本文由半導體産業縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自數位時代
AI商機持續發酵，硅光子將成爲未來半導體産業的關鍵技術。
AI 商機持續發酵，高速傳輸也在加速運算趨勢下成爲焦點。台積電董事長劉德音曾指出，硅光子將成爲半導體産業的關鍵技術。不僅如此，日月光執行長吳田玉更直言：硅光子會是半導體産業5到10年後的突破點。
事實上，IBM以及英特爾（Intel）等大廠早就開始研究硅光子技術，台積電和日月光也投入研發多年。吳田玉認爲，中國台灣目前已擁有制造優勢，若硅光子也著床的話，有助于鞏固中國台灣當前制造生産鏈的一切。
台積電更指出，目前正在研發緊湊型通用光子引擎（COUPE）技術，COUPE使用SoIC-X芯片堆疊技術，將電子裸晶堆疊在光子裸晶之上，相較于傳統的堆疊方式，能夠爲裸晶對裸晶介面提供最低的電阻及更高的能源效率。
台積電預計2025年完成支援小型插拔式連接器的COUPE驗證，2026年整合CoWoS封裝成爲共同封裝光學元件（CPO），將光連結直接導入封裝中。
如何把電子改成光子？一般的電路板上，布滿許多由銅線制程的電路，當中的電子便會循著這些銅制電路前行來傳遞訊號。硅光子則是改由光子取代大部分的電子訊號做傳遞，由于光子速度比電子快，又較不易産生熱能，可達到更好的傳輸效果。
要怎麽把電子改成光子呢？實際上現行服務器的外殼後端，可插入一個光電訊號轉換器模組，可稱爲光收發器。電子走到服務器尾端進入這個模組後，訊號就會由電子轉成光子，隨後光子便會沿著如光纖這樣的光波導材料，帶著訊號傳遞出去。
英特爾硅光子元件光纖收發産品 圖中下方的藍色插頭即爲光收發器，後端連接著光纖，將電訊號轉換成光訊號後傳送出去 圖／ 英特爾官網
這項技術已存在多年，如今台積電要做的，便是將收發器內負責將光訊號轉成電訊號的模組，和芯片運用先進封裝整合在一起，做成硅光子。像這樣將光電整合模組和芯片封裝在一起的技術，稱之爲CPO（Co-Packaged Optics）。
過去電子會從芯片出發，藉由用銅線走到服務器尾端的光收發器才轉成光。做成硅光子後，電子一出發就會進入訊號轉換處變成光子，無需等到服務器尾端才做轉換，減少電子走銅導線的距離，後段則全都由光子來傳送，讓芯片無論在效能還是功耗上的表現都能進一步升級。
硅光子發展有哪些困難？然而理想很豐滿，現實很骨感。當前的技術發展僅能做到將光電整合模組移到服務器內，固定于主機板上。未來台積電和日月光都希望能透過2.5D先進封裝，將芯片和光電整合模組包在一塊，做成真正的硅光子。再下一步，則會將模組疉到芯片上，透過3D封裝將銅線縮到極致短。
MIC資深分析師鄭凱安指出，硅光子要普及化還要幾年的時間，未來還有三項困難點需要克服。首先，是如何將光電整合模組成功微型化；其次是訊號轉換的效率問題仍待克服，因爲轉換會造成訊號的損失。
第三，鄭凱安指出，將來如何布建硅光子服務器是一大挑戰，現在光收發模組是插在服務器後面，很好安裝；未來到硅光子的時候，光纖壞了就必須要把電路板拆開。他認爲，便攜性是未來硅光子在發展時的一大瓶頸，很可能未來的服務器供應商會需要一組人馬，專責來做維運。
至于未來的應用場景，鄭凱安點名資料中心、車子、無人機但超大型顯示看板等領域會率先導入。
吳田玉：中國台灣應把握優勢，發展硅光子産業鏈實際上，離硅光子逐步放量還需要數年時間。日月光投入硅光子研發已有13年，吳田玉指出，未來封測廠和電子代工廠兩者之間的界線將趨于模糊，商業模式也需要持續觀察。
吳田玉表示，目前硅光子多半還處于研究階段，未有實際産品出現，現在硅光子真正著床在通訊的都是美國人。
發展硅光子有助于延伸摩爾定律壽命，也可鞏固中國台灣于全球的半導體地位，吳田玉呼籲，中國台灣有相當好的研發條件，半導體産業必須聯手投入，大家一起來談，把這個（硅光子産業鏈）慢慢成形，不要到最後被整碗端走。
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