--Progresul profund al industriei de iluminat din China, de la operator până la nucleul infrastructurii de putere de calcul
Atunci când puterea de calcul a inteligenței artificiale explodează cu o rată anuală de creștere de trei ori mai mare și când centrele de date globale se confruntă cu un blocaj în triunghiul imposibil al distanței de transmisie, consumului de energie și fiabilității, lumina, cel mai vechi purtător de iluminat din istoria civilizației umane, finalizează o reconstrucție disruptivă a valorilor. Nu mai este doar un instrument de iluminat al spațiului, ci a devenit infrastructura de bază care susține funcționarea puterii de calcul și a fluxului de date în era inteligenței artificiale.
Recent, sectorul MicroLED, segment de categoria A, a declanșat o frenezie zilnică a limitelor. Acțiunile Sanan Optoelectronics, Huacan Optoelectronics și alte companii legate de concepte au continuat să se consolideze, devenind cea mai profitabilă piață în afara segmentului de putere de calcul al inteligenței artificiale. Ceea ce a declanșat această rundă de piață a fost tehnologia MicroLED CPO, care a trecut de la industria afișajelor de iluminat la domeniul puterii de calcul al inteligenței artificiale - poate reduce direct consumul de energie pentru transmisia optică la 5% din soluția tradițională cu cablu de cupru, consumul total de energie a scăzut cu 95%, iar eficiența energetică a crescut de aproape 20 de ori. De la Universitatea Fudan și Universitatea Nanjing, care au avansat succesiv în tehnologia de bază a comunicațiilor optice Micro LED, la sistemul de cablu optic activ Micro LED, dezvoltat în comun de Microsoft și MediaTek, care a finalizat demonstrarea conceptului, până la giganți internaționali precum ams OSRAM și Marvell, care fac planuri, companiile autohtone de top din domeniul afișajelor de iluminat au urmărit îndeaproape și au dezvăluit cele mai recente progrese din industrializare. A început o revoluție industrială declanșată de "light". Pentru industria iluminatului din China, aceasta nu este doar o oportunitate istorică de a scăpa de involuția șinei tradiționale și de a deschide a doua curbă de creștere, ci și o perioadă critică pentru saltul de la o putere de producție a iluminatului la o putere globală a tehnologiei iluminatului.
1. Puterea de calcul a inteligenței artificiale explodează, reconstruind valoarea fundamentală a luminii: de la „iluminarea lumii” la „conectarea puterii de calcul”
Fiecare iterație din industria iluminatului pornește de la extinderea limitei valorice a luminii. În prima revoluție industrială, de la lămpile incandescente la LED-uri, am realizat modernizări ale tehnologiei iluminatului în materie de economisire a energiei și de iluminat în stare solidă. Valoarea fundamentală a luminii s-a concentrat întotdeauna în jurul celor două scenarii principale: iluminatul vizual și afișajul informațiilor. Sosirea erei inteligenței artificiale (IA) rupe complet această percepție tradițională - a treia valoare fundamentală a luminii, și anume conexiunea de date de mare viteză, crește cu o viteză fără precedent și devine piatra de temelie care susține dezvoltarea economiei digitale și a industriei IA.
În prezent, antrenarea și inferența modelelor mari de inteligență artificială impun cerințe extreme asupra lățimii de bandă, latenței și consumului de energie al clusterelor de calcul. Cel mai recent studiu TrendForce arată că specificațiile privind rata de transmisie a datelor de ≤400 Gbps au fost introduse într-un număr mare de centre de date ale furnizorilor globali de servicii cloud. Din 2025 până în prezent, cererea pieței continuă să împingă specificațiile de transmisie la 800 Gbps și 1,6 Tbps. Contradicția dintre transmisia de mare viteză și controlul consumului de energie a ajuns la punctul în care trebuie rezolvată.
În sistemul tradițional de interconectare a centrelor de date, cablurile de cupru sunt limitate de distanța de transmisie și interferențele electromagnetice. Sub cerințele de transmisie ultra-rapidă de 1,6 Tbps, consumul de energie depășește 10 pJ/bit, ceea ce duce direct la o creștere exponențială a consumului total de energie al sistemului. Chiar și soluția actuală de module transceiver optic mainstream are un consum de energie pentru un singur modul de până la aproximativ 30 W. În centrele de date mari, consumul de energie al modulelor optice reprezintă doar peste 25%, devenind un călcâi al lui Ahile care restricționează implementarea la scară largă a clusterelor de calcul AI. Deși fibra optică laser tradițională poate realiza transmisii pe distanțe lungi, aceasta se confruntă cu punctele slabe ale consumului ridicat de energie, ratei ridicate de defecțiune și sensibilității termice puternice. Numai în 2025, consumul de energie al rețelei centrelor de date globale Microsoft va reprezenta 18% din consumul total de energie IT, 40% din acesta provenind din interconectarea optică pe distanțe lungi. Dilema triunghiulară distanță-consum de energie-fiabilitate în care industria a fost prinsă de mult timp a deschis un nou spațiu de aplicare pentru tehnologia LED pe care industria iluminatului o cultivă de mulți ani.
Micro LED, o tehnologie care a strălucit inițial în domeniile iluminatului și afișajelor, a devenit una dintre cele mai bune soluții pentru a depăși blocajele din interconectarea puterii de calcul a inteligenței artificiale, datorită avantajelor sale principale: luminozitate ridicată, consum redus de energie, lățime de bandă mare de modulație și integrare ușoară a matricelor. Integrarea tehnologică a MicroLED CPO a realizat un atac de reducere a dimensionalității asupra soluțiilor tradiționale - esența sa constă în integrarea profundă a diodelor emițătoare de lumină la nivel de microni și a tehnologiei optice de co-ambalare. De asemenea, este definită ca CPO 2.0 de către industrie, lărgind complet decalajul față de soluția CPO 1.0, formată din laser tradițional și CPO".
Deși tehnologia CPO tradițională rezolvă problema deteriorării integrității semnalului modulelor optice conectabile tradiționale la rate de peste 1,6 Tbps prin împachetarea împreună a motoarelor optice și a cipurilor de comutare ASIC, aceasta este limitată de lățimea de bandă de modulație și de blocajele de gestionare termică ale laserelor VCSEL tradiționale și necesită întotdeauna compromisuri repetate între rată, consum de energie și densitatea de împachetare. Adăugarea MicroLED rezolvă direct această problemă centrală de la baza sursei de lumină: în comparație cu laserele tradiționale cu emițătoare de margini și laserele cu emițătoare de suprafață cu cavitate verticală, MicroLED are o suprafață de emițătoare de lumină mai mică, o tensiune de comandă mai mică și o lățime de bandă de modulație mai mare, ceea ce crește direct eficiența generării semnalului optic cu un ordin de mărime.
Din perspectiva principiilor de bază, diferența dintre cele două este uriașă: laserele tradiționale sunt ca niște reflectoare mari, cu un volum de nivel milimetric, un curent de prag laser ridicat, un curent de excitație mai mare de 200mA și un consum ridicat de energie. Cipurile TIA și D SP vor avea o derivă semnificativă a lungimii de undă și o atenuare a eficienței peste 85°C și trebuie să se bazeze pe răcire termoelectrică de mare putere; MicroLED-ul este o matrice de sute sau mii de micro-lanterne, iar dimensiunea unui singur cip este mai mică de 50 de microni, ceea ce poate fi integrat în ambalaj cu circuite de acționare CMOS pentru a obține o emisie paralelă de lumină cu densitate mai mare. Fiecare MicroLED corespunde unui canal de date independent, necesitând doar un curent de excitație extrem de scăzut de nivel μA și fără modulator suplimentar. Consumul de energie al emițătorului poate fi de până la 80fJ/bit. În același timp, intervalul său de temperatură de funcționare acoperă între -40°C și 125°C și poate menține peste 90% din puterea luminoasă la 85°C. Nu este necesar controlul temperaturii TEC, ceea ce rezolvă fundamental problema disipării căldurii cauzată de integrarea ridicată a CPO.
Comparativ cu tehnologiile de comunicații optice laser, cum ar fi VCSEL/DFB/EML, interconectarea optică MicroLED are mai multe avantaje în ceea ce privește lățimea de bandă de modulație, toleranța la temperatură, toleranța la erori de aliniere optică etc. Potențialul său de lățime de bandă de modulație la nivel de GHz se adaptează nevoilor viitoare de transmisie ultra-rapidă. Caracteristicile stabile ale unui interval larg de temperatură elimină necesitatea unui control precis al temperaturii. Caracteristicile unui unghi larg de emisie a luminii facilitează, de asemenea, îmbunătățirea randamentului producției de matrice, iar consumul de energie de acționare este de doar 1/3 din cel al laserelor, ceea ce o face o alegere ideală pentru interconectarea de înaltă densitate pe distanțe scurte.
Spre deosebire de logica de transmisie de mare viteză pe un singur canal „"narrow” și „fast"h” a laserelor tradiționale, interconectarea optică Micro LED adoptă o arhitectură de transmisie paralelă de tip „"wide” și „slow"h”, construind legături optice paralele prin sute de canale Micro LED controlabile independent. Pornind de la premisa obținerii aceleiași lățimi de bandă totale, aceasta reduce considerabil consumul de energie al sistemului și îmbunătățește fiabilitatea transmisiei, adaptându-se perfect nevoilor de interconectare pe distanțe scurte, densitate mare și consum redus de energie ale clusterelor de calcul AI. Datele măsurătorilor efective din laborator și industrie au confirmat intuitiv valoarea disruptivă a acestei tehnologii: profesorul Tian Pengfei de la Universitatea Fudan și echipa sa au depășit problema „"green light gap” și au pregătit un Micro LED verde cu o lățime de bandă de modulație de 2,19 GHz, atingând o rată de transmisie a datelor în spațiu liber de 9,06 Gbps, stabilind cel mai înalt nivel din lume de transmisie în spațiu liber a Micro LED-urilor verzi; Dezvoltat de o echipă comună a Universității Nanjing, cipul LED atinge o lățime de bandă maximă de 1,6 GHz la un curent de 2 mA și un consum de energie de doar 7,34 pJ/bit la o rată de transmisie de 2,125 Gbps, ceea ce este cu două ordine de mărime mai mic decât consumul de energie al soluției existente. Soluția MicroLED CPO a realizat un salt calitativ și poate atinge un consum de energie de doar 1~2 pJ/bit. Se încadrează perfect în obiectivul de bază de consum redus de energie de <1,5 pJ/bit propus de NVIDIA în specificația CPO pentru fotonică pe siliciu, luând ca exemplu produsele de comunicații optice de 1,6 Tbps. După adoptarea arhitecturii MicroLED CPO, consumul total de energie poate fi redus semnificativ de la 30 W ai modulului transceiver optic tradițional la aproximativ 1,6 W, ceea ce reprezintă doar 5% din soluția tradițională, iar raportul de eficiență energetică este crescut de aproape 20 de ori.
O valoare a implementării mai concrete este că, pentru un cluster GPU de 100.000 de plăci video, dacă soluția MicroLED CPO este utilizată pentru toate interconexiunile dintre rack-uri, se pot economisi 15 milioane de kilowați-oră de energie electrică pe an, ceea ce este echivalent cu reducerea a aproximativ 12.000 de tone de emisii de carbon. Acest lucru va atenua fundamental consumul de energie și presiunea de disipare a căldurii din centrul de calcul inteligent și va reduce direct costurile uriașe de operare ale centrului de date. Această serie de descoperiri tehnologice confirmă o tendință a industriei: în era inteligenței artificiale, concurența pentru lumină nu se mai limitează la involuția luminozității iluminării și a rezoluției afișajului, ci se extinde la concurența pentru tehnologiile de bază de la baza infrastructurii puterii de calcul. Industria iluminatului se află în etapa centrală a acestei revoluții tehnologice a luminii.
2. Punctul de cotitură al industriei a sosit: dilema existentă și noile oportunități incrementale în industria iluminatului
Privind retrospectiv la stadiul actual de dezvoltare al industriei de iluminat din China, aceasta se află într-un punct critic de cotitură, când creșterea șinelor tradiționale a atins vârful, iar șinele emergente au nevoie urgentă de descoperiri inovatoare.
Pe de o parte, piața iluminatului tradițional a intrat într-o eră a concurenței bursiere. După deceniul de aur al popularizării tehnologiei LED, industria iluminatului din China a format cel mai complet sistem de lanțuri industriale din lume, iar capacitatea sa de producție a ocupat o poziție de lider în lume. Cu toate acestea, se confruntă și cu dilema intensificării concurenței omogene, a profiturilor diluate ale produselor și a impulsului de creștere insuficient. Fie că este vorba de iluminat general, iluminat comercial sau iluminat pentru locuințe, involuția industriei s-a extins de la războiul prețurilor la războiul canalelor. Spațiul de piață incremental continuă să se restrânge, iar companiile au nevoie urgentă de noi inovații în creștere.
Pe de altă parte, Micro LED-urile, ca tehnologie de generație următoare recunoscută în industria iluminatului și a afișajelor, s-au confruntat întotdeauna cu blocaje în comercializarea sa anterioară. În trecut, imaginația pieței Micro LED a fost întotdeauna limitată la scenarii de electronice de larg consum, cum ar fi micro-afișajele AR/VR, afișajele comerciale de înaltă performanță, iluminatul vehiculelor și dispozitivele portabile. Aceste scenarii au, în general, caracteristicile unor cicluri lungi de introducere, praguri ridicate de producție în masă, concurență acerbă pe piață și diluare rapidă a profitului. Majoritatea companiilor se află într-o dilemă între investițiile uriașe în cercetare și dezvoltare și randamentele limitate ale pieței.
Ascensiunea canalului de interconectare optică bazat pe inteligență artificială (AI) a rescris complet logica creșterii industriale a Micro LED-urilor, deschizând o nouă cale de creștere de mare valoare, în valoare de sute de miliarde, pentru industria de iluminat chineză. Spre deosebire de piața electronicelor de larg consum, piața de interconectare optică bazată pe inteligență artificială aparține categoriei de construcție a infrastructurii digitale și are trei caracteristici principale, care corespund perfect nevoilor de transformare ale industriei de iluminat:
În primul rând, valoarea de piață a crescut considerabil. Această performanță nu mai măsoară valoarea produsului prin scala de transport ("scale), ci prin evaluarea la nivel de sistem ("s) ca nucleu. Valoarea individuală a proiectului este mare, iar concentrarea clienților este mare. Odată ce tehnologia este verificată, se poate realiza o cooperare pe termen lung și stabilă, evitând involuția prețurilor scăzute a pieței iluminatului tradițional;
În al doilea rând, acumularea de tehnologie permite reutilizarea și modernizarea. Tehnologiile de bază, cum ar fi creșterea epitaxială Micro LED, fabricarea cipurilor, transferul de masă, integrarea ambalajelor și controlul acționărilor, care au fost cultivate de mulți ani în industria iluminatului, pot fi extinse și reutilizate în scenarii de comunicații optice. Atâta timp cât tehnologia este optimizată pentru cerințele de performanță la nivel de comunicare, se poate realiza implementarea transfrontalieră a capacității de producție a tehnologiei;
În al treilea rând, barierele și șanțurile de apărare din industrie continuă să se adâncească. Produsele de interconectare optică au cerințe stricte privind rata de modulație, rata de eroare pe biți, fiabilitatea pe termen lung și consistența matricei, ceea ce ridică în mod natural pragul de intrare în industrie. Companiile de iluminat principal cu acumulare de tehnologie de bază își pot construi un șanț de apărare adânc cu avantajele lor tehnologice și pot scăpa de concurența de nivel inferior.
Giganții internaționali au preluat deja conducerea și au confirmat fezabilitatea acestei piste. Liderul european în domeniul iluminatului, OSRAM, și-a aplicat tehnologia Micro LED, dovedită în producția de masă în domeniul farurilor adaptive auto, la aplicații transfrontaliere în scenarii de interconectare optică a centrelor de date AI. Cipul său EVIYOS poate integra 25.600 de Micro LED-uri controlabile independent. LED-ul a atins o rată de transmisie a datelor pe un singur canal de 3,0 Gbit/s, consumul de energie este mai mic de 2 pJ/bit, iar rata de eroare pe biți îndeplinește standardele stricte ale industriei; Microsoft a lansat arhitectura MOSAIC, utilizând o legătură optică cu arhitectură "wide și slow". Prototipul 800G a fost testat cu succes și este compatibil cu interfețele existente; NVIDIA nu numai că a clarificat obiectivele specificațiilor TSMC privind consumul redus de energie, miniaturizarea și fiabilitatea ridicată pentru CPO-ul fotonicului pe siliciu, dar a rezervat și interfețe de integrare standardizate pentru soluțiile CPO pe cele mai recente platforme de putere de calcul AI, cum ar fi GB200 și Blackwell. În același timp, a investit 4 miliarde de dolari americani în companiile de tehnologie optică Lumentum și Coherent, mizând puternic pe linia de interconectare optică; TSMC deschide o platformă de ambalare 3D Fabric și cooperează cu startup-ul american Avicena pentru a produce produse de interconectare bazate pe MicroLED; MediaTek a cucerit independent tehnologia surselor de lumină MicroLED și a lansat soluții active de cablu optic.
Dispunerea densă a principalilor producători internaționali de iluminat și semiconductori indică în mod clar direcția transformării industriei: rezultatul final al concurenței dintre companiile de iluminat nu mai este competiția pentru cota de piață, ci competiția pentru dreptul de a se exprima în întreaga scenă a tehnologiei iluminatului. De la iluminat la interconectarea optică, industria iluminatului din China deschide o oportunitate istorică în industrie, comparabilă cu înlocuirea lămpilor incandescente cu LED-uri.
3. Avantajul disruptiv al industriei de iluminat din China: colaborarea industrie-universitate-cercetare + sprijin din partea întregului lanț industrial pentru a valorifica oportunitățile pe noile piețe globale
Confruntată cu noua cale a interconectării optice prin inteligență artificială, industria de iluminat din China nu a pornit de la zero. În schimb, are avantajele de lider mondial în domeniul interconectării optice și o bază industrială excepțională, fiind pe deplin capabilă să facă un salt de la poziția de lider la cea de lider. În prezent, lanțul industrial intern nu a rămas în urmă în această rundă de schimbări tehnologice. Cu cea mai completă configurație a lanțului industrial MicroLED din lume, companiile autohtone au realizat progrese semnificative în tehnologiile cheie și au dezvăluit cele mai recente progrese în 2025, formând o configurație gradientă de implementare de top, cercetare și dezvoltare și pre-cercetare, precum și colaborare transfrontalieră. Acestea se află în etapa cheie de tranziție de la verificarea eșantionului la producția de masă în loturi mici. Anul 2026 este, în general, considerat de industrie ca primul an de implementare accelerată a substituției interne.
În primul rând, progresele tehnologice din cercetarea științifică au pus o bază teoretică solidă pentru implementarea industrială. Universități autohtone de top, precum Universitatea Fudan și Universitatea Nanjing, au obținut rezultate de cercetare științifică de top la nivel mondial în domeniul comunicațiilor optice Micro LED: Echipa Universității Fudan a depășit problema micro-luminii verzi, care a tulburat industria de mulți ani. Problema LED-urilor atenuează efectul Stark de confinare cuantică prin strategii de ameliorare a stresului, realizând progrese duble în ceea ce privește lățimea de bandă de modulație și rata de transmisie, oferind suport tehnic de bază pentru comunicațiile cu lumină vizibilă full-color și interconectarea optică de înaltă densitate. Din perspectiva optimizării eficienței energetice, echipa Universității Nanjing a obținut un consum ultra-redus de energie și o lățime de bandă ultra-mare a cipurilor Micro LED prin designul ultra-subțire al puțurilor cuantice de 1 nm și tehnologia de limitare a curentului de pasivizare a pereților laterali, oferind o soluție chineză pentru interconectarea cu economie de energie a centrelor de date. Rezultatele cercetărilor celor două universități importante au format un sistem tehnic complementar din cele două dimensiuni ale extinderii performanței și optimizării eficienței energetice, oferind o bază pentru transformarea tehnologică a industriei iluminatului intern.
