今日於台北举行的「2025 MicroLED技术论坛」上,加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的Steven P. Denbaars教授发表了该校在氮化??(GaN)MicroLED领域的多项重大突破,不仅克服了全彩显示的关键瓶颈,更将其应用拓展至AI数据中心的高速光通讯 。
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| 加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的Steven P. Denbaars教授 |
攻克红光瓶颈 实现高效能全彩显示
长期以来,高效能的红光MicroLED是全彩显示的技术瓶颈 。UCSB团队采用单一氮化????(InGaN)材料平台,成功开发出创下业界纪录的红光MicroLED元件 。
根据其研究结果,在约627奈米波长下,其外部量子效率(EQE)峰值达到7.5%,电光转换效率(WPE)也达4.8%。在高温80。C环境下,InGaN红光LED的亮度衰减仅10%,远优於传统AlGaInP材料30%的衰退率,展现出卓越的耐用性。
微缩技术突破:迈向1微米超高解析度
在元件微缩方面,UCSB取得了惊人的进展,已成功开发出像素尺寸仅1微米的蓝、绿、红光MicroLED。研究团队更颠覆了传统认知,发现长波长的琥珀色与红色InGaN MicroLED在尺寸缩小时,其外部量子效率(EQE)会呈现反向增长的趋势。
赋能AI时代:Gbps级光通讯潜力
本次发表的最大亮点,是将MicroLED应用於AI数据中心的Gbps级光通讯,以解决内部传输瓶颈。
为此,研究团队开发出多种创新结构以达成高速调变:
半极性(Semipolar)晶面:克服高电流密度下的效率下降问题 。
· 奈米光栅(ITO Grating):利用「浦赛尔效应」提升放光速率,大幅增加调变频率 。
· 环形调变μLED(AMμLEDs):透过特殊设计提升光的方向性与萃取效率,利於光纤耦合 。
基於这些创新,UCSB的MicroLED已实现惊人的通讯效能。在与新创公司合作中,频宽达到2GHz,相当於4Gb/s的传输速率。该公司利用此技术开发的AI通讯方案,已能实现超过10公尺的机柜到机柜(Rack to Rack)传输,功耗仅为0.5 pJ/bit,并拥有全球最小的光收发器密度。
而从UCSB的研究成果来看,高效率的全彩显示材料与1微米级的像素制程已是现在进行式,而MicroLED更有可能作为AI时代低功耗、超高速光通讯引擎的一项重要推动技术,高速通讯的未来可能就是一个由微小晶片驱动的全新光电时代。