矽光子崛起 產業轉型升級契機
光學連接技術演進
隨着人工智慧(AI)應用快速發展,資料中心對頻寬的需求幾乎每兩、三年就翻倍成長。爲滿足高速傳輸需求,具備高效低耗特色的矽光子(Silicon Photonics)技術,正迅速成爲新一波產業焦點。其中,被視爲關鍵架構的共同封裝光學(CPO),也有望複製IC設計發展的成功路徑,帶動臺灣供應鏈如上詮、高明鐵及致茂等轉型升級。
半導體業者指出,當資料傳輸速度推進至3.2Tbps以上,傳統架構難以因應,需導入CPO來降低功耗、成本與延遲。其中關鍵在於將光電元件距離極大縮短,進一步簡化架構、減少像DSP(數位訊號處理器)等高成本零件。包括輝達(NVIDIA)、博通、Marvell、思科與IBM等國際大廠均積極佈局CPO。
目前,輝達與光子新創Ayar Labs已在臺灣擴大徵才,Marvell也積極尋找矽光子團隊主管,顯示臺灣正在成爲全球矽光子與CPO產業的關鍵據點。業界看好,這將複製過去臺灣在IC設計從製造、封測,進一步孕育出聯發科、瑞昱等知名Fabless業者的歷史路徑。未來隨着外商來臺設立辦公室,可望帶動更多本土廠商投入矽光子設計領域。
在製造與封裝方面,臺積電早在2018年就進軍矽光子製程,採用12吋SOI(絕緣層上覆矽)晶圓搭配65奈米CMOS技術及OPC(光學鄰近修正),孔徑(CD)控制能力可達2奈米以下,展現製程優勢。而在封裝部分,則運用SoIC Face-to-Face與透鏡設計,將散射光反射回晶片內部,大幅降低光損耗,達到與傳統平面光子晶片(PIC)相同水準。
據瞭解,臺積電將在2026年開始把矽光子整合進CoWoS封裝製程中。雖格羅方德早一步投入,但臺積電憑藉其先進製程與封裝實力,反而後發先至,並已與輝達、博通等客戶建立緊密合作。
法人看好,矽光子供應鏈中,將由設備業者率先受惠,例如致茂提供光學測試設備,高明鐵則有光耦合機臺;上詮專注於光纖陣列單元(FAU)設計與封裝貼合技術,也被視爲關鍵零組件廠商。
展望未來,矽光子應用將不只侷限於高速資料傳輸,還將延伸至光運算等新興領域。臺灣仰賴完整的半導體產業鏈、製造實力與設計能量,有望在這波技術典範轉移中,複製過去IC設計的成功經驗,站上下一波產業浪潮。