--Дълбокият пробив на китайската осветителна индустрия от превозвача до ядрото на изчислителната мощностна инфраструктура
Когато изчислителната мощност на изкуствения интелект се увеличава с трикратен годишен темп на растеж и когато глобалните центрове за данни попадат в пречка в невъзможния триъгълник от разстояние на предаване, консумация на енергия и надеждност, светлината, най-старият носител на осветление в историята на човешката цивилизация, завършва революционна реконструкция на стойността си. Тя вече не е просто инструмент за осветяване на пространството, а се е превърнала в основна инфраструктура, която поддържа работата на изчислителната мощност и потока от данни в ерата на изкуствения интелект.
Наскоро секторът на MicroLED с акции от клас А предизвика ежедневна лимитна лудост. Акциите на Sanan Optoelectronics, Huacan Optoelectronics и други акции, свързани с концепции, продължиха да се укрепват, превръщайки се в най-печелившия пазар извън линията на изчислителната мощност на изкуствения интелект. Това, което задейства този пазарен кръг, беше технологията MicroLED CPO, която премина от индустрията за осветителни дисплеи в областта на изчислителната мощност на изкуствения интелект - тя може директно да намали консумацията на оптична преносна мощност до 5% от традиционното решение с меден кабел, общото потребление на енергия спадна с 95%, а енергийната ефективност се увеличи близо 20 пъти. От университетите Фудан и Нанкин, които последователно пробиха основната технология за оптична комуникация Micro LED, до активната оптична кабелна система Micro LED, разработена съвместно от Microsoft и MediaTek, завършваща доказателството за концепцията, до международни гиганти като OSRAM и Marvell, които правят планове, водещи местни компании за осветителни дисплеи интензивно следят и разкриват най-новия напредък в индустриализацията. Индустриална революция, предизвикана от d"lightddhhh, започна. За китайската осветителна индустрия това е не само историческа възможност да се отърве от инволюцията на традиционния път и да отвори втората крива на растеж, но и критичен период за прехода от ddddh ...
1. Изчислителната мощност на изкуствения интелект се разраства, преобразувайки основната ценност на светлината: от „осветяване на света“ до „свързване на изчислителната мощност“
Всяка итерация в осветителната индустрия произтича от разширяването на границата на стойността на светлината. В първата индустриална революция от лампи с нажежаема жичка до LED, ние постигнахме енергоспестяващи и твърдотелни подобрения в осветителните технологии. Основната стойност на светлината винаги е била съсредоточена около двата основни сценария - визуално осветление и информационно показване. Настъпването на ерата на изкуствения интелект напълно разбива това традиционно възприятие - третата основна ценност на светлината, а именно високоскоростната връзка за данни, се увеличава с безпрецедентна скорост и се превръща в основен елемент, подкрепящ развитието на цифровата икономика и индустрията с изкуствен интелект.
В момента обучението и изводите на големи AI модели поставят изключителни изисквания към честотната лента, латентността и консумацията на енергия на изчислителни клъстери. Последното проучване на TrendForce показва, че в голям брой центрове за данни на глобални доставчици на облачни услуги са въведени спецификации за скорост на предаване на данни ≤400 Gbps. От 2025 г. до днес пазарното търсене продължава да тласка спецификациите за предаване до 800 Gbps и 1,6 Tbps. Противоречието между високоскоростното предаване и контрола на потреблението на енергия е достигнало точката, в която трябва да бъде разрешено.
В традиционната система за свързване на центрове за данни, медните кабели са ограничени от разстоянието на предаване и електромагнитните смущения. При изискване за свръхвисока скорост на предаване от 1,6 Tbps, консумацията на енергия надвишава 10 pJ/bit, което директно води до експоненциално увеличение на общата консумация на енергия на системата. Дори настоящото масово решение за оптични приемо-предавателни модули има консумация на енергия на един модул до около 30W. В големите центрове за данни консумацията на енергия само на оптичните модули е над 25%, което се превръща в основна ахилесова пета, ограничаваща мащабното внедряване на клъстери с изкуствен интелект. Въпреки че традиционните лазерни оптични влакна могат да постигнат предаване на дълги разстояния, те са изправени пред проблеми като висока консумация на енергия, висок процент на повреди и силна термична чувствителност. Само през 2025 г. консумацията на енергия в мрежата на глобалните центрове за данни на Microsoft ще представлява 18% от общото потребление на енергия за ИТ, като 40% от нея ще идва от оптични връзки на дълги разстояния. Триъгълната дилема между разстоянието, консумацията на енергия и надеждността, в която индустрията отдавна е в капана, откри ново пространство за приложение на LED технологията, която осветителната индустрия култивира от много години.
Micro LED, технология, която първоначално блесна в областта на осветлението и дисплеите, се превърна в едно от най-добрите решения за преодоляване на пречката във взаимосвързаността на изчислителната мощност на изкуствения интелект, благодарение на основните си предимства - висока яркост, ниска консумация на енергия, висока честотна лента за модулация и лесна интеграция на масиви. Технологичната интеграция на MicroLED CPO постигна атака за намаляване на размерността в сравнение с традиционните решения - същността ѝ е дълбоката интеграция на светодиоди на микронно ниво и оптична технология за съвместно опаковане. Тя е дефинирана и като CPO 2.0 от индустрията, като напълно разширява разликата с решението CPO 1.0 на традиционен лазер + CPOddhhh.
Въпреки че традиционната CPO технология решава проблема с влошаването на целостта на сигнала на традиционните щепселни оптични модули при скорости над 1.6Tbps чрез пакетиране на оптични двигатели и ASIC комутационни чипове заедно, тя е ограничена от пречките в модулационната честотна лента и управлението на температурата на традиционните VCSEL лазери и винаги изисква многократни компромиси между скорост, консумация на енергия и плътност на пакетиране. Добавянето на MicroLED директно решава този основен проблем от дъното на светлинния източник: В сравнение с традиционните лазери с излъчване по ръб и лазери с излъчване по повърхност с вертикална кухина, MicroLED има по-малка площ на излъчване на светлина, по-ниско захранващо напрежение и по-висока честотна лента на модулация, което директно увеличава ефективността на генериране на оптичен сигнал с порядък.
От гледна точка на основните принципи, разликата между двете е огромна: традиционните лазери са като големи прожектори с милиметров обем, висок лазерен прагов ток, задвижващ ток над 200mA и висока консумация на енергия. TIA и D SP чиповете ще имат значително отклонение на дължината на вълната и затихване на ефективността над 85°C и трябва да разчитат на високомощно термоелектрическо охлаждане; MicroLED е масив от стотици или хиляди микро-светкавици, а размерът на един чип е по-малък от 50 микрона, което позволява интегриране на CMOS задвижващи схеми за постигане на паралелно излъчване на светлина с по-висока плътност. Всеки MicroLED съответства на независим канал за данни, изискващ само изключително нисък задвижващ ток на ниво μA и без допълнителен модулатор. Консумацията на мощност на предавателя може да достигне до 80fJ/bit. В същото време работният му температурен диапазон обхваща от -40°C до 125°C и може да поддържа повече от 90% от светлинния поток при 85°C. Не е необходим контрол на температурата от TEC, което решава фундаментално проблема с разсейването на топлината, причинен от високата интеграция на CPO.
В сравнение с лазерните оптични комуникационни технологии като VCSEL/DFB/EML, оптичната взаимовръзка на MicroLED има повече предимства по отношение на модулационна честотна лента, температурна толерантност, толерантност към грешки при оптично подравняване и др. Потенциалът ѝ за модулационна честотна лента на ниво GHz се адаптира към бъдещите нужди от ултрависокоскоростно предаване. Стабилните характеристики на широк температурен диапазон елиминират необходимостта от прецизен контрол на температурата. Характеристиките на широкия ъгъл на излъчване на светлина също така улесняват подобряването на добива на производство на решетки, а консумацията на мощност на задвижване е само 1/3 от тази на лазерите, което я прави идеален избор за взаимовръзка с висока плътност на къси разстояния.
За разлика от тясната и бързааааа едноканална високоскоростна логика за предаване на данни на традиционните лазери, оптичната взаимовръзка на Micro LED използва широка и бавнааааааа паралелна архитектура за предаване, изграждайки паралелни оптични връзки чрез стотици независимо управляеми Micro LED канали. Предполагайки, че се постига еднаква обща честотна лента, тя значително намалява консумацията на енергия на системата и подобрява надеждността на предаването, като се адаптира перфектно към нуждите от взаимовръзки на къси разстояния, висока плътност и ниска мощност на AI изчислителни клъстери. Данните от действителните измервания от лабораторията и индустрията интуитивно потвърждават революционната стойност на тази технология: професор Тиен Пенфей от университета Фудан и неговият екип преодоляват проблема с празнината в зелената светлина и подготвят зелен Micro LED с модулационна честотна лента от 2,19 GHz, постигайки скорост на предаване на данни в свободно пространство от 9,06 Gbps, поставяйки най-високото ниво в света на предаване на зелени Micro LED в свободно пространство; Микротехнологията е разработена от съвместен екип на Университета в Нанкин. LED чипът постига пикова честотна лента от 1,6 GHz при ток от 2 mA и консумация на енергия от едва 7,34 pJ/bit при скорост на предаване от 2,125 Gbps, което е с два порядъка по-ниско от консумацията на енергия на съществуващото решение. Решението MicroLED CPO е постигнало качествен скок и може да постигне консумация на енергия само от 1~2 pJ/bit. То перфектно отговаря на основната цел за ниска консумация на енергия от <1,5 pJ/bit, предложена от NVIDIA в спецификацията на силициевата фотоника CPO, с 1,6 Tbps. Вземете за пример оптичните комуникационни продукти. След приемане на архитектурата MicroLED CPO, общата консумация на енергия може да бъде значително намалена от 30 W на традиционния оптичен приемо-предавателен модул до около 1,6 W, което е само 5% от традиционното решение, а коефициентът на енергийна ефективност се увеличава близо 20 пъти.
По-конкретна стойност на внедряването е, че за клъстер от 100 000 графични процесора, ако решението MicroLED CPO се използва за всички взаимовръзки между стелажите, могат да се спестят 15 милиона киловатчаса електроенергия годишно, което е еквивалентно на намаляване на около 12 000 тона въглеродни емисии. Това ще облекчи фундаментално консумацията на енергия и налягането за разсейване на топлината на интелигентния изчислителен център и директно ще намали огромните оперативни разходи на центъра за данни. Тази серия от технологични пробиви потвърждава тенденция в индустрията: в ерата на изкуствения интелект конкуренцията за светлина вече не се ограничава до инволюцията на яркостта на осветлението и резолюцията на дисплея, а се простира до конкуренцията за основни технологии в долната част на изчислителната мощностна инфраструктура. Осветителната индустрия се намира в централния етап на тази революция в светлинните технологии.
2. Повратната точка в индустрията е настъпила: съществуващата дилема и нови допълнителни възможности в осветителната индустрия
Поглеждайки назад към текущото състояние на развитието на осветителната индустрия в Китай, тя е в критичен повратен момент, когато растежът на традиционните релси е достигнал своя връх, а нововъзникващите релси се нуждаят от спешен пробив.
От една страна, традиционният пазар на осветителни тела навлезе в ера на борсова конкуренция. След златното десетилетие на популяризирането на LED технологията, китайската осветителна индустрия формира най-пълната система от индустриални вериги в света, а производственият ѝ капацитет зае водеща позиция в света. Въпреки това, тя е изправена и пред дилемата на засилена хомогенна конкуренция, разредени печалби от продукти и недостатъчен импулс на растеж. Независимо дали става въпрос за общо осветление, търговско осветление или домашно осветление, индустриалната еволюция се е разпростряла от ценова война до канална война. Постепенното пазарно пространство продължава да се стеснява и компаниите спешно се нуждаят от намиране на нови пробиви в растежа.
От друга страна, Micro LED, като призната технология от следващо поколение в индустрията за осветление и дисплеи, винаги е срещала трудности в предишната си комерсиализация. В миналото пазарното въображение на индустрията за Micro LED винаги е било ограничено до сценарии за потребителска електроника, като AR/VR микродисплеи, висок клас търговски дисплеи, осветление на превозни средства и носими устройства. Тези сценарии обикновено се характеризират с дълги цикли на въвеждане, високи прагове за масово производство, ожесточена пазарна конкуренция и бързо размиване на печалбите. Повечето компании са в дилема между огромни инвестиции в научноизследователска и развойна дейност и ограничена пазарна възвръщаемост.
Възходът на канала за оптични взаимовръзки с изкуствен интелект напълно пренаписа логиката на индустриалния растеж на Micro LED, отваряйки нов високодоходен път на стойност стотици милиарди за китайската осветителна индустрия. За разлика от пазара на потребителска електроника, пазарът на оптични взаимовръзки с изкуствен интелект принадлежи към категорията на изграждането на цифрова инфраструктура и има три основни характеристики, които перфектно отговарят на нуждите от трансформация на осветителната индустрия:
Първо, пазарната стойност скочи. Тази система вече не измерва стойността на продукта чрез мащабиране на доставката, а чрез системна оценка като основа. Стойността на единичния проект е висока, а концентрацията на клиентите е висока. След като технологията бъде потвърдена, може да се постигне дългосрочно и стабилно сътрудничество, като се избягва еволюцията на ниските цени на традиционния пазар на осветителни тела;
Второ, натрупването на технологии позволява повторна употреба и подобрения. Основни технологии като епитаксиален растеж на микро светодиоди, производство на чипове, масопренос, интеграция на опаковки и управление на задвижвания, които се развиват в продължение на много години в осветителната индустрия, могат да бъдат разширени и използвани повторно в сценарии за оптична комуникация. Стига технологията да е оптимизирана за изискванията за производителност на комуникационно ниво, може да се постигне трансгранично внедряване на производствен капацитет за технологии;
Трето, бариерите и рововете в индустрията продължават да се задълбочават. Продуктите за оптично свързване имат строги изисквания за скорост на модулация, процент на битови грешки, дългосрочна надеждност и съгласуваност на решетките, което естествено повишава прага за навлизане в индустрията. Компаниите за осветителни тела с натрупване на основни технологии могат да изградят дълбок ров със своите технологични предимства и да избегнат конкуренцията от нисък клас.
Международните гиганти вече поеха водеща роля и потвърдиха осъществимостта на този подход. Европейският лидер в осветителната система OSRAM приложи своята Micro LED технология, доказана в масово производство в областта на автомобилните адаптивни фарове, за трансгранични приложения в сценарии за оптично свързване на центрове за данни с изкуствен интелект. Неговият чип EVIYOS може да интегрира 25 600 независимо управляеми Micro LED. LED е постигнал скорост на предаване на данни по един канал от 3,0 Gbit/s, консумацията на енергия е по-малка от 2 pJ/bit, а процентът на битови грешки отговаря на строгите индустриални стандарти; Microsoft стартира архитектурата MOSAIC, използвайки оптична връзка с широка и бавна архитектура. Прототипът 800G е успешно тестван и е обратно съвместим със съществуващите интерфейси; NVIDIA не само изясни целите на TSMC за ниска консумация на енергия, миниатюризация и висока надеждност на силициевите фотонни CPO, но и запази стандартизирани интеграционни интерфейси за CPO решения на най-новите платформи за изчислителна мощност с изкуствен интелект, като GB200 и Blackwell. В същото време компанията инвестира 4 милиарда щатски долара в компании за оптични технологии Lumentum и Coherent, залагайки сериозно на пътя на оптичното свързване; TSMC отваря платформа за 3D Fabric опаковки, която си сътрудничи с американския стартъп Avicena за производство на взаимосвързващи продукти, базирани на MicroLED; MediaTek самостоятелно усвои технологията за светлинни източници MicroLED и пусна на пазара активни решения за оптични кабели.
Гъстото разположение на големите международни производители на осветителни тела и полупроводници ясно показва посоката на трансформация в индустрията: крайният резултат от конкуренцията между компаниите за осветление вече не е конкуренцията за дял на пазара на осветление, а конкуренцията за правото да се говори на цялата сцена на светлинните технологии. От осветлението до оптичната взаимовръзка, китайската осветителна индустрия въвежда историческа възможност за индустрията, сравнима с това как d"LED замества лампите с нажежаема жичка.
3. Революционното предимство на китайската осветителна индустрия: сътрудничество между индустрията, университетите и изследователската дейност + подкрепа от цялата индустриална верига за оползотворяване на възможностите на новите световни пазари.
Изправена пред новия път на оптична взаимосвързване с изкуствен интелект, китайската осветителна индустрия не е започнала от нулата. Вместо това, тя разполага с водещите световни предимства на пионерите и индустриална основа и е напълно способна да постигне скок от следване към лидерство. В момента местната индустриална верига не изостава в този кръг от технологични промени. С най-пълната структура на веригата за MicroLED индустрия в света, местните компании постигнаха пробиви в ключови технологии и разкриха най-новия напредък през 2025 г., формирайки градиентна структура на водещо внедряване, научноизследователска и развойна дейност и предварителни изследвания, както и трансгранично сътрудничество. Те са в ключовия преходен етап от проверка на проби към масово производство на малки партиди. 2026 г. като цяло се разглежда от индустрията като първата година на ускорено внедряване на местно заместване.
Преди всичко, технологичните пробиви в научните изследвания положиха солидна теоретична основа за индустриалното внедряване. Водещи местни университети като университета Фудан и университета Нанкин постигнаха водещи в света резултати в научните изследвания в областта на микро-LED оптичните комуникации: Екипът на университета Фудан преодоля проблема със зелената светлина в микро-светлините, който тревожеше индустрията в продължение на много години. Проблемът със зелената празнина в светодиодите облекчава ефекта на Старк с квантовото ограничение чрез стратегии за облекчаване на напрежението, постигайки двоен пробив в модулационната честотна лента и скоростта на предаване, осигурявайки основна техническа поддръжка за пълноцветни комуникации с видима светлина и оптична взаимовръзка с висока плътност. От гледна точка на оптимизация на енергийната ефективност, екипът на университета Нанкин постигна ултраниска консумация на енергия и ултрависока честотна лента на микро-LED чиповете чрез 1nm ултратънък дизайн на квантови ями и технология за ограничаване на тока чрез пасивация на страничните стени, предоставяйки китайско решение за енергоспестяваща взаимовръзка на центрове за данни. Резултатите от изследванията на двата големи университета формираха допълваща се техническа система от двете измерения на разширяване на производителността и оптимизация на енергийната ефективност, осигурявайки основа за технологичната трансформация на битовата осветителна индустрия.
