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台积上演CoWoS、矽光子整合秀 2026年正式亮相 台链受惠结构重组

  • 陈玉娟新竹

矽光子、CPO等技术应用起飞在即,也让市场期待庞大供应链将加入更多新星。李建梁摄
矽光子、CPO等技术应用起飞在即,也让市场期待庞大供应链将加入更多新星。李建梁摄

已经火红快2年的AI热潮,成为台积电营运创高主要动能,更是一举带动CoWoS设备供应链业绩攀上高点,但由于2026年市场对于需求看法分歧,订单能见度暂稍减弱。

值得注意的是,设备供应链表示,CoWoS热度虽不减,但成长爆发力已不及前2年,接下来接棒演出的仍将是由NVIDIA与台积电等大厂所力拱的矽光子技术应用。

在三星电子(Samsung Electronics)、英特尔(Intel)苦陷泥淖,创新技推进支撑力道大减后,台积电、NVIDIA持续掌握AI上下游产业链话语权,技术迭代由其说了算,同时在IC设计领域,还有积极抢食商机的思科(Cisco)、博通(Broadcom)、Marvell等多家大厂,相关产业链全面重组建构。

受惠ChatGPT热潮带动生成式AI应用,AI GPU系列需求快速飙升,NVIDIA自2023年上半以来获利季季飙升创高,以一己之力掀起全球AI狂潮,不仅推升全球服务器供应链业绩且成为关注焦点外,与其沾上边的半导体产业链更是迎来营运高峰。

在通吃NVIDIA AI GPU系列大单的台积电引领下,CoWoS设备材料业者由2023年中起一路旺到2024年底,持续受益台积电全台扩产,订单能见度直达2025年。

不过由于市场对于国际CSP大厂未来资本支出计划看法分歧,因此2026年AI市况看法多偏向谨慎看待,也使得供应链积极寻求下波成长动能。

据供应链表示,AI浪潮掀起海量数据高运算能力需求,矽光子及共同封装光学元件(CPO)将成为突破摩尔定律瓶颈的关键,接下来CPO会是发展重点所在。多年前英特尔就已提出矽光子将是先进封装发展关键,而今矽光子技术应用预计2025年将完成整合,逐年步入成长轨道。

矽光子系指一种结合电子与光子的技术,将光路微缩成一小片芯片,利用光波导在芯片内传输光信号。若能将处理光信号的光波导元件整合到矽芯片上,同时处理电信号和光信号,便可达到缩小元件尺寸、减少耗能、降低成本的目标,但截至目前为止,矽光子仍有许多技术难题待克服。

供应链指出,矽光子技术透过原本CMOS矽的成熟技术,结合光子元件制程,可以使处理器核心之间的数据传输速度提高数百倍以上,且耗能更低,除了HPC与AI外,光学雷达、生医传感也非常适合使用光子元件,全球半导体芯片大厂也都陆续揭示矽光子是未来IC技术的关键大势。

在矽光子整合部分,台积电正在研发紧凑型通用光子引擎(COUPE)技术,以支持AI热潮带来的数据传输爆炸性成长。COUPE使用SoIC-X芯片堆叠技术将电子裸晶堆叠在光子裸晶之上,相较于传统的堆叠方式,能够为裸晶对裸晶界面提供最低的电阻及更高的能源效率。

预计2025年完成支持小型插拔式连接器的COUPE验证,接着于2026年整合CoWoS封装成为CPO,将光连结直接导入封装中。

而英特尔是最早实现矽光子商业化应用的业者,完成封装整合光学信号传输的展示,在交换器的封装上,以电气界面连结位于封装中央的交换器晶粒与四周的光子引擎元件,进一步透过EMIB连结两者,提升带宽并降低功耗。

英特尔认为,I/O传输效率未来将仰赖光学共同封装,也将是接下来先进封装决胜关键。只不过,英特尔近年营运陷入谷底,技术创新推进也放缓,在CPO技术领域遭博通后发先至超越,博通不仅将CPO用于以太网络交换器,2023年就推出 Tomahawk 5交换器芯片,也更进一步扩展GPU或AI ASIC芯片应用,现被市场认为未来将占据领先优势。

而矽光子、CPO等技术应用起飞在即,也让市场期待从上游磊晶制造、芯片设计与代工、光收发模块、交换器、封测、测试界面厂等庞大供应链将加入更多新星,盛况更胜CoWoS热潮,包括日月光、联亚、光圣、上铨、旺矽、颖崴、泛铨与宜特等,先前更在台积电号召下成立矽光子产业联盟。

供应链也透露,台积电现正与NVIDIA、博通共同开发矽光子技术产品,其中,NVIDIA如期会在2025年推出,但光纤封装仍为最大痛点,主要是以往电子产业链并无光学封装这一段。

2026年NVIDIA会再推出1颗1.6Tbps ELS模块,2026、2027/2028年分别推出6.4 Tbps、12.8 Tbps,而其中6.4 Tbps最大困难是20条光纤要上矽光子,12.8T则将有40条光纤。

责任编辑:陈奭璁