ChatGPT帶動生成式AI熱潮引爆高效能運算需求，為解決大量資料傳輸瓶頸，從晶片到資料中心間持續提升傳輸頻寬成重要趨勢。中/短距高速傳輸導入光通訊呼聲漸起，矽光子、CPO技術可以提供較電路傳輸更高效能，吸引廠商積極布局台灣產業亦高度關注。
國際大廠搶進CPO
(承前文)CPO技術初期應用主要先從網路交換器/路由器導入，目前由交換器晶片設計廠主導，Broadcom、NVIDIA(併購Mellanox)、Cisco(併購Luxtera、Acacia、Lightwire、CoreOptics)、Intel等，都相當積極投入。其中，Broadcom於2022、2023年發表Tomahawk 4(25.6Tbps)、Tomahawk 5(51.2Tbps)CPO晶片；NVIDIA併購Mellanox後也切入交換器晶片領域，目前與中國的天孚通信合作開發CPO；Cisco為全球網路交換器龍頭，目前已發表400G矽光子收發模組，並與Inphi在2020年共同開發，預計2024年將推出51.2Tbps交換器。
另外，英特爾在矽光技術收發模組已經發展了三十年，並在2019年成功併購Barefoot取得交換器ASIC與相關光收發器模組技術後，如今英特爾除了擁有400Gbps矽光子收發器解決方案，並計畫將自家ASIC或FPGA產品應用於Switch IC。而在CPO成為當紅炸子雞之後，Intel也決定出脫矽光收發模組業務於Jabil，更為專注在PIC(Photonic Integrated Circuit)的技術研發(圖2)，模組的部分則會與Jabil有更深入的合作。
圖2 Intel PIC(Photonic Integrated Circuit)晶片原型 (資料來源：Intel)
Intel於2022年也發表8波長DFB陣列採用英特爾的商用300mm混合(Hybrid)矽光子平台進行設計與製造，單路頻寬可達32Gbps，每一光纖頻寬可達256Gbps，8微環調變器和光波導技術將每個微環調變器調整至特定波長，透過使用多個波長，每個微環能夠單獨調變光並完成獨立通訊。該平台亦被用來製造量產光學收發器，透過III/V族晶圓接合製程之前，使用先進的微影技術在矽當中定義波導光柵(Waveguide Grating)；由於緊密地整合雷射，該陣列在環境溫度變化時也能夠維持其通道間距。
台灣半導體/光電產業基礎堅實
在國內產業的發展概況部分，台灣半導體與光電產業技術成熟、產業鏈完整，被認為非常適合發展矽光子技術，台灣光電暨化合物半導體產業協會(TOSIA)於2023年9月8日成立光通訊與矽光子SIG(Special Interest Group)，該任務聯盟係以台灣光電與化合物半導體產業為基礎，主要任務為盤點國內光通訊技術、產業概況及發展機會，結合產官學研團資源，共同推動光通訊與矽光子產業之上、中、下游技術交流及策略合作。
高雄科大電機與資訊學院院長施天從(圖3)身兼該SIG召集人表示，2023年GAI熱潮興起，透過生成式AI應用激起各項網路、光通訊等需求，資料傳輸速度受到重視，矽光子技術預期將有爆發性成長。
圖3 高雄科大電機與資訊學院院長施天從表示，國內矽光子產業應切入設備研發，協助廠商進行量產與降低成本，在市場上搶占有利地位。
雖然矽光子技術發展已有幾十年歷史，不過較為受到產業重視也是近幾年，整體產業鏈的發展還在早期，施天從認為，目前矽光子產品的生產量不大，量產設備相對缺乏，國內應該切入設備研發，協助廠商進行量產與降低成本，更有機會在市場上搶占有利地位。
布局中短距高速傳輸光技術
從ChatGPT為AI發展再添新篇章，帶動寬頻通訊的技術發展，矽光子、CPO技術瞬間吸引產業聚光燈，無論是已經鴨子划水已久的技術大廠，或台灣半導體代工廠、網通廠、光收發模組廠都積極投入技術研發，可以說正式啟動傳輸距離100公尺之內的中短距高速傳輸朝向光通訊的第一步。
2024可視為中短距高速傳輸「光」化的元年，一般認為2025年之後，矽光子或CPO才有可能陸續進入市場，想要發展成產業主流或讓消費者普遍接受可能還需要5~10年。不過，由於積體光學技術潛力十足，依舊吸引產業高度專注與投入。另外，台灣半導體產業發展已邁入成熟期，產業升級就是保持競爭力不墜的不二法門，矽光子與CPO技術適合台灣產業發展，尤其掌握量產設備將是一本萬利與健全產業鏈、競爭力的發展重點。
矽光子/CPO破AI傳輸瓶頸 高速傳輸喜迎「光」化元年(1)
矽光子/CPO破AI傳輸瓶頸 高速傳輸喜迎「光」化元年(2)