全球網(wǎng)路應(yīng)用迅速發(fā)展，從5G、AI到元宇宙等，和大眾生活各個(gè)面向結(jié)合，尤其2020年疫情爆發(fā)后，數(shù)據(jù)中心對(duì)頻寬的要求飛速攀升，也由于網(wǎng)路資料流量快速成長(zhǎng)，對(duì)網(wǎng)通芯片頻寬的需求，也不斷水漲船高。

伴隨對(duì)能耗需求的大幅增加，傳統(tǒng)印刷電路板整合已無(wú)法承載高速的頻寬需求。因此將網(wǎng)通芯片改采硅光子共封裝模組技術(shù)（CPO）來(lái)實(shí)現(xiàn)已是大勢(shì)所趨，借由先進(jìn)封裝技術(shù)將光電與光學(xué)元件整合，使芯片開(kāi)發(fā)者獲得更多通訊頻寬，從而實(shí)現(xiàn)高速低延遲的數(shù)據(jù)傳輸之外，傳輸資料時(shí)所消耗的電力也大幅減少，剛好切中現(xiàn)今全球低碳節(jié)能的訴求。也因擁有這些優(yōu)勢(shì)，CPO模組將成為下一代高速網(wǎng)通相關(guān)芯片重要的技術(shù)之一。

中國(guó)臺(tái)灣有完整半導(dǎo)體制造、設(shè)計(jì)、封測(cè)整合產(chǎn)業(yè)，并在消費(fèi)型網(wǎng)通裝置、設(shè)備市場(chǎng)長(zhǎng)期耕耘，面對(duì)運(yùn)算、網(wǎng)通需求增加，加強(qiáng)投入高速光電通訊芯片開(kāi)發(fā)，未來(lái)可即時(shí)銜接上游制造及下游系統(tǒng)應(yīng)用，在核心組件自主下，帶動(dòng)整體產(chǎn)業(yè)加值空間，同時(shí)發(fā)展半導(dǎo)體先進(jìn)封裝技術(shù)，解決連接埠密度、功耗、散熱管理與頻寬等技術(shù)瓶頸，拓展臺(tái)灣封測(cè)整合產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

根據(jù)Yole的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)報(bào)告顯示，以2019年的12.8T服務(wù)器總傳輸速度推估，至2028年需求量上看至204.8T。而傳統(tǒng)插拔式光收發(fā)模組（Transceiver） 因本身架構(gòu)傳輸速度受限的情況下，將難以供給逐漸提高的傳輸速度需求，服務(wù)器架構(gòu)勢(shì)必將在近幾年逐漸替換成CPO的架構(gòu)，因此Yole的報(bào)告反應(yīng)出CPO傳輸模組打入市場(chǎng)，估計(jì)2028年數(shù)據(jù)中心將替換成204.8T的CPO傳輸技術(shù)是已在進(jìn)行的方向。

以硅光子技術(shù)為基礎(chǔ)的CPO共封裝模組架構(gòu)原理是將光通訊和電子封裝技術(shù)融合，使光和電信號(hào)能在同一個(gè)硅芯片上共存，以實(shí)現(xiàn)高速、高帶寬、低能耗的解決方法，其架構(gòu)大幅縮短電的傳輸路徑，搭配低耗損光電載板線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，突破現(xiàn)有電路板組（PCBA）資料傳輸瓶。相較傳統(tǒng)收發(fā)器架構(gòu)，CPO模組靠著高精度芯片設(shè)計(jì)與整合技術(shù)減少電的傳輸路徑，相同時(shí)間下資料量傳輸可提升八倍，增加30倍以上的算力并節(jié)省50%以上功耗。

目前CPO技術(shù)尚處于研發(fā)階段，國(guó)際大廠紛紛投入競(jìng)逐，國(guó)際網(wǎng)通系統(tǒng)大廠博通與思科在2023年全球光通訊研討會(huì)（OFC）公開(kāi)發(fā)表的的51.2T CPO，技術(shù)領(lǐng)先群雄，其他著重于CPO技術(shù)發(fā)展的全球網(wǎng)通指標(biāo)性廠商還包含英特爾、輝達(dá)、IBM等大廠。

“臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)部”以科專計(jì)劃積極投入硅光子及CPO的研發(fā)，并于工研院成立“硅光子積體光電系統(tǒng)量測(cè)實(shí)驗(yàn)室”（LIOS），至今已有多件來(lái)自國(guó)際及臺(tái)灣廠商的量測(cè)服務(wù)與技術(shù)合作案例，同時(shí)積極促成臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)鏈的建立。

另外透過(guò)結(jié)合臺(tái)灣光電暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（TOSIA）力量成立光通訊與硅光子SIG聯(lián)盟，透過(guò)合作聯(lián)盟廠商共同開(kāi)發(fā)技術(shù)、分享資源并提升整體競(jìng)爭(zhēng)，冀望帶動(dòng)臺(tái)灣光通訊與硅光子產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展與開(kāi)拓創(chuàng)新應(yīng)用市場(chǎng)，串聯(lián)上下游業(yè)者不同的需求、技術(shù)及方案，打造新一代AI及網(wǎng)通產(chǎn)業(yè)的護(hù)國(guó)群山。

目前硅光子技術(shù)正在解決插拔式模組訊號(hào)延遲的問(wèn)題，以解決數(shù)據(jù)中心內(nèi)部計(jì)算速度逐步提高之需求，在各產(chǎn)業(yè)終端產(chǎn)品應(yīng)用鏈結(jié)AI運(yùn)算需求的同時(shí)，在計(jì)算架構(gòu)中的CPU、 GPU與存儲(chǔ)器等硬件之間相互訊號(hào)傳輸速度將成為瓶頸，許多學(xué)者提出希望用光波導(dǎo)來(lái)取代電訊號(hào)的資料交換，讓各硬體之間的內(nèi)部傳輸更快更有效率，這項(xiàng)技術(shù)將帶來(lái)更強(qiáng)大的運(yùn)算能力，有助于推動(dòng)AI和其他高效能應(yīng)用的發(fā)展。

硅光子技術(shù)站在臺(tái)灣光電產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大基礎(chǔ)實(shí)力上可望迅速發(fā)展，訊號(hào)在光芯片中傳遞的技術(shù)有助從物理根本上提升數(shù)據(jù)中心內(nèi)部計(jì)算速度，以及對(duì)外資料傳輸速度，半導(dǎo)體制程與高精度封裝技術(shù)使模組變更微小、更精密，可填補(bǔ)不斷增長(zhǎng)的AI運(yùn)算需求，臺(tái)灣在半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)力和硅光子技術(shù)的鏈結(jié)帶來(lái)的創(chuàng)新與進(jìn)步，可在全球科技競(jìng)爭(zhēng)保持領(lǐng)先地位，開(kāi)發(fā)推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展，也為人類開(kāi)創(chuàng)更加光明的前景未來(lái)。