為了進一步降低次世代AI高速資料連結所造成的電力消耗及開發新的節能技術，中央大學電機系許晉瑋教授研究團隊今（25）日由發表在國科會支持下，已成功開發出新穎的單模、超高速、低耗能的垂直共振腔面射型雷射（Vertical Cavity Surface-Emitting Laser, VCSEL）。

在國科會的支持下，中央大學電機系許晉瑋教授研究團隊成功開發出新穎的單模、超高速、低耗能的垂直共振腔面射型雷射(VCESL)

據悉，此研究成果不僅突破傳統VCSEL光源的速度（40 GHz）和單模輸出功率（~5mW）限制，且當雷射元件與單模光纖結合後，還能在不使用任何信號處理的前提下，達成850 nm波長的40GHz調變頻寬，以及1km×56 Gbps的距離-資料傳輸速率乘積的世界紀錄。

目前已在2024年OFC國際會議發表，並在2025年國際知名學術期刊《IEEE量子電子學選題期刊》上，披露該元件完整的技術內容。

此外，隨著光纖連接網路建設及資料中心的普及化，為人類的文明帶來新一波的革命，這種高速、低耗能雷射光源在AI光鏈結市場上的應用，將是指日可待。

在人工智慧（AI）和先進積體電路（IC）技術結合的ChatGPT問世後，更導致巨量資料在圖形處理器（GPU）及其周邊開關晶片和不同資料中間的高速搬移變得至關重要。

許晉瑋

然而，目前NVIDIA的AI伺服器機櫃所需的資料流量，實已超過全世界乙太網路資料流量。所以具有低功耗、超高速、並可和IC晶片高密度共同封裝的雷射光源，而成為現今發展的重要趨勢。」當雷射光源在和光纖結合後，將可取代笨重且高損耗的高頻電纜線，且使AI伺服器櫃中的電力消耗大幅下降。

所以，如何有效擴展高速雷射，加上光纖的整個光學通道頻寬，便成為更進一步降低下世代AI高速資料連結電力消耗的重要課題。由許晉瑋團隊獨家開發的鋅擴散結構專利，則能實現創新的單模VCSEL核心技術，與傳統單模VCSEL最大不同，在於改變了發光孔徑形狀的幾何結構，將可大幅提升單模VCSEL的輸出功率和操作速度。

加上目前鋅擴散的VCSEL結構早已由台灣VCSEL晶片製造商大量生產，並應用在智慧型手機的近距離感測模組的光源，將使台灣廠商能掌握AI資料鏈結的核心先進技術；也可經過環隆科技、晶元光電等台灣廠商合作開發生產，將使得產業鏈能加完整，以利國際競爭。