經濟日報 記者：蘇嘉維／台北報導 2023-09-11
AI掀起巨量資料傳輸需求，矽光子及共同封裝光學元件（CPO）成為業界新顯學，台積電（2330）積極搶進，傳出攜手博通、輝達等大客戶共同開發，最快明年下半年開始迎來大單，台積電並投入逾200人組成先遣研發部隊，瞄準明年起陸續來臨、以矽光子為製程基礎的超高速運算晶片商機。
對於相關傳聞，台積電表示，不回應客戶及產品狀況。不過，台積電高度看好矽光子技術，台積電副總余振華日前曾公開表示，「如果能提供一個良好的矽光子整合系統，就能解決能源效率和AI運算能力兩大關鍵問題。這會是一個新的典範轉移。我們可能處於一個新時代的開端。」
矽光子是日前甫落幕的「SEMICON Taiwan 2023國際半導體設備展」中，業界熱議的話題，台積電、日月光等半導體巨擘都發表相關主題專講，主因AI應用遍地開花，如何讓巨量資料傳輸速度更快、達到訊號無延遲等問題浮上檯面，傳統以電作為訊號傳輸的方式已不敷需求，矽光子是將電轉換成傳輸速度更快的光，成為業界高度期盼用以提升巨量資料傳輸速度的新世代技術。
台積電、英特爾、輝達、博通等國際半導體指標業者都陸續展開矽光子及共同封裝光學元件技術布局，最快2024年就可看到整體市場出現爆發性成長。
業界傳出，台積電正與博通、輝達等大客戶聯手開發矽光子及共同封裝光學元件等新產品，製程技術一路從45奈米延伸到7奈米，最快2024年就會有好消息，2025年邁入放量產出階段，屆時可望為台積電帶來全新商機。
業界人士透露，台積電已籌組約200名先遣研發部隊，未來將可望將矽光子導入CPU、GPU等運算製程當中，由於內部原有以電子傳輸線路更改為傳輸速度更快的光，運算能力將會是現有運算處理器的數十倍起跳，目前仍在研發及論文學術階段，業界高度看好相關技術可望成為台積電未來數年營運爆發性成長的新動能。
業界分析，高速資料傳輸目前仍採用可插拔光學元件，隨著傳輸速度快速進展並進入800G世代，及未來進入1.6T至3.2T等更高傳輸速率，功率損耗及散熱管理問題將會是最大難題，半導體業界推出的解決方案，是將矽光子光學元件及交換器特殊應用晶片（ASIC），透過CPO封裝技術整合為單一模組，此方案已開始獲得微軟、Meta等大廠認證並採用在新一代網路架構。
即便CPO技術因為剛進入市場，生產成本仍偏高，隨著先進製程推進至3奈米，AI運算將推動高速傳輸需求，並進一步帶動高速網路架構重整，預期CPO技術將是不容忽視且必要的技術，2025年之後將大量進入市場。
矽光子（Silicon Photonics）技術由英特爾在2010年推出，當中結合矽及雷射技術，透過電轉換成光的技術，讓原本由銅線傳輸資料轉換成傳輸距離更快速、更穩定的光纖，當中難度在於如何將電子資料轉換成光，由於成本相對較高，且光通訊收發模組體積較大，因此多用在資料中心、伺服器等市場。
目前台積電除了開發矽光子技術之外，更同時開發共同封裝光學模組（CPO），透過矽製程的晶片以封裝模式整合光子積體電路（PIC），能將電更快速轉換成光訊號，藉此讓傳輸速度更快。
PS. 昨天「選股的技術」投資課程提到的CPO，今天就有新聞出來了。內文提到：2024年就會有好消息，2025年邁入放量產出階段。比我課堂上預估的更早一些。