Redução de consumo de energia em 95%, rompendo o dilema entre luz e cobre... Será o Micro LED CPO a solução definitiva?

A IA generativa leva a interconexão de centros de dados a velocidades de 800Gbps, 1.6Tbps e até mais, enquanto os cabos de cobre tradicionais enfrentam limites em consumo de energia, densidade e dissipação de calor. O Micro LED CPO, com “menor consumo por unidade + maior integração”, torna-se uma variável importante na reavaliação das rotas tecnológicas de interconexão pelo mercado de capitais, mas a solução definitiva ainda depende da produção em massa, confiabilidade e ritmo de adoção pelos clientes.

Em 5 de março, o conceito de Micro LED no mercado A-shares apresentou forte alta, com ações como Jucan Optoelectronics, Lianjian Optoelectronics, Absen e outras atingindo o limite de alta, com foco de capital na nova alternativa para interconexão de centros de dados de alta velocidade.

Segundo a última pesquisa da TrendForce, a maior parte dos grandes centros de dados globais já atinge velocidades de transmissão de 400Gbps, com demanda em direção a upgrades para 800Gbps e 1.6Tbps desde 2025. O relatório aponta que, os cabos de cobre enfrentam desafios em densidade de transmissão e eficiência energética, enquanto o Micro LED CPO, com consumo de energia por transmissão mais baixo, pode substituir a interconexão óptica, mudando o equilíbrio de custos e consumo de energia entre “luz e cobre” em cenários de curtas distâncias.

Vale destacar que, em relatório do ano passado, a Tianfeng Securities citou o esquema MOSAIC, proposto pela equipe de pesquisa da Microsoft e pelo Azure da Microsoft, que tenta usar a arquitetura “larga e lenta” do Micro LED para superar o dilema entre luz e cobre, e indicou que, com o uso adicional de tecnologia CPO, a vantagem de consumo de energia do sistema Micro LED pode ser ampliada.

Limitações do cabo de cobre expostas: consumo de energia e alcance limitam expansão

A TrendForce acredita que a aplicação em larga escala de IA generativa faz com que os centros de dados entrem em uma fase de alta demanda computacional, acelerando a atualização da largura de banda de interconexão. Com a evolução para velocidades superiores a 800Gbps, os problemas de perdas em alta frequência e consumo de energia do sistema com cabos de cobre tornam-se mais difíceis de ignorar.

A pressão de consumo de energia impacta diretamente a operação. Dados da TrendForce mostram que, quando a velocidade de transmissão atinge 1.6Tbps, o consumo de energia por bit ultrapassa 10pJ, enquanto os módulos ópticos associados podem consumir cerca de 30W, elevando custos operacionais e criando pressão de dissipação de calor.

O relatório também indica que o custo de energia dos centros de dados já representa mais de 30% dos custos operacionais, sendo que quase 20% vêm do consumo do sistema de transmissão, tornando a eficiência energética da interconexão uma das principais restrições para a expansão de clusters de computação.

A Tianfeng Securities reforça que a tecnologia de link enfrenta um compromisso fundamental entre alcance, consumo e confiabilidade: cabos de cobre são eficientes e confiáveis, mas com alcance extremamente limitado (<2m). Mesmo com cabos ativos, o alcance esperado é de apenas 5 a 7 metros, e aumentos na largura de banda tornam esses desafios ainda maiores.

Proposta principal do Micro LED CPO: consumo por bit reduzido para 1 a 2pJ

Sob o cenário de “salto de largura de banda + rigidez no consumo”, a TrendForce posiciona o Micro LED CPO como uma rota com potencial de substituição. O ponto-chave é a integração profunda de chips Micro LED abaixo de 50 micrômetros com circuitos CMOS de acionamento, e na arquitetura CPO, encapsulando dispositivos ópticos, chips de troca e circuitos de acionamento juntos, para reduzir o comprimento do caminho do sinal, perdas e melhorar a estabilidade.

Dados da pesquisa indicam que o consumo de energia por transmissão do Micro LED CPO pode cair para 1 a 2pJ/bit, apenas 5% do esquema tradicional de cabos de cobre. Tomando como exemplo um produto de comunicação óptica de 1.6Tbps, o consumo de energia do módulo óptico tradicional é cerca de 30W, enquanto o sistema Micro LED CPO pode reduzir para aproximadamente 1,6W, uma redução de quase 95%, tendo impacto direto na dissipação de calor e na densidade de potência dos racks de centros de dados.

Densidade e confiabilidade também justificam o investimento nesse esquema. A TrendForce destaca que os chips Micro LED possuem vida útil longa, resposta rápida e alta resistência a interferências, e, combinados com a alta integração do CPO, podem alcançar densidades de transmissão superiores a 0,5Tbps/mm², economizando espaço nos racks e atendendo às demandas de alta densidade.

De MOSAIC a CPO: validação plug-and-play e caminhos para redução de consumo em sistema

A Tianfeng Securities cita o esquema MOSAIC, lançado pela equipe de pesquisa da Microsoft e pelo Azure, que propõe usar Micro LED como transmissor e CMOS como receptor, adotando a arquitetura WaS (wide-and-slow), com múltiplos canais paralelos de baixa velocidade substituindo poucos canais de alta velocidade, para reduzir dependência de lasers, ADC/DAC, DSPs complexos e FEC.

O relatório relata que a equipe da Microsoft construiu um sistema de protótipo ponta a ponta com 100 canais, cada um de 2Gbps, e testes mostraram que o MOSAIC consegue manter transmissão estável até 30 metros, com simulações indicando alcance superior a 50 metros. Quanto ao consumo, os dados do protótipo mostram que o backend digital consome apenas 0,4W, totalizando entre 3,1 e 5,3W, enquanto links ópticos convencionais consomem entre 9,8 e 12W.

O MOSAIC também propõe ampliar o número de canais, mantendo a taxa de 2Gbps por canal. Para 800Gbps, seriam necessários cerca de 400 canais Micro LED, sem redundância; com ECC leve, esse número sobe para 460 canais, podendo incluir canais de backup para maior confiabilidade. A Tianfeng Securities também aponta que, com tecnologia CPO, o MOSAIC teria ganhos adicionais, pois a interconexão entre chips teria taxas de dados mais baixas, podendo diretamente modular Micro LED, reduzindo consumo e complexidade de conversores de alta velocidade.

Focos da cadeia de produção: epitaxia, chips, transferência em massa, encapsulamento avançado e componentes ópticos

Se o Micro LED CPO avançar para comercialização, o crescimento não se limitará à “substituição da fonte de luz”, mas impulsionará de forma sistêmica a capacidade de fabricação e encapsulamento. Três áreas sensíveis merecem atenção: epitaxia e chips, transferência em massa e encapsulamento avançado, além de componentes ópticos e receptores.

• Como líder nacional em semicondutores compostos, a Sanan Optoelectronics possui a maior capacidade de epitaxia de Micro LED no país, com uma linha de produção de 6 polegadas em operação em escala, e a Sanan Integration tem capacidade de fabricação de chips de comunicação óptica, com produtos já em fase de validação com clientes de ponta.
• A Huacan Optoelectronics é considerada uma das principais empresas de chips Micro LED na China, com a primeira linha de produção em escala de 6 polegadas no mundo, taxa de rendimento superior a 90%, e amostras de comunicação óptica para conexões curtas em IA já enviadas para validação por clientes de destaque.

Na dimensão de componentes, a Tianfeng Securities acredita que, se o esquema MOSAIC ganhar escala, os principais beneficiados serão Micro LED, fibras ópticas multi-chip, lentes TIR, sensores CMOS e conectores ópticos Micro LED.

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