AI世代掀「光」速革命!
矽光子供應鏈全面進擊
隨著生成式 AI、資料中心的崛起，矽光子成為科技業眾所矚目的關鍵技術，而台灣作為全球半導體重鎮，自然也站在趨勢浪頭尖上。近期，集結了上下游產業力量的矽光子聯盟已正式成軍，究竟各家廠商擁有那些技術實力?目前最新進展又是如何?本期MoneyDJ焦點專題將帶讀者們快速了解。
矽光子是什麼?為何重要
矽光子是什麼?為何重要
矽光子（Silicon Photonics）是一種「積體光路」，結合了電子與光子，目標以光訊號取代電訊號進行傳輸。因其具有高速、高頻寬、低能耗及成本較低等優勢，被視為是未來解決資料中心和數據傳輸瓶頸的關鍵技術。
而共同封裝光學(CPO, Co-Packaged Optics)技術，則是利用矽光子技術將EIC(電子積體電路)與PIC(光子積體電路)共同在一個插槽上，形成模組與晶片的共同封裝，進而取代光收發模組，讓光引擎更加靠近CPU/GPU，進而加速傳輸速度，並提高運算力。
矽光子（Silicon Photonics）是一種「積體光路」，結合了電子與光子，目標以光訊號取代電訊號進行傳輸。因其具有高速、高頻寬、低能耗及成本較低等優勢，被視為是未來解決資料中心和數據傳輸瓶頸的關鍵技術。
而共同封裝光學(CPO, Co-Packaged Optics)技術，則是利用矽光子技術將EIC(電子積體電路)與PIC(光子積體電路)共同在一個插槽上，形成模組與晶片的共同封裝，進而取代光收發模組，讓光引擎更加靠近CPU/GPU，進而加速傳輸速度，並提高運算力。
矽光子市場成長潛力驚人
矽光子市場成長潛力驚人
根據 Yole 資料，目前矽光子以應用別來劃分，主要以資料中心收發器（Data center transceivers）、長程收發器（Long haul transceivers）、5G 交換器（5G tranceivers）、免疫分析（Immunoassay）、光纖陀螺儀（Fiber-optic gyroscope）為大宗。
Yole亦估計，2021 年矽光子晶片市場規模為 1.51 億美元，直到 2027 年時應用市場會上升到 9.72 億美元，年複合成長率達 36%。
根據 Yole 資料，目前矽光子以應用別來劃分，主要以資料中心收發器（Data center transceivers）、長程收發器（Long haul transceivers）、5G 交換器（5G tranceivers）、免疫分析（Immunoassay）、光纖陀螺儀（Fiber-optic gyroscope）為大宗。
Yole亦估計，2021 年矽光子晶片市場規模為 1.51 億美元，直到 2027 年時應用市場會上升到 9.72 億美元，年複合成長率達 36%。
大廠進度
大廠進度
事實上，早在 2010 年 Intel 就已經推出矽光子技術，公司更再在年度Hot Chips 2024半導體技術大會中首度展示可對應4Tbps資料量的光學運算互連OCI小晶片（chiplet）的CPO設計。
事實上，早在 2010 年 Intel 就已經推出矽光子技術，公司更再在年度Hot Chips 2024半導體技術大會中首度展示可對應4Tbps資料量的光學運算互連OCI小晶片（chiplet）的CPO設計。
指標性的台積電(2330)，除了負責晶圓製造外，也推出相對應的矽光子先進封裝方案。公司預計2025年完成矽光子前期的支援小型插拔式連接器的COUPE驗證，並於2026年整合CoWoS封裝，成為共同封裝光學元件（Co-Packaged OpticsCPO）導入。
指標性的台積電(2330)，除了負責晶圓製造外，也推出相對應的矽光子先進封裝方案。公司預計2025年完成矽光子前期的支援小型插拔式連接器的COUPE驗證，並於2026年整合CoWoS封裝，成為共同封裝光學元件（Co-Packaged OpticsCPO）導入。
事實上，目前各科技巨頭都攜手供應鏈爭相投入矽光子及CPO相關技術研發，除了主宰該市場的Broadcom外 ，NVIDIA則是透過收購 Mellanox切入市場；至於Cisco則是與被 Marvell 併購的Inphi共同開發；另外Juniper、AMD、IBM也皆有展開行動。
事實上，目前各科技巨頭都攜手供應鏈爭相投入矽光子及CPO相關技術研發，除了主宰該市場的Broadcom外 ，NVIDIA則是透過收購 Mellanox切入市場；至於Cisco則是與被 Marvell 併購的Inphi共同開發；另外Juniper、AMD、IBM也皆有展開行動。
台積電、日月光領軍
台廠組矽光子聯盟
台積電、日月光領軍
台廠組矽光子聯盟
矽光子半導體技術持續發展，將為半導體產業帶來全新活水。由台積電(2330)、日月光投控(3711)等國內半導體大廠領軍31家廠商共同組成的「SEMI矽光子產業聯盟(SEMI Silicon Photonics Industry Alliance )」近期宣告正式成立，將鎖定包括光通訊、光達(LiDAR)，乃至量子電腦等領域，將台灣的半導體產業技術進一步推進。
矽光子半導體技術持續發展，將為半導體產業帶來全新活水。由台積電(2330)、日月光投控(3711)等國內半導體大廠領軍31家廠商共同組成的「SEMI矽光子產業聯盟(SEMI Silicon Photonics Industry Alliance )」近期宣告正式成立，將鎖定包括光通訊、光達(LiDAR)，乃至量子電腦等領域，將台灣的半導體產業技術進一步推進。
台積電(2330)研發副總經理徐國晉指出，在5年之內，高頻寬CPO傳輸系統可望成為矽光子技術所實現的最主要應用；而根據預估到了2030年，全球將有3.5%的電力會被AI雲端運算消耗掉，若所有的AI雲端運算架構都採用CPO架構，理論上將可降低能耗達到插拔架構約5倍。
台積電(2330)研發副總經理徐國晉指出，在5年之內，高頻寬CPO傳輸系統可望成為矽光子技術所實現的最主要應用；而根據預估到了2030年，全球將有3.5%的電力會被AI雲端運算消耗掉，若所有的AI雲端運算架構都採用CPO架構，理論上將可降低能耗達到插拔架構約5倍。
日月光(3711)營運長吳田玉說明，矽光子是半導體的前端製程，隨著晶片密度變高，連接需求變高，耗能需求必須更有效率，在這些各項要求之下和現有的金屬材料極限有所衝突，而「光」就成為業界共識的唯一解，但相對的「很貴」，因AI帶來的龐大商機，硬體技術勢必要有所升級。
日月光(3711)營運長吳田玉說明，矽光子是半導體的前端製程，隨著晶片密度變高，連接需求變高，耗能需求必須更有效率，在這些各項要求之下和現有的金屬材料極限有所衝突，而「光」就成為業界共識的唯一解，但相對的「很貴」，因AI帶來的龐大商機，硬體技術勢必要有所升級。
光通訊
光通訊
以眾達-KY(4977)在過去法說會上分享的觀點來看，資料中心與超大資料中心的建置隨著資料傳輸量越來越多，CPO的開發是未來資料傳輸的一條解決方案，很有可能會與800G的傳輸模組並存，或是相輔相成，包括生成式AI、物聯網、車聯網、自動駕駛等皆有需求。
以眾達-KY(4977)在過去法說會上分享的觀點來看，資料中心與超大資料中心的建置隨著資料傳輸量越來越多，CPO的開發是未來資料傳輸的一條解決方案，很有可能會與800G的傳輸模組並存，或是相輔相成，包括生成式AI、物聯網、車聯網、自動駕駛等皆有需求。
光通訊磊晶廠聯亞(3081)則看好明(2025)年矽光產品的需求相較今年上半年的動能將更加強勁。目前全世界大部分的data center還是在用400G產品，不過公司客戶已經開始做800G升級、領先其他公司一個世代。
光通訊磊晶廠聯亞(3081)則看好明(2025)年矽光產品的需求相較今年上半年的動能將更加強勁。目前全世界大部分的data center還是在用400G產品，不過公司客戶已經開始做800G升級、領先其他公司一個世代。
針對部分市場擔憂認為，CPO如果普及乃至於取代了傳統熱插式光收發模組，反而將是光收發模組製造廠的訂單將減少。不過，在矽光計畫美系大廠的產品藍圖中，即使到了1.6T的高速傳輸模組，也並未放棄傳統熱插式模組設計。
針對部分市場擔憂認為，CPO如果普及乃至於取代了傳統熱插式光收發模組，反而將是光收發模組製造廠的訂單將減少。不過，在矽光計畫美系大廠的產品藍圖中，即使到了1.6T的高速傳輸模組，也並未放棄傳統熱插式模組設計。
封裝測試
封裝測試
盤點矽光子封測供應鏈，包括龍頭廠日月光投控(3711)、中小型封測廠矽格(6257)及旗下台星科(3265)、訊芯-KY(6451)，以及測試介面的旺矽(6223)、穎崴(6515)、精測(6510)都有著墨。
盤點矽光子封測供應鏈，包括龍頭廠日月光投控(3711)、中小型封測廠矽格(6257)及旗下台星科(3265)、訊芯-KY(6451)，以及測試介面的旺矽(6223)、穎崴(6515)、精測(6510)都有著墨。
其中，穎崴推出晶圓級矽光子CPO 測試介面解決方案，能提供客戶「微間距對位雙邊探測（Double Sided Probing）」系統架構，其中微間距僅150um，同時能克服4~6倍的雙邊差距、高頻高速、溫度上升等三大難題，並已獲多家客戶驗證。
其中，穎崴推出晶圓級矽光子CPO 測試介面解決方案，能提供客戶「微間距對位雙邊探測（Double Sided Probing）」系統架構，其中微間距僅150um，同時能克服4~6倍的雙邊差距、高頻高速、溫度上升等三大難題，並已獲多家客戶驗證。
訊芯-KY(6451)的800G CPO產品已通過客戶驗證，鎖定歐美市場，預估明(2025)年放量；而800G模組用於102.4T規格的CPO產品也都在規畫中，預計明年底有進一步訊息。目前公司SiP、光通訊營收占比各半，在未來CPO出貨提升，光通訊明年占比可望增至6成。
訊芯-KY(6451)的800G CPO產品已通過客戶驗證，鎖定歐美市場，預估明(2025)年放量；而800G模組用於102.4T規格的CPO產品也都在規畫中，預計明年底有進一步訊息。目前公司SiP、光通訊營收占比各半，在未來CPO出貨提升，光通訊明年占比可望增至6成。
結語
結語
整體來看，矽光子、CPO技術備受期待，當前可說是可說是「兄弟登山各自努力」。因傳輸媒介的革新，包括光電廠/半導體廠的設計規格、材料乃至封測製程都得有所調整，也要有相對應的生產設備，惟目前尚未有統一的標準規格平台，因此不利於普及、大量生產。不過，隨著國際指標廠商積極推動新技術發展、加速商業化，未來一併帶動的潛在商機，仍讓市場相當期待且想像無限。
整體來看，矽光子、CPO技術備受期待，當前可說是可說是「兄弟登山各自努力」。因傳輸媒介的革新，包括光電廠/半導體廠的設計規格、材料乃至封測製程都得有所調整，也要有相對應的生產設備，惟目前尚未有統一的標準規格平台，因此不利於普及、大量生產。不過，隨著國際指標廠商積極推動新技術發展、加速商業化，未來一併帶動的潛在商機，仍讓市場相當期待且想像無限。
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製作小組
記者｜王怡茹
設計｜蔡涵綸