AI高效能運算HPC帶動高速傳輸需求，光通訊被視為解決資料中心互連瓶頸的重要技術方向。富采光電發展VCSEL、DFB雷射與MicroLED三種光源技術，期待在資料中心與AI高速傳輸生態系中扮演關鍵供應者。
隨著生成式AI與高效能運算(HPC)需求急速擴張，資料中心內部的資料傳輸瓶頸逐漸凸顯。光進銅退的呼聲甚囂塵上，已沉寂多年的光通訊技術近來鹹魚翻身，當GPU算力高速提升、AI叢集規模持續放大，傳統銅線互連搭配電訊號的架構逐漸面臨功耗與頻寬限制，光通訊與矽光子技術成為半導體產業關注焦點。
在這波AI光通訊浪潮中，長期以LED與化合物半導體技術為核心的富采光電，試圖從光源這個最前端關鍵元件切入，布局AI資料中心光互連市場。LED與相關技術正從早期的照明朝向近期逐漸導入商業化的顯示，未來將發展通訊的應用領域，富采光電目前同步發展VCSEL、DFB雷射與MicroLED三種光源技術，鎖定不同傳輸距離與應用場景，希望切入AI高速傳輸生態系。
光互連成資料中心瓶頸
AI訓練叢集規模持續擴大，使得GPU之間的資料交換量呈指數級成長。過去伺服器內部多依賴銅線與PCIe等電互連架構，但隨著資料速率提升至數百Gbps甚至Tbps等級，銅線在功耗、距離與訊號完整度方面逐漸遇到極限。在此背景下，光通訊被視為解決資料中心互連瓶頸的重要技術方向。富采光電前瞻技術研發中心協理蔡長達(圖1)指出，目前產業正在朝向矽光子與光學共同封裝(CPO)架構發展，降低延遲與功耗。
圖1 富采光電前瞻技術研發中心協理蔡長達指出，富采的策略是把光源做好，扮演關鍵元件供應者
不過，矽光子系統仍需要外部光源才能運作，這正是富采布局的核心。而富采的策略並非切入整個光模組或矽光子晶片設計，而是專注於光源與接收端關鍵元件。蔡長達表示，富采的核心技術在化合物半導體與光源，因此策略是把光源做好，在矽光子產業鏈中扮演關鍵元件供應者的角色。
三種光源技術布局不同傳輸需求
在AI帶動的高效能運算革命中，高速傳輸需求也跟著水漲船高，同時從晶片內部的訊號連結到晶片間、板級、伺服器、機架與資料中心互聯，甚至更長距離的資料傳輸全面成長，而為因應AI資料中心多樣化的光互連需求，富采目前發展三種光源方案：VCSEL、DFB雷射、MicroLED，三者在速度、距離與系統架構上各自定位不同。
VCSEL高速短距離資料傳輸
垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)是目前資料中心短距離高速光互連的主流光源之一。蔡長達說明，富采早在晶元光電時期就已投入VCSEL研發，最初主要應用於智慧手機3D感測與人臉辨識。隨著AI光通訊需求出現，公司將研發資源轉向資料通訊應用。過去為了手機感測建立的研發與量產設備，其實非常適合轉做光通訊。富采目前已展示50Gbps VCSEL傳輸能力，並正朝100Gbps單通道速度推進，預計2026年就會有相關樣品產出。
此外，現有產線與設備也成為富采的重要優勢。由於VCSEL製程與既有設備相容，富采在量產準備上具有優勢，產品完成開發即可迅速導入生產，既有設備就能支援量產。
DFB雷射矽光子外部光源
在矽光子系統中，雷射光源與矽光子晶片整合設計的架構尚未成熟，因此產業近年逐漸形成外部雷射光源(External Laser Source, ELS)模式。富采在這個領域布局DFB(Distributed Feedback)雷射。蔡長達提到，該公司目前鎖定連續波(CW)DFB雷射，提供矽光子平台穩定的直流光源。目前市場上國際雷射廠產能幾乎被一線大廠包走，這給了富采絕佳的切入點，當新的Driver或系統開發商拿不到國際大廠產能時，具備大規模量產能力的富采便成為首選合作對象。
與一些雷射技術直接在雷射內部調變(Modulation)不同，富采的策略是將調變功能交給矽光子調變器，而光源僅提供穩定光功率。這樣的設計能夠降低系統複雜度，並提升矽光子平台整體整合彈性。
MicroLED多通道短距離高速互連
除了傳統雷射光源，富采也將MicroLED導入光通訊應用。該技術最初主要用於顯示，但其微型化與巨量轉移技術，意外為光通訊帶來新的可能性。也成為近期國內MicroLED產業布局的重點，蔡長達說明，MicroLED單通道傳輸速度雖然不如雷射，但其優勢在於可以同時建立大量通道。目前富采單通道傳輸速率可達1.25Gbps，未來目標希望可以提升至3~4Gbps。
透過巨量轉移，一次整合數百顆MicroLED(圖2)，形成多通道傳輸架構，富采的大量轉移列印(Mass Transfer Printing, MTP)技術，能實現微米級(Micron Meter)的精準對位，且一次轉移大量光源元件，這對於降低成本、提高整合良率具有顯著優勢。這種方式就像同時建造多條資料高速公路，即使單通道速度較低，整體資料吞吐量仍可大幅提升。
圖2 富采光電MicroLED
此外，Micro LED還具備低功耗優勢，在整體模組功耗上可達到約1Pico Joule/bit的能耗水準。然而，由於MicroLED光功率較低，傳輸距離通常較短，因此更適合伺服器內部或機櫃內伺服器之間的短距離互連。
AI資料中心為目標市場
從市場應用來看，富采目前最優先鎖定的仍是AI資料中心。蔡長達解釋，目前資料中心光通訊技術的發展方向主要集中在三個層面：提升單通道傳輸速率、增加通道數量、優化訊號編碼效率。在這樣的架構下，未來光互連系統可能從目前的數百Gbps，進一步發展至3.2Tbps甚至6.4Tbps等級。也因此，誰能在光源、通道密度與調變技術上取得突破，就可能在下一代AI基礎設施中取得優勢。
面對矽光子市場競爭日益激烈，蔡長達強調，過去光電半導體多應用於照明或顯示，因此磊晶的重點在於發光效率，而在光通訊上，傳輸速率與頻寬則是重點，因此透過磊晶結構設計的改善，讓訊號遷移率可以再提升，就成為通訊應用產品的技術研發重點。
透過VCSEL、DFB雷射與MicroLED三線布局，富采希望在AI資料中心與高速互連市場中，成為不可或缺的關鍵元件供應者。