台积电牵头进行整合半导体上下游串联成立硅光子产业联盟

来源：Digitimes

硅光子产业联盟串联上下游产业链，将助力AI发展快速成长。符世旻摄

在生成式AI与高效运算（HPC）推动下，硅光子（Silicon Photonics）成为半导体产业的技术突破点，台积电登高一呼进行整合，将推动硅光子供应链在台落地及规格协议。

参与「硅光子产业联盟」业者指出，多家客户的硅光子产品开发如火如荼，规格要跟着台积电脚步来制定，2025年硅光子前哨战正式展开，初步验证及小量出货展开后，全新成长引擎将在2026~2027年加速显现。

硅光子产业联盟囊括了上、下游半导体产业链，包括IC设计、制造封装、应用模块至终端产品，由台积电、日月光担任倡议人，包括友达、富采、旺硅、世界先进、波若威、上诠、广达、辛耘、鸿海、联发科、颖崴等30多家企业、在成立大会上一字排开组成黄金阵容。

台积电副总徐国晋指出，在过去20年来，运算效能已大幅成长超过6万倍，但内存带宽与I/O却存在巨大差异。其中，内存带宽成长约几百倍、I/O则成长30倍。

在AI时代下，内存带宽与I/O提高将至关重要，如今内存带宽可以透过高带宽内存（HBM）改善，但I/O发展停滞将导致数据传输的能耗问题，透过硅光子技术将可以达到弥补。

国际半导体产业协会（SEMI）表示，生成式AI服务器对数据传输速率有着极高的要求，在半导体进入先进制程后面临功耗、带宽等两大挑战，硅光子可望被应用于3D封装之中，届时可望提升10倍数据传输带宽。

据估计，2023~2028年硅光子市场将达到40%以上的年成长率，成长动能来自于为了增加光纤网络容量的高数据传输率模块，显见AI推动力非常巨大。

目前光学组件、硅光子组件仍处于百花齐放初期阶段，当AI带来演算及数据传输的巨量需求，也将让耗能成非常重要的议题。据估计，2030年AI将消耗全球能源的3.5%，意味着硅光子带来节能方案非常关键。

因应客户对硅光子需求，台积电研发紧凑型通用光子引擎（COUPE），采用SoIC-X芯片堆栈技术将电子裸晶堆栈在光子裸晶之上，提供光子IC（PIC）与电子IC（EIC）异质整合。

由于大幅降低40%的能耗，可望大幅提升客户采用意愿，预计2025年完成支持小型插拔式连接器的COUPE验证，接着于2026年整合CoWoS封装成为共同封装光学组件，将光链接直接导入封装中。

徐国晋表示，针对发展路线规划，未来将使用先进的芯片来节省功耗并提高效能，目前在实验室中EIC采用7奈米制程，未来将进一步微缩至3奈米，将能节省更多功耗，也是未来的方向。

光通讯供应链透露，硅光子技术正陆续进入验证阶段，美系设计IC大厂推动速度较为领先，由于CPO将光源与IC进行结合封装，使得硅光子必然走向跨领域整合。

尤其是台积电推出自己的开发规格，目前台系供应链均以台积电马首是瞻，2025年将完成验证及小量出货，看好硅光子将随着AI数据中心、HPC等应用从2026~2027年大放异彩。
硅光子具有低损耗、高传输与高算力等特性，非常适合应用在大量数据运算、传输的应用场景，且硅光子技术能够减少功耗和热量产生，并提高节点之间的通讯效率，也能有效使光电组件整合，制造更紧凑的光学模块，进而降低整体系统的体积和成本。

随着台积电、日月光等大厂扮演领头羊，半导体大厂积极卡位，生态系建构将是硅光子产业未来发展的关键，透过完整的半导体聚落、成熟的硅晶圆加工技术，推升台湾成为AI科技产业重要基地。