstrøm, en drivstrøm på mere end 200 mA og højt strømforbrug. TIA- og DSP-chips vil have betydelig bølgelængdedrift og effektivitetsdæmpning over 85 °C og skal være afhængige af termoelektrisk køling med høj effekt. MicroLED er et array af hundredvis eller tusindvis af mikro-lommelygter, og størrelsen på en enkelt chip er mindre end 50 mikron, hvilket kan integreres med CMOS-drevkredsløb for at opnå parallel lysudsendelse med højere tæthed. Hver MicroLED svarer til en uafhængig datakanal, der kun kræver en ekstremt lav drivstrøm på μA-niveau og ingen yderligere modulator. Senderens strømforbrug kan være så lavt som 80 fJ/bit. Samtidig dækker dens driftstemperaturområde -40 °C til 125 °C, og den kan opretholde mere end 90 % af lysudgangen ved 85 °C. Der kræves ingen TEC-temperaturstyring, hvilket fundamentalt løser problemet med varmeafledning forårsaget af den høje integration af CPO.
Sammenlignet med laseroptiske kommunikationsteknologier som VCSEL/DFB/EML har MicroLED optisk sammenkobling flere fordele med hensyn til modulationsbåndbredde, temperaturtolerance, optisk justeringsfejltolerance osv. Dens potentiale for modulationsbåndbredde på GHz-niveau tilpasser sig fremtidige behov for ultrahurtig transmission. De stabile egenskaber ved et bredt temperaturområde eliminerer behovet for præcis temperaturkontrol. Egenskaberne ved en bred lysudsendelsesvinkel gør det også lettere at forbedre udbyttet af arrayproduktion, og det drivende strømforbrug er kun 1/3 af lasere, hvilket gør den til et ideelt valg til sammenkobling med høj tæthed over korte afstande.
I modsætning til traditionelle laseres smalle og hurtige enkeltkanals højhastighedstransmissionslogik anvender Micro LED optisk sammenkobling en parallel transmissionsarkitektur, der bygger parallelle optiske forbindelser gennem hundredvis af uafhængigt styrbare Micro LED-kanaler. Med det formål at opnå den samme samlede båndbredde reducerer den systemets strømforbrug betydeligt og forbedrer transmissionens pålidelighed, hvilket perfekt tilpasser sig behovene for sammenkobling over korte afstande, høj tæthed og lavt strømforbrug i AI-computerklynger. Faktiske måledata fra laboratoriet og industrien har intuitivt bekræftet den banebrydende værdi af denne teknologi: Professor Tian Pengfei fra Fudan University og hans team overvandt problemet med det grønne lysgab og fremstillede en grøn Micro LED med en modulationsbåndbredde på 2,19 GHz, hvilket opnåede en datatransmissionshastighed i frit rum på 9,06 Gbps, hvilket sætter verdens højeste niveau af grøn Micro LED i frit rum. Mikroudviklet af et fælles team fra Nanjing Universitet. LED-chippen opnår en peak-båndbredde på 1,6 GHz ved en strøm på 2 mA og et strømforbrug så lavt som 7,34 pJ/bit ved en transmissionshastighed på 2,125 Gbps, hvilket er to størrelsesordener lavere end energiforbruget i den eksisterende løsning. MicroLED CPO-løsningen har opnået et kvalitativt spring og kan opnå et energiforbrug på kun 1~2 pJ/bit. Den passer perfekt til det centrale lavenergiforbrugsmål på <1,5 pJ/bit, der er foreslået af NVIDIA i siliciumfotonik CPO-specifikationen, med 1,6 Tbps optiske kommunikationsprodukter som et eksempel. Efter at have implementeret MicroLED CPO-arkitekturen kan det samlede strømforbrug reduceres betydeligt fra 30 W for det traditionelle optiske transceivermodul til ca. 1,6 W, hvilket kun er 5 % af den traditionelle løsning, og energieffektivitetsforholdet øges med næsten 20 gange.
En mere konkret implementeringsværdi er, at hvis MicroLED CPO-løsningen anvendes til alle sammenkoblinger mellem racks for en GPU-klynge med 100.000 kort, kan der spares 15 millioner kilowatt-timer elektricitet om året, hvilket svarer til en reduktion af omkring 12.000 tons CO2-udledning. Dette vil fundamentalt lette strømforbruget og varmeafledningstrykket i det intelligente computercenter og direkte reducere datacentrets enorme driftsomkostninger. Denne række teknologiske gennembrud bekræfter en branchentrend: I AI-æraen er konkurrencen om lys ikke længere begrænset til involveringen af lysstyrke og skærmopløsning, men strækker sig til konkurrencen om kerneteknologier i bunden af computerkraftinfrastrukturen. Belysningsindustrien står i kernen af denne lysteknologiske revolution.
2. Branchens vendepunkt er nået: det eksisterende dilemma og nye, gradvise muligheder i belysningsindustrien
Når man ser tilbage på den nuværende udviklingsstatus for Kinas belysningsindustri, er den på et kritisk vendepunkt, hvor væksten af traditionelle skinner har toppet, og nye skinner har et presserende behov for gennembrud.
På den ene side er det traditionelle belysningsmarked trådt ind i en æra med aktiekonkurrence. Efter det gyldne årti med populariseringen af LED-teknologi har Kinas belysningsindustri dannet det mest komplette industrielle kædesystem i verden, og dens produktionskapacitet har indtaget en førende position i verden. Den står dog også over for dilemmaet med intensiveret homogen konkurrence, udvandet produktprofit og utilstrækkelig vækstmomentum. Uanset om det er generel belysning, kommerciel belysning eller hjemmebelysning, har industriens udvikling strakt sig fra priskrig til kanalkrig. Det inkrementelle markedsrum fortsætter med at blive indsnævret, og virksomheder har et presserende behov for at finde nye vækstgennembrud.
På den anden side har Micro LED, som en anerkendt næste generations teknologi inden for belysnings- og displayindustrien, altid stødt på flaskehalse i sin tidligere kommercialisering. Tidligere har branchens markedsfantasi for Micro LED altid været begrænset til forbrugerelektronikscenarier såsom AR/VR-mikrodisplays, avancerede kommercielle displays, køretøjsbelysning og bærbare enheder. Disse scenarier har generelt karakter af lange introduktionscyklusser, høje masseproduktionstærskler, hård markedskonkurrence og hurtig profitudvanding. De fleste virksomheder står i et dilemma mellem enorme F&U-investeringer og begrænsede markedsafkast.
Fremkomsten af AI-optiske forbindelseskanaler har fuldstændig omskrevet den industrielle vækstlogik for Micro LED og åbnet et nyt, værdifuldt spor til hundredvis af milliarder for den kinesiske belysningsindustri. I modsætning til markedet for forbrugerelektronik tilhører markedet for AI-optiske forbindelser kategorien digital infrastrukturkonstruktion og har tre kerneegenskaber, der perfekt matcher belysningsindustriens transformationsbehov:
For det første er markedsværdien steget. Dette spor måler ikke længere produktværdi efter forsendelsesskala, men efter systemniveau som kernen. Værdien af det enkelte projekt er høj, og kundekoncentrationen er høj. Når teknologien er verificeret, kan der opnås et langsigtet og stabilt samarbejde, hvorved man undgår den lave prisindflydelse, der findes på det traditionelle belysningsmarked;
For det andet muliggør teknologiakkumulering genbrug og opgraderinger. Kerneteknologier som Micro LED epitaksial vækst, chipfremstilling, masseoverførsel, pakningsintegration og drevstyring, der er blevet dyrket i mange år i belysningsindustrien, kan alle udvides og genbruges i optiske kommunikationsscenarier. Så længe teknologien er optimeret til krav til kommunikationsniveauets ydeevne, kan den grænseoverskridende implementering af teknologiproduktionskapacitet opnås;
For det tredje fortsætter branchebarrierer og voldgrave med at blive dybere. Optiske sammenkoblingsprodukter har strenge krav til modulationshastighed, bitfejlrate, langsigtet pålidelighed og array-konsistens, hvilket naturligt hæver tærsklen for adgang til branchen. Virksomheder med kerneteknologiakkumulering kan opbygge en dyb voldgrav med deres teknologiske fordele og undgå konkurrence i den lave ende.
Internationale giganter har allerede taget føringen og bekræftet muligheden for dette spor. Den europæiske belysningsleder ams OSRAM har anvendt sin Micro LED-teknologi, der er afprøvet i masseproduktion inden for adaptive forlygter til biler, til grænseoverskridende applikationer i optiske sammenkoblingsscenarier for AI-datacentre. Dens EVIYOS-chip kan integrere 25.600 uafhængigt styrbare Micro LED'er. LED har opnået en dataoverførselshastighed på 3,0 Gbit/s på én kanal, strømforbruget er mindre end 2 pJ/bit, og bitfejlraten opfylder de strenge industristandarder. Microsoft lancerede MOSAIC-arkitekturen, der bruger et "wide og slow"-arkitekturbaseret optisk link. 800G-prototypen er blevet testet med succes og er bagudkompatibel med eksisterende grænseflader. NVIDIA har ikke kun præciseret siliciumfotonik CPO, men TSMC's mål for lavt energiforbrug, miniaturisering og høj pålidelighed har også reserveret standardiserede integrationsgrænseflader til CPO-løsninger på de nyeste AI-computerplatforme som GB200 og Blackwell. Samtidig investerede virksomheden 4 milliarder amerikanske dollars i de optiske teknologivirksomheder Lumentum og Coherent med en stærk satsning på optisk sammenkobling; TSMC åbner en 3D Fabric-emballageplatform, der samarbejder med den amerikanske startup Avicena om at producere sammenkoblingsprodukter baseret på MicroLED; MediaTek har uafhængigt erobret MicroLED-lyskildeteknologi og lanceret aktive optiske kabelløsninger.
Den tætte placering af store internationale belysnings- og halvlederproducenter peger tydeligt i retning af en transformation i industrien: Det endelige resultat af konkurrencen mellem belysningsvirksomheder er ikke længere konkurrencen om andele på belysningsmarkedet, men konkurrencen om retten til at tale på hele lysteknologiscenen. Fra belysning til optisk sammenkobling indvarsler Kinas belysningsindustri en historisk industriel mulighed, der kan sammenlignes med "LED, der erstatter glødelamper".
3. Den banebrydende fordel ved Kinas belysningsindustri: samarbejde mellem industri, universitet og forskning + støtte fra hele industrikæden for at gribe muligheder på nye globale markeder
Stillet over for det nye spor inden for AI-optisk sammenkobling startede Kinas belysningsindustri ikke fra bunden. I stedet har den verdens førende fordele som firstmover og et industrielt fundament og er fuldt ud i stand til at tage springet fra at følge til at være førende. I øjeblikket er den indenlandske industrikæde ikke sakket bagud i denne runde af teknologiske forandringer. Med verdens mest komplette MicroLED-industrikædelayout har indenlandske virksomheder opnået gennembrud inden for nøgleteknologier og offentliggjort de seneste fremskridt i 2025, hvilket danner et gradientlayout af førende implementering, FoU og forforskning samt grænseoverskridende samarbejde. De befinder sig i den vigtige overgangsfase fra prøveverifikation til masseproduktion i små partier. 2026 betragtes generelt af industrien som det første år med accelereret implementering af indenlandsk substitution.
Først og fremmest har teknologiske gennembrud inden for videnskabelig forskning lagt et solidt teoretisk fundament for industriel implementering. Topuniversiteter som Fudan University og Nanjing University har opnået verdensførende videnskabelige forskningsresultater inden for optisk Micro LED-kommunikation: Fudan University-teamet har overvundet problemet med grønt lys, der har plaget industrien i mange år. LED-problemet med grønt lys afhjælper Stark-kvanteindeslutningseffekten gennem stressaflastningsstrategier, hvilket har opnået dobbelte gennembrud inden for modulationsbåndbredde og transmissionshastighed og ydet kerneteknisk support til fuldfarvekommunikation med synligt lys og optisk sammenkobling med høj tæthed. Fra et energieffektivitetsoptimeringsperspektiv opnåede Nanjing University-teamet ultra-lavt strømforbrug og ultra-høj båndbredde for Micro LED-chips gennem 1nm ultra-tyndt kvantebrønddesign og strømbegrænsende teknologi til sidevægspassivering, hvilket giver en kinesisk løsning til energibesparende sammenkobling af datacentre. Forskningsresultaterne fra de to store universiteter har dannet et komplementært teknisk system ud fra de to dimensioner af ydeevneudvidelse og energieffektivitetsoptimering, hvilket giver grundlag for den teknologiske transformation af den indenlandske belysningsindustri.
