半導體新關鍵字1／AI巨量傳輸矽光子成當紅炸子雞　台積電當領頭羊台廠抱團搶標準話語權

圖文／CTWANT

AI（人工智慧）顛覆了全球科技產業，從2022年11月底ChatGPT問世之後，短短不到一年，當大家都還在關注AI伺服器將吃大單，但因為大量傳輸的需求也悄悄應運冒出來。「矽光子」則成為今年半導體展的新關鍵字，除了展會首度舉辦矽光子國際論壇，包括台積電（2330）以及日月光（3711）均在論壇上提到這個有點陌生的名詞。

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工研院電光系統所組長方彥翔告訴CTWANT記者說，「矽光子」其實不是一個新技術，IBM在20年前就已投入研究，英特爾也投入超過10年，它是用光來傳輸，比起現在的電子訊號，不只傳輸效率高，也能夠有效解決訊號耗損和熱量的問題。

目前業界的矽光子，多是屬於個別廠商的客製化需求，並沒有一個確定的產業標準。因應台積電等大廠在半導體展談論矽光子，台灣光電暨化合物半導體產業協會（TOSIA）也在8日成立光通訊與矽光子SIG（Special Interest Group），盤點國內光傳輸技術、產業概況及發展機會，爭取標準喊話權。

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「相較於積體電路是將上億個電晶體微縮於晶片上，使其能夠進行複雜的運算，但線路是電訊號，仍有著訊號耗損以及熱量問題。」方彥翔說。這也是光比電更具優勢的地方。

「矽光子」從字面上來說，其實就是將電子結合光子的技術，是一種積體「光」路，由於晶片內資料傳導都是使用可以導光的線路，光就在這些線路中傳來傳去，最終願景是用光訊號全面代替電訊號進行傳輸，就可以實現更高頻寬和更快速度的數據處理，就不用再持續追求更高的電晶體數量，但目前在光電結合上，還牽涉到諸多光電訊號的轉換，因此技術上還有許多面向需克服。

台積電是台灣發展矽光子的指標廠，業界傳出，台積電已投入逾200人的研發團隊，與博通、輝達等大客戶共同開發，最快2024年下半年完成，2025年開始量產。而台積電副總余振華則是在8日半導體研發大師座談會表示，「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。」

法人指出，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。

日月光執行長吳田玉則指出，預期矽光子科技將顛覆人類對於科技的想像，並帶來更多生活上的幫助。因為隨著AI應用持續增加，帶動資料中心高速運算及傳輸需求跟著大幅攀升，矽光子科技將成為半導體下一波的產業驅動力。「矽光子科技要能夠突破既有技術門檻，高度仰賴半導體供應鏈的協同合作。」吳田玉強調。

隨著資料中心的持續提升和AI技術的浪潮，讓原本只是各自發展的矽光子技術因而受到廣泛重視。「現在因為AI需要大量的資料傳輸，矽光子利用光傳輸的優勢就出現了，但也因為之前多是客製化設計，沒有建立產業標準，對於台廠來說，這就是一個新的機會。」方彥翔說。

SEMI國際半導體產業協會全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸也指出，SEMI特別在台灣成立矽光晶片發展聯盟，積極推動產業共同合作，預期台灣半導體產業在矽光子科技發展上將扮演關鍵角色引領全球。SEMI也指出，「矽光子」可應用於生醫感測、高速傳輸、通訊及電信、量子運算、機器學習、光學雷達等領域。根據調查，全球「矽光子」市場規模將從2022年的126億美元，成長至2030年的786億美元，年複合成長率（CAGR）為25.7%。