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隨著高效能運(yùn)算、人工智能（AI）及資料中心需求增長(zhǎng)，傳統(tǒng)電子互連技術(shù)在頻寬、功耗與延遲方面面臨瓶頸。GaN基微型發(fā)光二極管（μ-LEDs）憑借高亮度、低功耗及高速開關(guān)特性，成為可見光通訊（VLC）、芯片對(duì)芯片光互連及硅光子共封裝光學(xué)（CPO）的理想方案。μ-LEDs適用于超高分辨率顯示、智能穿戴、高速光通訊及異質(zhì)整合芯片。

據(jù)鴻海官網(wǎng)發(fā)布的消息，鴻海研究院半導(dǎo)體所所長(zhǎng)暨陽(yáng)明交大講座教授郭浩中所長(zhǎng)，聯(lián)同半導(dǎo)體所相關(guān)研究工作者及團(tuán)隊(duì)，攜手臺(tái)灣大學(xué)林恭如特聘教授研究團(tuán)隊(duì)，以及沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)Kazuhiro Ohkawa教授團(tuán)隊(duì)共同研究，成功開發(fā)高效能紅-黃-綠-藍(lán)μ-LEDs多波長(zhǎng)可見光通訊系統(tǒng)。

RYGB μ-LEDs應(yīng)用于波長(zhǎng)分波多工之光通訊系統(tǒng)示意圖

研究采用半極化磊晶技術(shù)制作藍(lán)光與綠光μ-LEDs，并為黃光與紅光μ-LEDs設(shè)計(jì)應(yīng)力釋放層，減輕量子局限斯塔克效應(yīng)（QCSE）。透過mesa設(shè)計(jì)、C型電極、原子層沉積（ALD）鈍化及分布式布拉格反射鏡（DBR），優(yōu)化元件性能。藍(lán)光μ-LED以DMT調(diào)變技術(shù)達(dá)7.12 Gbit/s傳輸速率，綠光達(dá)5.36 Gbit/s，黃光與紅光μ-LEDs利用QAM-OFDM技術(shù)，分別達(dá)3 Gbit/s與2.25 Gbit/s，均滿足前向錯(cuò)誤更正（FEC）極限3.8×10?³。在短距離自由空間光傳輸測(cè)試中，RYGB μ-LEDs展現(xiàn)優(yōu)異色彩與數(shù)據(jù)傳輸性能，色域圖亦顯示其在顯示領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

(a)RYGB μ-LEDs色域圖；(b)短距離自由空間光傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)配置圖

在芯片間光互連與硅光子CPO應(yīng)用中，μ-LEDs與硅光子芯片整合，提供高頻寬、低功耗光學(xué)互連，提升資料中心數(shù)據(jù)吞吐量。結(jié)合波長(zhǎng)分波多工（WDM）技術(shù)，μ-LEDs支援多通道并行傳輸，增強(qiáng)傳輸容量，為下一代通訊提供高效方案。此技術(shù)可為高速VLC、芯片間光互連及硅光CPO奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)μ-LEDs在高效能運(yùn)算與通訊網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，推動(dòng)光通訊商業(yè)化。