矽光子产业联盟正式成立 强化台湾半导体竞争力

SEMI国际半导体产业协会9月3日宣布SEMI号召半导体产业链、由台积电及日月光担任联盟倡议人，成立「SEMI矽光子产业联盟」。SEMI

具备高带宽、低功耗、线上离传输和节省成本等特点的矽光子，已成为半导体产业的热门技术，以支撑电动车、绿能、AI等应用情境需求。因此过去几年，英特尔、思科等国际大厂均积极投入相关研发，台积电亦在2024年北美技术论坛中公布矽光子整合进展，宣布已投入研发紧凑型通用光子引擎（COUPE）技术，借此解决AI芯片对大量数据传输的需求。

台湾半导体在全球市场扮演举足轻重的地位，自然需尽早部署与应对矽光子的发展。考量到投入矽光子技术研发需要材料、光学、电子学和制造等跨领域产业合作，在经济部指导并于SEMICON Taiwan 2024国际半导体展的矽光子国际论坛上，台积电与日月光号召半导体产业链如工研院、波若威、上诠、富士康、联发科技、广达、辛耘等30家以上业者宣布筹组矽光子产业联盟，建构全台最完整的矽光子聚落生态系，聚焦矽光子未来技术发展与突破，提升台湾半导体在国际市场的竞争力。

SEMI 全球董事会副主席暨日月光CEO吴田玉表示，受限于半导体材料与硬件生产能力瓶颈，让AI芯片发展速度受到极大限制，矽光子在密度、连结、热传等优势，正是解决现今半导体生产瓶颈的最佳方案。过往矽光子受限于生产成本极高的问题，泰半处于研发与少量生产阶段，现今在市场对AI需求大增下，可望加快矽光子进入实际量产的速度。台湾半导体产业链非常完整，涵盖前端生产、后端封装、IC设计等领域，具备发展矽光子技术的绝佳条件。在政府大支持下，矽光子产业联盟将整合产业界能量，维持台湾在产业界的地位。

矽光子产业联盟共同召集人台积电副总经理徐国晋指出，半导体产业发展至今超过60年，自从进入CMOS开发与应用阶段后，其具备节能优势的特性，让整体产业呈现加速发展的趋势。目前AI技术发展过程中正面临数据传输与瓶颈等挑战，所幸困境可透过矽光子技术解决。台湾在半导体产业有很好的基础，这正是发展矽光子的最大优势，联盟成立之后将共同推动规格协议与制定工作，期盼透过整合上、下游能量方式，强化整体研发与制造能量，为台湾半导体发展奠定稳健基石。

日月光副总经理洪志斌认为，AI浪潮席卷全球，但背后也有衍生出高能耗等问题。矽光子技术在能源节省、提高芯片密度、算力等具备绝佳优势，可望加速推动AI技术发展。本此跨领域的矽光子联盟成立之后，可收集不同业者的创意与想法，加速台湾在矽光子技术的研发成果，未来发展非常令人期待。

经济部产业发展署署长杨志清说，目前矽光子是全球最受关注技术，预估2025年产值将高达30亿美元以上，很高兴台积电、日月光、工研院等愿意扮演先行者角色，携手台湾半导体产业成立矽光子产业联盟，共同投入此创新技术研发的工作。长期以来，经济部一直透过产创条例补助业者投入先进技术研发，2024年主题研发为IC设计，鼓励业者运用16nm以下制程投入研发，借此带动台湾半导体产业的发展。

AI加速矽光子研发 解决能源、数据带宽挑战

早在2012年以前，全球半导体产业发展都是遵循摩尔定律发展，即每18~24个月芯片效能会提高一倍。然在2012年之后，市场对芯片高速运算需求急剧攀升，也带动芯片运算速度呈现每3.4个月即翻倍趋势。特别近年AI芯片算力飙升速度非常快，也让背后隐藏的能源受到关注，加速全球各界投入矽光子技术研发。矽光子是利用现有的半导体制程整合光子学小型化和与电子学，实现复杂光学芯片上的系统解决方案。矽光子技术除可解决大量数据传输需求外，也能应用在物件传感，甚至量子电脑等领域，根据SEMI研究报告指出，预估2030年全球矽光子半导体市场规模将达78.6亿美元，年复合成长率（CAGR）达25.7%

徐国晋指出，台积电正在研发紧凑型通用光子引擎（COUPE）技术，以支持AI芯片面临的数据传输瓶颈。相较于传统裸晶堆叠方式， COUPE是使用SoIC-X芯片堆叠技术，进而将电子裸晶堆叠在光子裸晶之上，能为裸晶对裸晶界面提供最低的电阻及更高的能源效率，自然可解决AI芯片的大量数据传输需求。预计于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封装成为共同封装光学元件（Co-Packaged Optics；CPO），将光连结直接导入封装中，有望提升AI芯片算力。

Marvell Technology SVP & CTO, Cloud Optics Dr. Radha Nagarajan说，随着AI数据中心的规模愈大，基础网络架构扮演角色更为重要，甚至可说网络架构带宽与AI算力高低息息相关。矽光子可在相同传输距离上，提供更低的能源消耗量，应用范围可从跨数据中心联机，延伸到元件级连接等，有助企业与产业实现节能的目的。

近来AI数据中心部署规模不光持续扩大，数据中心之间的光通讯连接带宽已从800Gbit/s提升至1.6Tbit/s，这对功耗、效能和数据延迟等都是极大挑战。Marvell 针对AI数据中心的数据传输需求，已推出备受关注的PAM4解决方案，可将传统 1G、10G 以太网络基础架构，升级到50G、100G、400G、800G、1.6T 等速度，全力释放AI数据中心的算力，加速各种AI专案的执行速度。