臺積電牽頭進(jìn)行整合半導(dǎo)體上下游串聯(lián)成立硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

來源：Digitimes

硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟串聯(lián)上下游產(chǎn)業(yè)鏈，將助力AI發(fā)展快速成長。符世旻攝

在生成式AI與高效運(yùn)算（HPC）推動下，硅光子（Silicon Photonics）成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)突破點，臺積電登高一呼進(jìn)行整合，將推動硅光子供應(yīng)鏈在臺落地及規(guī)格協(xié)議。

參與「硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟」業(yè)者指出，多家客戶的硅光子產(chǎn)品開發(fā)如火如荼，規(guī)格要跟著臺積電腳步來制定，2025年硅光子前哨戰(zhàn)正式展開，初步驗證及小量出貨展開后，全新成長引擎將在2026~2027年加速顯現(xiàn)。

硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟囊括了上、下游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，包括IC設(shè)計、制造封裝、應(yīng)用模塊至終端產(chǎn)品，由臺積電、日月光擔(dān)任倡議人，包括友達(dá)、富采、旺硅、世界先進(jìn)、波若威、上詮、廣達(dá)、辛耘、鴻海、聯(lián)發(fā)科、穎崴等30多家企業(yè)、在成立大會上一字排開組成黃金陣容。

臺積電副總徐國晉指出，在過去20年來，運(yùn)算效能已大幅成長超過6萬倍，但內(nèi)存帶寬與I/O卻存在巨大差異。其中，內(nèi)存帶寬成長約幾百倍、I/O則成長30倍。

在AI時代下，內(nèi)存帶寬與I/O提高將至關(guān)重要，如今內(nèi)存帶寬可以透過高帶寬內(nèi)存（HBM）改善，但I(xiàn)/O發(fā)展停滯將導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎膯栴}，透過硅光子技術(shù)將可以達(dá)到彌補(bǔ)。

國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）表示，生成式AI服務(wù)器對數(shù)據(jù)傳輸速率有著極高的要求，在半導(dǎo)體進(jìn)入先進(jìn)制程后面臨功耗、帶寬等兩大挑戰(zhàn)，硅光子可望被應(yīng)用于3D封裝之中，屆時可望提升10倍數(shù)據(jù)傳輸帶寬。

據(jù)估計，2023~2028年硅光子市場將達(dá)到40%以上的年成長率，成長動能來自于為了增加光纖網(wǎng)絡(luò)容量的高數(shù)據(jù)傳輸率模塊，顯見AI推動力非常巨大。

目前光學(xué)組件、硅光子組件仍處于百花齊放初期階段，當(dāng)AI帶來演算及數(shù)據(jù)傳輸?shù)木蘖啃枨?，也將讓耗能成非常重要的議題。據(jù)估計，2030年AI將消耗全球能源的3.5%，意味著硅光子帶來節(jié)能方案非常關(guān)鍵。

因應(yīng)客戶對硅光子需求，臺積電研發(fā)緊湊型通用光子引擎（COUPE），采用SoIC-X芯片堆棧技術(shù)將電子裸晶堆棧在光子裸晶之上，提供光子IC（PIC）與電子IC（EIC）異質(zhì)整合。

由于大幅降低40%的能耗，可望大幅提升客戶采用意愿，預(yù)計2025年完成支持小型插拔式連接器的COUPE驗證，接著于2026年整合CoWoS封裝成為共同封裝光學(xué)組件，將光鏈接直接導(dǎo)入封裝中。

徐國晉表示，針對發(fā)展路線規(guī)劃，未來將使用先進(jìn)的芯片來節(jié)省功耗并提高效能，目前在實驗室中EIC采用7奈米制程，未來將進(jìn)一步微縮至3奈米，將能節(jié)省更多功耗，也是未來的方向。

光通訊供應(yīng)鏈透露，硅光子技術(shù)正陸續(xù)進(jìn)入驗證階段，美系設(shè)計IC大廠推動速度較為領(lǐng)先，由于CPO將光源與IC進(jìn)行結(jié)合封裝，使得硅光子必然走向跨領(lǐng)域整合。

尤其是臺積電推出自己的開發(fā)規(guī)格，目前臺系供應(yīng)鏈均以臺積電馬首是瞻，2025年將完成驗證及小量出貨，看好硅光子將隨著AI數(shù)據(jù)中心、HPC等應(yīng)用從2026~2027年大放異彩。
硅光子具有低損耗、高傳輸與高算力等特性，非常適合應(yīng)用在大量數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸?shù)膽?yīng)用場景，且硅光子技術(shù)能夠減少功耗和熱量產(chǎn)生，并提高節(jié)點之間的通訊效率，也能有效使光電組件整合，制造更緊湊的光學(xué)模塊，進(jìn)而降低整體系統(tǒng)的體積和成本。

隨著臺積電、日月光等大廠扮演領(lǐng)頭羊，半導(dǎo)體大廠積極卡位，生態(tài)系建構(gòu)將是硅光子產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵，透過完整的半導(dǎo)體聚落、成熟的硅晶圓加工技術(shù)，推升臺灣成為AI科技產(chǎn)業(yè)重要基地。