當生成式 AI 模型對算力的需求無限，資料中心內伺服器間的溝通已觸及「銅線」電傳輸的物理極限，近期輝達（NVIDIA）分別投資 Lumentum 與 Coherent 各 20 億美元，以強化次世代 AI 資料中心效率，使「光進銅退」成為解決傳輸瓶頸與散熱問題的終極武器，意味「矽光子」與「共同封裝光學元件（CPO）」技術正式從實驗室走向商用戰場，預示相關概念股將成為明日之星。
一、 為何 AI 演進不能缺少矽光子與 CPO？
簡單來說，傳統半導體晶片是依靠「電子」在銅線中傳遞訊號，但「矽光子」則是將「光子」做為傳遞訊號的載體，並將光學元件（如雷射、光偵測器、光調變器）與電子元件整合在同一塊矽晶片上。
過去資料中心多採用「可插拔式光收發模組」，但在 1.6T 以上的高速傳輸時代，傳統模組的功耗與體積已無法滿足需求，於是 CPO（共同封裝光學元件）技術應運而生，因光傳輸具有三大絕對優勢，包括超高頻寬、極低延遲，以及幾乎不發熱的低能耗。
CPO 將光收發模組與運算晶片（如 GPU、ASIC）利用先進封裝技術直接封裝在同一個載板上，大幅縮短電子訊號傳輸的距離，不僅能將功耗降低約 50% 以上，更能顯著提升傳輸速率，而在 1.6Tbps 傳輸頻寬下，CPO 模組的功耗較傳統插拔式大幅降低。
二、台股從代工到封測主導矽光子生態系
全球科技巨頭如輝達、博通（Broadcom）、英特爾（Intel）、邁威爾（Marvell）都已重兵部署矽光子領域，而其背後最重要的技術推手與產能後盾，正是台灣的半導體供應鏈，因台股在矽光子領域的布局完整，涵蓋 IP 設計、晶圓製造、封裝測試到光通訊元件。
- 台積電：做為全球晶圓代工龍頭，台積電在矽光子領域的布局極具指標意義，其 COUPE（緊湊型通用光子引擎）技術，透過其領先的 3D Fabric 先進封裝技術，將電子晶片與光子晶片進行異質整合，減少 40% 的訊號損耗。
- 日月光投控：CPO 技術的核心挑戰之一在於「封裝」，日月光憑藉其 VIPack 先進封裝平台，解決精密的微縮封裝、光纖對位與散熱處理是極大難題，所具備的高階封測能力，使其在 CPO 時代穩坐全球 OSAT（委外封測代工）的龍頭寶座。
- 創意：擁有台積電的奧援，創意在高速傳輸介面（如SerDes、Die-to-Die）IP 領域布局深厚，針對 HBM（高頻寬記憶體）與 CPO 的客製化晶片（ASIC）需求，創意能提供客戶完整的設計服務，為矽光子商機中最直接受惠的 IP 大廠。
- 世芯-KY： 隨著北美雲端服務供應商（CSP）紛紛自研 AI 晶片，世芯在高階 ASIC 設計的接單量持續爆發，為了突破頻寬瓶頸，新一代的自研晶片陸續導入 CPO 架構，世芯在先進製程與高速傳輸的設計經驗，使其成為 AI 巨頭們的關鍵合作夥伴。
- 聯亞：做為光通訊磊晶廠，聯亞在矽光子所需的雷射二極體（LD）與矽光磊晶片上具備技術優勢，其產品是矽光子模組發光的核心來源。
- IET-KY：市場聚焦其為少數具 MBE（分子束磊晶）技術的化合物半導體磊晶供應商，產品涵蓋砷化鎵、磷化銦與銻化鎵等磊晶片，應用於光通訊、國防紅外線與磷光子相關領域，並在 AI 資料中心升級與高速光模組滲透率提升趨勢中具關鍵材料地位。
- 旺矽：矽光子的「測試」難度極高，因為必須同時進行「電測試」與「光測試」，但旺矽在探針卡與矽光子晶圓級測試設備的研發上取得突破，成功卡位先進封裝與矽光子測試商機。
- 上詮：做為台積電在 CPO 領域最主要的合作夥伴之一，上詮專精於光纖陣列單元（FAU）的設計與耦合技術 ，主力搶攻 3.2T 與 6.4T 的高毛利產品 。
- 聯鈞：全球前三大雷射封裝代工廠，已成功打入美系 AI 伺服器供應鏈，營收結構正轉向高毛利的 CPO 封裝，市場預期 2026 年每股盈餘有翻倍成長的潛力 。
三、半導體下一個十年的新戰場
根據國際市調機構 Yole Intelligence 與 SEMI 的預測，全球矽光子市場規模正處於爆發性成長的拐點，隨著 AI 伺服器滲透率的提升，預計從 2024 年到 2030 年，矽光子與 CPO 相關市場的年複合成長率（CAGR）將高達 40% 以上。
2026 年被視為「CPO 大規模商用的元年」，原本 CPO 主要由一線網通大廠與特定資料中心進行小規模試產與驗證，如今隨著台積電等大廠的製程標準化，以及成本效益的黃金交叉點到來，中大型企業與各類 AI 基礎設施正全面加速導入矽光子技術。
儘管前景看好，但矽光子涉及極高難度的異質整合技術，高昂的初期製造成本仍是普及阻力，目前只能說如果過去 50 年是摩爾定律的天下，那麼未來 10 年，半導體產業將正式跨入「光電整合」的新紀元。
（首圖來源：shutterstock）
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
