随着人工智能大模型训练、高性能计算与数据中心内部流量的爆炸式增长，传统基于铜线的电互连在带宽密度和能耗上面临严峻瓶颈。光互连技术因其高带宽、低延迟、抗电磁干扰等优势，是高速互连的解决方案。在这一背景下，研究兼具高调制带宽、高集成度、低成本的光源成为关键。近日，复旦大学智能机器人与先进制造创新学院田朋飞课题组与合作团队在紫光micro-LED高速通信研究中取得系列重要进展，分别通过环状并联micro-LED和低串扰空间分复用micro-LED阵列，实现了单通道10.25 Gbps和多通道19.3 Gbps的高速可见光通信速率，为发展高密度、高通量光互连传输芯片奠定了坚实基础。

一、环状并联紫光micro-LED助力单通道速率突破

复旦大学田朋飞课题组与苏州纳米所徐科课题组合作，在外延结构势垒层中引入AlN/AlGaN，具有更好的载流子限制特性，并设计了环状并联结构的紫光micro-LED阵列，为实现高带宽奠定了基础。9像素并联阵列的-3 dB带宽高达1133 MHz，高于单颗micro-LED的797 MHz。结合OFDM调制技术，该并联micro-LED最终实现了单通道10.25 Gbps的传输速率记录。

图1 并联micro-LED外延结构

表1近年来高速并联micro-LED

二、低串扰空间分复用紫光micro-LED阵列多通道并行通信

为大幅提升总互连速率，有效的途径是采用空间分复用（SDM） 技术，即在同一芯片上集成多个并行发射通道，通过设计非共n型阵列，提高了micro-LED阵列抗串扰能力。基于2颗micro-LED的SDM系统，实现了单通道9.58 Gbps和9.72 Gbps的速率，总速率高达19.3 Gbps，这是迄今为止LED-based SDM-VLC系统的最高纪录，为集成上百个通道的Tbps级光通信芯片指明了方向。

图2 基于紫光micro-LED阵列的SDM通信系统搭建

表2 近年来基于LED的SDM通信速率

该系列研究得到国家重点研发计划、上海市科委等项目的支持。论文第一作者分别为单心怡博士和靳祖欣博士，论文的通讯作者为复旦大学田朋飞教授。

参考文献链接：

https://doi.org/10.1109/JLT.2025.3620260

https://doi.org/10.1109/JLT.2025.3610267