微軟 2027 年推出 MicroLED 光纜 能耗降低 50% 加速 AI 資料中心

微軟與聯發科合作開發的 MicroLED 主動式光纜技術取得重大突破，預計 2027 年商業化，低能耗約 50%，具備銅纜等級的可靠性，並能傳輸數十公尺，為大規模 AI 訓練提供全新方案。
在生成式AI帶動算力需求指數級成長的當下，資料中心內部的「最後一哩路」——伺服器之間的資料傳輸，成為效能瓶頸的關鍵環節。微軟研究院 (Microsoft Research)宣布與聯發科及多家供應商合作開發的次世代主動式光纜 (Active Optical Cable, AOC)技術已取得重大突破，預計將於2027年底與產業夥伴合作正式商業化。這項基於MicroLED光源的革命性設計，有望將資料中心內部互連的能耗降低約50%，同時實現媲美銅纜的可靠性，為大規模AI訓練叢集的佈建開闢全新路徑。

AI狂潮下的「數位水管」革命：MicroLED如何顛覆現有架構？

隨著AI模型規模持續膨脹，資料中心內部需要連結的圖形處理器 (GPU)數量動輒以萬計。傳統的傳輸方案正面臨嚴峻的物理限制：銅纜雖然節能可靠，但傳輸距離被限制在約2公尺以內，僅能用於單一機櫃內的互連；雷射驅動的光纖雖能傳輸數十公尺至數公里，但其高功耗、對溫度敏感、易受灰塵影響的特性，使其故障率高達銅纜的100倍，成為大規模叢集維運的痛點。

微軟劍橋研究實驗室聯手Azure核心團隊、Azure硬體系統與基礎設施部門，以及Microsoft 365團隊所開發的MicroLED方案，是為了解決這道「距離、功耗、可靠性」的不可能三角。該計畫首席研究員Paolo Costa解釋，新技術的核心概念是以「寬而慢」 (wide and slow)取代傳統的「窄而快」 (narrow and fast)。

傳統雷射光纜透過少數幾個通道以極高速度脈衝發送資料，如同狹窄但湍急的溪流。而MicroLED系統則利用廉價且商業化的MicroLED元件，搭配被稱為「成像光纖」 (imaging fiber)的特殊纜線——這種原本用於醫療內視鏡、內部包含數千根獨立核心的光纖——創造出數千個平行通道，以較低速度同時傳輸資料。Paolo Costa比喻：「這就像一條寬廣而緩慢的河流，與一條狹窄湍急的溪流相比，最終能輸送同樣體積的水量」。

能耗砍半、可靠性媲美銅纜：MicroLED的五大技術突破

根據微軟研究團隊的實驗室測試與模擬估算，這項技術若實際佈署，相比當前主流的雷射光纖方案，能耗可降低約50%。這項節能效益來自兩個層面：首先，MicroLED本身即為高效率光源；其次，新架構省去了傳統光纜中複雜且耗電的數位訊號處理器 (DSP)。

微軟全球資深副總裁、技術院士Doug Burger指出：「早期用LED更便宜、更低功耗地傳輸資料，這聽起來像是天方夜譚。這項突破有可能從根本上改變運算基礎設施的幾乎每一個環節」。

這項與聯發科及其他供應商合作開發的技術，已經成功將實驗室工作檯上複雜的光學元件微型化，整合進約成人拇指大小的金屬收發器中，可直接插拔於現有資料中心伺服器。其關鍵突破包括：

• 節能省電：省去DSP，功耗較傳統VCSEL (垂直共振腔面射型雷射)主動式光纜降低高達50%。

• 銅纜等級可靠度：MicroLED結構簡單、耐用且對溫度不敏感，實現遠高於雷射的穩定性。

• 延伸傳輸距離：可達數十公尺，滿足AI訓練叢集跨機櫃互連需求。

• 可擴充性：可透過增加光通道數量或提升單通道速率來垂直擴充頻寬。

• 先進封裝整合：採用單晶CMOS晶片整合與異質鍵合技術，將MicroLED陣列直接鍵合於CMOS晶片上，實現極小間距與超高密度通道陣列。

聯發科技副總經理Vince Hu表示，此次合作結合雙方深厚的技術能力與產業洞察，成功將MicroLED技術微型化，並且整合進與現有資料中心設備相容的收發器中，讓產業能無縫採用此項新技術。

不只MicroLED：中空光纖已佈署Azure，速度提升47%

值得留意的是，MicroLED並非微軟在資料中心網路領域的唯一佈局。另一項名為「中空光纖」 (Hollow Core Fiber, HCF)的技術，目前已應用於部分微軟Azure區域，並且在全球更多地區持續佈署中。

與傳統在實心玻璃纖維中傳輸光訊號不同，HCF的訊號在空心核心的空氣中傳輸，使光速更快。根據已發表研究，相較於傳統單模光纖 (SMF)，HCF可提升最高達47%的資料傳輸速度，並且降低約33%的延遲。意味著資料中心可設置在更遠的位置，而不損失使用者習慣的速度與反應性。這項由南安普敦大學開發、經微軟2022年收購的Lumenisity公司進一步發展的技術，已被《時代》雜誌評選為2025年度最佳發明之一。

Azure超大規模網路總經理Frank Rey指出，MicroLED與HCF是互補技術。MicroLED將主要用於資料中心內部、連接伺服器與GPU；而HCF則有能力覆蓋長距離，服務客戶、連接資料中心，未來也可能在資料中心內部扮演角色。

分析觀點：AI基礎設施的「隱形戰爭」，微軟從運算擴張轉向效率最佳化

微軟此次一口氣端出MicroLED與HCF兩項網路技術突破，背後反映的戰略意圖，遠比單純的技術升級更深遠。

首先，AI算力競賽進入「每瓦效能」的深水區。當GPU算力以每年數倍速度成長，資料中心的供電與散熱卻面臨物理極限。微軟此次強調MicroLED「能耗砍半」，正是針對營運商最頭痛的成本痛點——功耗。在兆級參數模型的訓練叢集中，幾趴的功耗優化，都可能轉化為數百萬美元的營運成本節省。

其次，「可靠度」將成為大規模AI集群的隱形門檻。報導中特別提及雷射光纜故障率高達銅纜100倍，這在萬卡級別的AI訓練中是不可承受之重。一次訓練任務可能耗時數週，任何單點故障都可能導致任務中斷甚至從頭再來。MicroLED則實現「銅纜等級可靠度」，意味大規模集群的「平均無故障時間」將大幅提升，這對追求訓練穩定性的大型AI實驗室與雲端服務商而言，價值甚至超越單純的頻寬規格。

再者，聯發科的關鍵角色，標誌著亞洲半導體供應鏈在AI基礎設施的話語權提升。傳統上，資料中心光通訊市場由美日廠商主導。聯發科此次不僅參與微型化工程，更負責將MicroLED驅動器、轉阻放大器等完整電子功能整合進單晶CMOS晶片，展現其在高速傳輸與先進封裝領域的技術實力。這也意味著未來AI資料中心的標準，將由「超大型雲端業者」與「亞洲晶片設計公司」共同定義。

最後，從「增加算力」到「優化傳輸」的策略轉向。微軟研究院技術院士Doug Burger的評論點出了關鍵：「這項突破有可能從根本上改變運算基礎設施的幾乎每一個環節。」過去幾年，AI硬體焦點幾乎全在GPU算力。如今，隨著摩爾定律放緩，單純追求運算單元效能的邊際效益遞減，取而代之的是「系統級優化」——如何讓成千上萬的GPU高效協同工作，成了新的決勝點。微軟同時押注MicroLED（短距高可靠）與HCF（長距低延遲），形同為AI資料中心打造了一套從內到外的「高速網路立體戰」方案。

總體而言，這項將於2027年商業化的技術，不僅是微軟內部研發的里程碑，更預示著AI基礎設施的競爭，正從「算力軍備競賽」悄然轉向「傳輸效率的隱形戰爭」。對於正在規劃下一代資料中心的雲端巨頭與企業而言，誰能在功耗、距離與可靠度之間取得最佳平衡，誰就能在AI時代的算力版圖中佔據更有利的位置。