MicroLEDs: Hundratals gigabyte per sekund med låg energiförbrukning

Ett nytt område kan vara på väg att utvecklas för MicroLED-industrin utöver displayer: datatrafik. Vid Mid-Europe Chapter Conference of the Society of Information Display (SID-MEC Conference) i Göttingen var idén om att använda MicroLED för att möjliggöra kommunikation ett hett diskussionsämne och det forskas på detta. I dagsläget är det dock ett ganska litet område jämfört med de självlysande MicroLED som används i displayer av olika slag. Men det kan bli ett lukrativt område som flera forskargrupper tittar närmare på.

Två av dessa grupper presenterade sitt arbete på SID-MEC-konferensen. Potentialen är betydande, vilket framgår av presentationer från det franska företaget Aledia och det tyska företaget Qubedot. Båda företagen fokuserar främst på microLED-displayer, och Qubedot specialiserar sig på unika pixlar som till och med kan likna bokstäver.

När det gäller datakommunikation är de små lysdioderna också ganska unika. De har visserligen inte samma bandbredd som klassiska lasrar, t.ex. de som finns i GBIC-moduler i switchar med SFP-platser, men de är lättare att parallellisera. Qubedot uppger att två till tio Gbit/s per kanal är möjligt att uppnå. Det viktiga här är att potentialen uppges vara mellan 100 och 400 kanaler. I bästa fall innebär det att 500 GB/s är möjligt. Som jämförelse kan nämnas att klassisk laserkommunikation vanligtvis levererar 100 Gbit/s och tillåter mellan fyra och 16 parallella kanaler.

Låg energiförbrukning, men begränsad räckvidd

QSFP-moduler med 100 Gbps är naturligtvis lättillgängliga. Detsamma gäller för 400 Gbps-moduler. De nuvarande QSFP-modulerna med 100 Gbps har dock ett problem: deras strömförbrukning är enorm, åtminstone i jämförelse. 2.5 till ibland 15 watt är inte ovanligt, beroende på modulens kapacitet. Det är just här som fördelarna med MicroLED-tekniken kommer till sin rätt. Enligt Aledia finns det potential att minska strömförbrukningen per överförd bit till en tiondel.

Denna minskade strömförbrukning kan dock inte utnyttjas överallt. Till exempel kan DAC-anslutningar mellan switchar (inom ett rack) vara tänkbara. Utöver detta anser Aledia dock att MicroLED-tekniken är otillräcklig. Med en praktiskt uppnåelig räckvidd på bara en meter skulle det sannolikt vara extremt svårt att ansluta två intilliggande rack.

En annan potentiell tillämpning för microLED skulle kunna vara kommunikation på ett moderkort (mellan chip). Eftersom microLEDs är halvledare kan de i princip integreras i chip som en kommunikationskanal för att på ett kostnadseffektivt sätt påskynda kommunikationen mellan chip. Dessutom erbjuder de fördelar när det gäller störningsundertryckning jämfört med elektriska anslutningar. Aledia ser också fördelar i latenstiden, som förväntas sjunka från 5 ns med laser till bara 2 ns med microLED.

Användningsområdena är dock mycket begränsade. Forskning kring denna teknik har för övrigt pågått under en längre tid och Aledia och Qubedot är inte de enda bolagen som arbetar inom detta område. I diskussioner med deltagarna konstaterades att man fortfarande väntar på ett genombrott och att det är osannolikt att det blir en konsumentteknik inom en snar framtid.