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MicroLED光互连AI基础设施MOSAIC系统工程

MicroLED 光互连:从“宽而慢”到 1 Tbps 评估套件

用一张架构图读懂 MicroLED 如何连接 AI 系统,区分 MOSAIC 原型、LightBundle 评估套件与量产,并建立判断链路价值的五个问题。

Kaiyo Nan
This article was written in Chinese and auto-translated via Google Translate.
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MicroLED 光互连笔记 · 第 1 篇。公开资料核对至 2026 年 9 月 10 日。

2026 年 9 月 13 日补注:明确 MOSAIC 的硬件规模与同时测试规模,并加入第二篇技术拆解链接。

把一颗 MicroLED 当成显示像素时,我们关心它的亮度、颜色和均匀性。把它当成通信光源,问题就变成:它能否稳定地传递比特,接收端能否分清 0 和 1,以及这件事总共消耗多少电。

这个变化把 MicroLED 带进了 AI 系统的连接问题:计算芯片、内存和交换芯片之间,需要持续搬运大量数据。一个连接方案的价值,要放在带宽、距离、功耗、封装空间和可维护性中一起判断。

近期最值得关注的一步,是评估条件的变化。Avicena 在 2026 年 8 月 18 日宣布开始交付 1 Tbps LightBundle 评估套件。根据公司公告,这意味着合作方可以在自己的实验室评估链路;它本身并不说明这类连接已经在数据中心规模部署。交付公告

要理解这一步的意义,可以先从带宽的构成开始。

“宽而慢”如何获得高带宽

把所有有效通道的速率相加,就得到了聚合原始速率。对于相同速率的通道,可以写成:

聚合原始速率 = 有效数据通道数 × 每通道速率。

例如,8 条 100 Gb/s 通道和 400 条 2 Gb/s 通道,算术上都对应 800 Gb/s。后者把单通道的速度要求分摊给更多并行通道,这就是 wide-and-slow,即“宽而慢”。这里的“慢”是相对于高速串行通道而言。

两种达到 800 Gb/s 原始聚合速率的通道组织示意,以及驱动器、MicroLED 阵列、光学路径和接收器的连接关系

原创示意:通道数量示意不按比例。8 × 100 与 400 × 2 只是等速率算例,不代表两个已测产品,也不表示两者功耗相等。

这个乘法只算原始比特率。协议开销、纠错编码、备用通道和接口限制,都会影响应用最终拿到的有效吞吐量。因此,看到“1 Tbps”,还需要继续追问它对应哪一个接口、哪些通道,以及什么工作条件。

更多通道也会带来更多连接、对准、同步和测试工作。“宽而慢”要成立,节省下来的高速电路开销,必须足以补偿这些新增成本。这正是值得研究的工程权衡。

为什么用 MicroLED

MicroLED 的小尺寸和阵列化形式适合组织大量发光通道;直接调制则是通过改变驱动电流,让光强携带数据。围绕这条思路,Microsoft 的 MOSAIC 将 MicroLED、成像光纤和模拟收发电路组合成一条并行光链路。Microsoft Research

从工程分工看,完整路径包括驱动器、发射阵列、耦合光学、传输介质、探测器阵列和接收电路。LED 上发出的光,只有一部分会到达接收器;能否正确读出数据,还取决于噪声、串扰和时序。

所以,“光源效率高”和“链路效率高”之间隔着一整套系统。显示领域积累的阵列制造、均匀性和可靠性经验很有价值,通信还要求把这些能力放到误码率、接收裕量和链路预算中重新评价。

当前进展应该怎样读

首轮阅读,我建议先抓住三个时间点。

时间与证据已公开的进展阅读时保留的边界
2025 年,Microsoft MOSAIC 论文原型硬件包含 100 个通道;§7.1 的传输实验每次手工接线测试其中 25 个,包含每通道 2 Gb/s、20 m 的条件100 个硬件通道不等于 100 路同时传输实测;800 Gb/s 以上及更长距离的扩展分析也不能当作同一原型实测
2026 年 3 月,Avicena 发布公告发布 ASIC 收发器评估平台,公布 512 Gb/s 演示配置,以及 BER、串扰、链路预算等评价能力发布公告中的展示配置与后续目标需要分别记录
2026 年 8 月,Avicena 交付公告宣布交付 1 Tbps 级 eKit;最多 335 条数据通道,每条最高 3 Gb/s公司称其为聚合原始吞吐量;未据此证明规模量产、部署数量或端到端成本优势

来源:MOSAIC 论文、3 月评估平台公告、8 月交付公告。企业公告反映企业披露,独立复现和客户运行数据仍需要另外寻找。

我的判断是:这条路线已经提供了更具体的工程评价入口。接下来更有价值的证据,会是不同实验室能否在相同条件下复现结果,以及温度、弯折、老化和通道故障出现时,系统表现怎样变化。

五个问题,判断一条链路是否值得采用

第一,距离和使用场景是什么? 芯片封装内、板间和机架间,对布线、连接器、维修方式的要求不同。AI scale-up 通常关注紧密协作的加速器之间的连接;它不能代表所有数据中心网络。先画清端点和物理距离,再比较方案。

第二,带宽在哪个位置计算? 发光通道数、有效通道数、备用通道数需要分开。除了原始速率,还应看有效吞吐量,以及带宽密度是按芯片边缘长度、面积,还是整个连接器计算。

第三,每比特能耗包括哪些部分? Avicena 在 2025 年 11 月披露的 80 fJ/bit 对应每颗 LED 的发射端指标。完整链路还要计算接收电路、驱动及接口等相关功耗;这个数字不能直接与另一产品的端到端 pJ/bit 比较。原始公告

作为一个纯算术例子:若某套完整收发链路实测耗电 1 W,并以 1 Tb/s 持续传输,其能耗就是 1 pJ/bit。这不是对上述套件功耗的描述。真正比较时,还需要固定温度、误码率要求、链路长度和功耗计入范围。

第四,最差通道表现如何? 平均亮度或平均 BER 很容易掩盖阵列尾部问题。我更希望看到全通道分布、邻近通道同时工作的串扰,以及失效通道如何被检测和替换。

第五,怎样制造、测试和维修? 一条实验链路可以依靠精细调整得到好结果;产品需要在批次波动、装配误差和运行环境变化下持续工作。对准容差、测试时间、连接器重复插拔和返修路径,最终都会进入成本。

这五个问题也解释了为什么 MicroLED 与 CPO 不能直接画等号。MicroLED 描述光源与相应链路路线,CPO 描述光学组件与计算或交换芯片的封装关系。一条 MicroLED 链路也可以采用其他封装形式。Avicena 的公开材料就列出了 CPO、板上光学和可插拔模块等形式。封装适配说明

我会从哪里继续研究

我最感兴趣的是评价方法如何跟上架构变化:怎样把单颗器件的光、电、热特性,转换成整个阵列的误码率、裕量和良率判断。

对有 MicroLED、封装或测试背景的工程师,一个可以开始的小项目,是做一张可复核的公开证据表。每条结果只记录六项:来源、日期、通道数、距离、BER,以及功耗计入范围。缺失项保留为空。再据此列出一次评价实验需要固定的条件和采集的数据。

这张表既能帮助识别不同报告中的口径差异,也能逐步形成自己的技术判断。等我们谈到产业机会时,才知道哪一类能力真正缺少公开证据,哪些问题值得投入时间。

第二篇已展开其中的光学难题:MicroLED 的光为什么难以送进正确通道:耦合效率、串扰与装配容差。从透镜方向图到最差通道,具体讨论解决路径与验证方法。

如果你正在评估类似技术,最希望先看到哪一种实测数据?欢迎通过页脚的联系方式与我交流。