MicroLED's: Honderden gigabytes per seconde met laag energieverbruik

Voor de MicroLED-industrie ontwikkelt zich mogelijk een nieuw gebied naast beeldschermen: dataverkeer. Op de Mid-Europe Chapter Conference van de Society of Information Display (SID-MEC Conference) in Göttingen was het idee om MicroLED's te gebruiken om communicatie mogelijk te maken een veelbesproken onderwerp dat dienovereenkomstig wordt onderzocht. Zoals de zaken er nu voor staan, is het echter een vrij klein gebied vergeleken met de zelfverlichtende MicroLED's die in beeldschermen van verschillende ontwerpen worden gebruikt. Maar het zou een lucratief gebied kunnen worden waar verschillende onderzoeksgroepen zich mee bezig houden.

Twee van deze groepen presenteerden hun werk op de SID-MEC conferentie. Het potentieel is aanzienlijk, zoals bleek uit presentaties van het Franse bedrijf Aledia en het Duitse bedrijf Qubedot. Beide bedrijven richten zich voornamelijk op microLED-schermen, en Qubedot is gespecialiseerd in unieke pixels die zelfs op letters kunnen lijken.

Op het gebied van datacommunicatie zijn deze kleine LED's ook vrij uniek. Hoewel ze niet de bandbreedte hebben van klassieke lasers, zoals die in GBIC-modules van switches in SFP-sleuven, zijn ze gemakkelijker te parallelliseren. Qubedot stelt dat twee tot tien Gbit/s per kanaal haalbaar zijn. Het belangrijkste punt hierbij is dat het potentieel tussen de 100 en 400 kanalen zou liggen. In het beste geval betekent dit dat 500 GB/s mogelijk is. Ter vergelijking: klassieke lasercommunicatie levert gewoonlijk 100 Gbit/s en laat tussen de vier en 16 parallelle kanalen toe.

Laag energieverbruik, maar beperkt bereik

QSFP modules met 100 Gbps zijn natuurlijk gemakkelijk verkrijgbaar. Hetzelfde geldt voor 400 Gbps modules. De huidige 100 Gbps QSFP-modules hebben echter een probleem: hun stroomverbruik is enorm, tenminste in vergelijking. 2.5 tot soms 15 watt is niet ongewoon, afhankelijk van de mogelijkheden van de module. Dit is precies waar de voordelen van de MicroLED-technologie naar voren komen. Volgens Aledia is er potentieel om het stroomverbruik per verzonden bit tot een tiende terug te brengen.

Dit verminderde stroomverbruik kan echter niet overal gebruikt worden. DAC-verbindingen tussen switches (binnen een rack) zijn bijvoorbeeld denkbaar. Daarbuiten vindt Aledia de MicroLED-technologie echter onvoldoende. Met een praktisch haalbaar bereik van slechts één meter, zou het verbinden van twee aangrenzende racks waarschijnlijk extreem moeilijk zijn.

Een andere mogelijke toepassing voor microLED's is communicatie op een moederbord (tussen chips). Aangezien microLED's halfgeleiders zijn, kunnen ze in principe in chips geïntegreerd worden als communicatiekanaal om de communicatie tussen chips kosteneffectief te versnellen. Bovendien bieden ze ook voordelen op het gebied van storingsonderdrukking in vergelijking met elektrische verbindingen. Aledia ziet ook voordelen op het gebied van latentie, die naar verwachting zal dalen van 5 ns met een laser naar slechts 2 ns met microLED.

De toepassingsgebieden zijn echter zeer beperkt. Er wordt overigens al enige tijd onderzoek gedaan naar deze technologie, en Aledia en Qubedot zijn niet de enige bedrijven die op dit gebied actief zijn. In discussies met deelnemers werd gesteld dat een doorbraak nog steeds op zich laat wachten, en dat het onwaarschijnlijk is dat het snel een consumententechnologie zal worden.