思特威，站在光里

这家图像传感器龙头正在全速进阶，入局MicroLED光互连新赛道
 
“你要站在光里，不要光站在那里。”如果你有关心人工智能和数据中心，你一定听说过上面这句话。
 
究其原因，是在AI算力持续增长的背景下，数据中心内部互连正在成为新的关键瓶颈。随着带宽从400G向800G、1.6T乃至3.2T不断演进，传统铜互连在高频条件下的传输距离迅速缩短，发热与信号串扰问题也愈发突出，在更高带宽阶段已接近物理与工程极限。
 
在这种需求推动下，光互连就直接走到了台前，“站在光里”也成为众望所归。围绕着这个机会，催生了很多光源解决方案，MicroLED正是其中的新贵。
 

思特威高速光互连方案原型样机展示
 
光互连，异军突起
 
我们必须承认，在当前光互连体系中，最成熟、应用最广泛的仍然是基于半导体激光器的方案。根据集成方式的不同，传统激光方案又可分为分立式激光器和硅光集成两大路线。前者以VCSEL、EML、DFB等成熟器件为代表，产业链完善、可靠性高；后者则将硅光芯片与外部激光器结合，通过硅光调制器和波导完成光信号处理，在提升带宽密度、降低功耗和控制成本方面展现出明显优势。
 
目前，无论是可插拔光模块还是CPO，绝大多数产品仍然依赖外置激光器提供光源。其基本原理是利用激光器产生连续稳定的光信号，再通过调制器将电信号加载到光波上，经由光纤完成高速传输，接收端则通过光探测器将光信号重新转换为电信号，实现完整的光电转换链路。这一技术已经广泛应用于400G、800G乃至1.6T光模块，是当前AI数据中心互连的主流方案。
 

思特威光互联事业群联席总经理王文轩
 
但正如思特威光互联事业群联席总经理王文轩在此前的采访中说，过去这些方案存在天然瓶颈。
 
“铜互连在高频场景下传输距离迅速缩短，信号完整性与功耗问题不断加剧；而以激光为基础的光模块虽然在高速通信中占据主流，但其依赖DSP、调制器以及TEC温控等复杂系统架构，使得整体功耗与工程复杂度持续上升。在AI数据中心走向高密度与高功率时代的过程中，这两条传统路径都面临新的压力。”王文轩告诉半导体行业观察。
 
正因如此，思特威看好MicroLED光互连带来的机会。
 
据王文轩介绍，与传统激光器不同，MicroLED属于自发辐射光源，其发光机制决定了它不依赖受激辐射过程，因此能效会显著提高。
 
他进一步解析说，MicroLED无谐振腔结构、无需粒子束反转、阈值电流极低，注入电流与输出光强呈良好线性关系，静态功耗几乎为零，能效比远超激光器。采用直接电流调制方案：直接实现光信号的‘0/1’数字编码，无需外置调制器，大幅简化系统架构、降低功耗。
 
“从技术路径上看，MicroLED的解决方案并不追求单通道速率的极限提升，而是选择通过大规模并行通道来实现总带宽扩展。其系统采用的是‘宽并行架构’，单芯片可集成数百个光通道，例如400个以上通道，通过通道数量的扩展实现800G、1.6T乃至更高带宽能力。”王文轩表示。在他看来，这种设计思路的本质，是用空间维度的并行扩展替代时间域上的高速调制能力，从而降低传统高速方案对信号完整性的要求与功耗上的约束。
 
在系统层面，该架构的另一个关键特点是冗余性设计。由于采用大规模并行通道结构，系统不再依赖单一通道的极限可靠性，而是通过通道冗余来保证整体稳定性。当部分通道发生失效时，可以通过其他通道进行动态补偿，从而维持整体链路性能。这种基于“统计冗余”的系统设计思路，与传统光模块依赖单链路高可靠性的方式形成明显差异。
 
正因为MicroLED光互连拥有如此多领先优势，在过去几年吸引了众多海内外厂商躬身其中。来自国内的CIS巨头思特威也凭借公司在传感器方面积累的优势，切入这条赛道。
 
思特威下注的底气
 
如大家所熟知，思特威过去多年一直都在深耕CIS技术，公司在这条赛道也一路狂飙。乍一看，接收光的CIS似乎和发光的MicroLED关系不大。但王文轩告诉半导体行业观察，这两者之间有很大的关联。而要理解这一点，就要从MicroLED光互连的链路架构说起。
 
据介绍，目前基于MicroLED的链路通常由一对收发器芯片组成，其中集成了MicroLED发射器阵列、光电二极管（PD）接收器阵列和驱动电路，并通过多芯光纤或空间映射相干光纤束连接。每个光通道都通过独立的纤芯传输，从而保持空间对准，使得发射器处的光发射模式可以直接映射到接收器处的PD阵列上，实现有效的“光图像传输”。
 
其中，接收端采用的光电探测器（PD）阵列结构，就与其既有的CMOS图像传感器（CIS）技术存在较强的同源关系。因为CIS本质上是基于像素阵列进行光信号采集与电信号转换，因此在像素设计、电路架构以及多通道读出能力方面的经验，可以直接迁移至光互连接收端设计中。
 
“依托于思特威多年积累的集成电路技术，包括电路产品设计能力，pixel设计等，思特威可以最大程度发挥信号接收端性能。”王文轩直言。他进一步指出，通过设立专属事业群推进收发一体化系统的研发，思特威在这方面的投入涵盖了 TX 驱动阵列、PD 探测阵列及 RX 信号处理阵列三大模块，为持续打造低功耗、高集成度的高速光互连解决方案做好了充分准备。
 
“我们还拥有CIS异质集成工艺技术储备，可以很好地适配MicroLED光通信多系统耦合产品形态。因此在MicroLED光互连的芯片设计及结构集成方面，思特威具备先天优势。我们希望可以依托我们的技术能力，为客户提供低功耗、高可靠、高速率的光互连解决方案。”王文轩补充说。在他看来，这种来自CIS体系的技术积累，是思特威在PD阵列设计与系统集成上的重要基础，使得光互连系统具备更强的工程实现能力。
 
依托技术同源的优势，公司层面的设计研发资源可直接复用在光互连业务中来。尽管事业群组建时间尚短，目前专职投入光互连业务的团队约数十人，但如果算上跨部门协同的电路研发设计平台、版图设计平台、工艺平台、Pixel设计、光学设计等平台资源，整体投入规模远不止于此。"公司对光互连业务非常重视，其他部门的资源也会按需调配，整体协同投入的力度非常大。可以说，公司正在全力托举光互连业务的进展。"王文轩补充道。
 
在不久前举办的慕尼黑电子展现场，思特威也带来了公司的相关方案展示。在原型样机演示中可以看到，作为光源的MicroLED 单通道传输速率已突破 3Gbps，典型功耗低至 0.8pJ/bit。整体而言，则可支持 1Tbps+ 超大并行传输带宽，以数百路并行低速光通道替代传统少量高速光通道，从根源上解决前述互连架构的功耗和复杂度瓶颈。
 

MicroLED单路3Gbps传输速率实时眼图
 
从应用场景来看，王文轩表示，MicroLED 光互连方案主要针对数据中心短距高速互连场景，如 scale-up 场景，数据中心机柜内部互连、50米以内机柜间短距传输、GPU和GPU之间芯片直连等场景。在特定场景下，该方案具备功耗以及可靠性优势。
 
“由于这种方案是单芯片高度集成，取代传统方案的激光器、Driver、TIA、DSP等多颗芯片组合的方案，因此我们认为MicroLED光互连方案无论在成本还是可靠性方面，都具备优势。”王文轩表示。“此外，行业内现有传统的光互连方案在高端DSP等部件方面均依赖海外的供应商，但我们的MicroLED光互连方案能在本土供应链完美实现，这也使其在当前的国际竞争态势下更具竞争力。”王文轩接着说。
 
通过上述原型样机提供的端到端链路演示，我们看到了这个方案的吸引力。王文轩也预言道，2027年会是一个关键节点，届时基于MicroLED的光互连方案有望投入商用。但他也同时指出，要达到这个目标，仅靠思特威一家投入还远远不够。整个生态的参与度，才是决定这项新技术能否走向商用的关键。这也正是思特威将携手产业链合作伙伴共同推动技术落地，作为未来几年工作重点的原因之一。
 
写在最后
 
从CIS到MicroLED光互连，思特威并非简单跨界，而是在利用自身在光电转换、像素阵列和芯片设计上的积累，探索下一代数据连接技术。
 
过去几年，思特威凭借CIS技术积累，在智能安防、智能手机和智能汽车等市场的发展中扮演了重要角色。而如今，AI时代带来的互连需求，也为这家企业打开了新的想象空间。当然，任何新技术走向规模化都需要产业链共同推动。但可以确定的是，随着AI基础设施竞争从算力延伸至互连，光正在成为新的关键要素。
 
思特威能否借此站在光的中心，这值得我们期待！