MicroLEDs: Hunderte Gigabyte pro Sekunde mit wenig Energiebedarf

Für die MicroLED-Industrie entwickelt sich vielleicht ein neues Feld abseits der Displays: Datenverkehr. Auf der Mid-Europe Chapter Conference der Society of Information Display (SID-MEC Conference) in Göttingen wurde die Idee, mit MicroLEDs Kommunikation zu ermöglichen, gleich mehrfach diskutiert und wird entsprechend von der Forschung begleitet. Nach derzeitigem Stand ist es aber ein eher kleines Feld im Vergleich zu den selbstleuchtenden MicroLEDs von Displays verschiedener Bauarten. Aber es könnte ein lukratives Feld werden, auf das mehrere Forschungsgruppen schauen.

Zwei davon präsentierten auf der SID-MEC Conference. Das Potenzial ist demnach aber groß, wie Vorträge des französischen Unternehmens Aledia aus Champagnier und des Braunschweiger Unternehmens Qubedot in Göttingen darstellten. Beide Unternehmen kümmern sich eigentlich hauptsächlich um MicroLED-Displays und Qubedot als Besonderheit um spezielle Pixel, die auch wie Buchstaben aussehen können.

Im Bereich der Datenkommunikation sind die kleinen LEDs aber ebenfalls etwas Besonderes. Denn sie haben zwar nicht die Bandbreite klassischer Laser, wie sie etwa in GBIC-Modulen von Switches in SFP-Schächten stecken. Dafür lassen sie sich aber leichter parallelisieren. Qubedot sprach dabei von zwei bis zehn GBit/s die pro Kanal machbar sind. Der Clou: Das Potenzial soll bei 100 bis 400 Kanälen liegen. Im besten Fall sind also 500 GByte pro Sekunde machbar. Als Vergleich wurde die klassische Laser-Kommunikation herangezogen, die 100 GBit/s pro Sekunde liegt und zwischen vier und 16 parallele Kanäle erlaubt. 

Wenig Energiebedarf, aber kaum Reichweite

Entsprechende QSFP-Module mit 100 GBit/s sind natürlich längst verfügbar. Das gilt auch für Module mit 400 GBit/s. Die QSFP-Module mit 100 GBit/s haben aber bereits ein Problem: Die Leistungsaufnahme ist enorm – zumindest im Vergleich. 2,5 bis teils 15 Watt sind nicht unüblich, je nach Fähigkeiten des Moduls. Genau hier soll die MicroLED-Technik ihre Vorteile ausspielen können. Laut Aledia besteht das Potenzial, dass sich die Leistungsaufnahme pro übertragenem Bit auf ein Zehntel reduziert. 

Aber: Die reduzierte Leistungsaufnahme lässt sich nicht überall ausspielen. So sind etwa DAC-Verbindungen zwischen Switches (Intra-Rack) denkbar. Darüber hinaus reicht die MicroLED-Technik nach der Einschätzung von Aledia jedoch nicht. Mit einer praktisch umsetzbaren Reichweite von gerade einmal einem Meter dürfte es auch nur mit Mühen möglich sein, zwei Racks nebeneinander zu verbinden.

Ein weiteres Feld für die MicroLEDs wäre die Kommunikation auf einem Mainboard (zwischen Chips). Da MicroLEDs Halbleiter sind, lassen sich diese prinzipiell in Chips als Kommunikationskanal integrieren, um die Kommunikation zwischen Chips kostengünstig zu beschleunigen. Zudem kann wohl davon ausgegangen werden, dass es auch Vorteile bei der Entstörung im Vergleich zu elektrischen Verbindungen gibt. Vorteile sieht Aledia zudem bei der Latenz, die von 5 ns per Laser auf nur noch 2 ns per MicroLED fallen soll.

Die Einsatzgebiete sind aber sehr stark eingeschränkt. Entsprechende Gedankenspiele gibt es in der Forschung übrigens schon länger. Aledia und Qubedot sind nicht die einzigen Unternehmen, die daran arbeiten. Im Gespräch mit Teilnehmern hieß es aber, dass der Durchbruch noch fehlt. Eine Endkundentechnik wird es aber vermutlich nicht.