臺積電明年最重要一役!矽光子CPO入列臺灣AI新十大建設,為何輝達、AMD建造最強算力都少不了它?

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撰文‧今週刊編輯團隊

今年第四季,臺積電最先進二奈米制程預計啓動量產,CoWoS先進封裝產能穩定增量,在日本熊本、美國亞利桑那、高雄、新竹寶山等地新廠照預定時間進入量產……,截至目前爲止,臺積電不斷強化競爭門檻,逐一實現發展藍圖。眺望2026年,臺積電也將直面最重要的一役──實現矽光子CPO(共同封裝光學)量產。

這一役一旦順利攻克,意味着OpenAI、雲端服務巨人們打造的AI工廠,所苦惱的資料傳輸通路堵車、訊號延遲、前進龜速的難題將有機會迎刃而解,達成高傳輸、低耗能的夢幻目標,且讓AI資料演算時,跑得又順又快。

10月13日輝達(NVIDIA)創辦人黃仁勳迫不及待宣佈,旗下首款採用矽光子CPO技術的網路交換器,得到甲骨文與Meta支持。

通訊領域一哥博通(Broadcom)也開始加速,不僅早在6月便搶先發布Tomahawk 6網路交換器,新品出貨時間更從兩年縮短至一年,力圖穩定在乙太網路架構9成市佔率。

兩強的重磅產品都使用關鍵的CPO技術,擦出的火花硝煙味十足,而技術的背後,都有一位重要盟友──臺積電。

究竟矽光子(Silicon Photonics,SiPh)是什麼?

它是一種矽晶片,矩形外觀,與手機晶片、電腦晶片雷同,但主要功能不是運算,而是進行光電訊號的轉換。

今年9月,總統賴清德宣佈把矽光子入列臺灣AI新十大建設之一,研發據點落腳高雄,目標在2028年達成供應鏈自主。接着,經濟部跟進,提出4年29億元的國家隊計劃,預計培育兩百名專才,由工研院建置矽光子驗證實驗室,並規畫試產產線,供廠商進行產品驗證。

臺灣想成爲矽光子技術重鎮,重鎮的心臟,非臺積電莫屬。道理很簡單,目前全市場AI供應鏈的上游晶片,不論是通用款還是客制款,不論由輝達、AMD,還是博通主導,不論OpenAI、Meta、亞馬遜誰要建造最強算力,都需要臺積電。而臺積電對於透過光子技術解決傳輸耗能,早就投入不少研發工夫。

根據摩根士丹利推估,全球矽光子CPO市場規模將從2023年800萬美元,推升至2030年的93億美元,年複合成長率高達172%;如果AI伺服器龍頭輝達導入順利,前景更爲看好,年複合成長率將可達210%,市場規模上看230億美元。

這份樂觀預測,同樣奠基在一個關鍵要素上,即是與輝達深度綁定的臺積電,其矽光子CPO發展的進度。

在臺積電回覆本刊的答案中,明確指出「第一代矽光子引擎(COUPE)開發進展順利,採用自家的SoIC晶片堆疊技術,將電子IC與光子IC堆疊在一起,創造出具有低訊號耗損、低功耗和小尺寸的光學引擎。」

根據臺積電團隊的估計,從電路板級到封裝級再到中介層級,數據傳輸功耗將降低超過10倍,同時延遲會改善20倍,尺寸上更加小巧。

「COUPE是臺積電目前新興技術中最受重視者,此趨勢光憑這點,能見度就足可看到數年後。」天風國際分析師郭明𫓹推估。

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