李淑蓮╱北美智權報 編輯部
在今年的 Semicon Taiwan 矽光子國際論壇上，業界專家與企業領袖們齊聚一堂，共同探討一項正快速成為人工智慧（AI）和高效能運算（HPC）核心的技術：矽光子（Silicon Photonics）。隨著 AI 伺服器與資料中心的規模爆炸性成長，傳統的銅線互連在頻寬、功耗與散熱方面都已面臨極限。業界專家斷言，矽光子技術將成為突破這些瓶頸、推動下一世代運算基礎設施的關鍵支柱。
矽光子技術：為什麼非它不可？
矽光子技術是將雷射、調變器、波導與探測器等光學元件，直接整合到單一矽晶片上。由於採用與 CMOS 製程相容的技術，它具備規模化與低成本量產的優勢。
相較於頻寬與能效受限的傳統銅線，矽光子能在單一光纖中達到 200–400 Gb/s 的傳輸速度，未來甚至可望突破 1 Tb/s。同時，它能將單比特傳輸的能耗降至 5 pJ 以下，有效大幅改善資料中心的整體功耗。
根據市場研究機構 Counterpoint Research 的報告，如果沒有矽光子技術，AI 資料中心將在未來十年內，遭遇難以克服的功耗與熱管理挑戰。
市場趨勢與產業動態
Counterpoint Research 指出，AI 伺服器已是市場成長的主要動力，預計到 2028 年將佔整體出貨量的 75% 以上。在大型語言模型（LLMs）、多模態 AI 與雲端服務商（CSP）的巨額投資推動下，矽光子技術將被廣泛應用於 AI 運算叢集與超大規模資料中心。
這項技術的市場規模預計將在 2030 年逼近 60 億美元，其中，將光學元件與處理器直接整合的共同封裝光學（Co-packaged Optics, CPO）技術，將是滿足下一代 AI 伺服器對高頻寬與高效能需求的核心。
產業巨頭競相投入
許多產業巨頭都已將矽光子納入其 AI 基礎設施的核心策略，例如：
- Google： 在其最新的 TPU v7 IronFord 超級電腦中，透過矽光子與 CPO 技術，將運算效能提升了 5 倍，能效提升了 6 倍。
- NVIDIA： 在 GTC 2025 大會上宣布，其 Spectrum-X 網路交換器將在 2026 年導入 CPO 技術，將矽光子視為「定義資料中心的網路」的關鍵。
- 台積電（TSMC）： 推出 COUPE 3D 光學引擎，結合先進邏輯製程與成熟的光子技術，可支援 224 Gbps 的光互連，並提供標準化的設計開發套件（PDK），加速光子晶片的設計與量產。
- AMD： 在最新的 MI350/355 AI 處理器中積極導入 CPO 技術，以端到端的光學解決方案，突破頻寬與散熱限制。
- Broadcom： 於 2025 年 6 月推出全球首款 102.4 Tbps 乙太網路交換晶片 Tomahawk 6，原生支援 CPO 技術，鎖定大規模 AI 網路的高頻寬與低功耗需求。
- Ayar Labs： 推出全球首款 UCIe 光學 I/O 晶粒，單晶粒傳輸速度高達 8 Tbps，能實現跨機櫃的 AI 運算叢集連接。
Counterpoint Research 研究副總監 Brady Wang 表示：「隨著 AI 需求不斷攀升，傳統運算正逼近極限，而矽光子技術正引領產業突破頻寬、功耗與散熱的瓶頸。從 Google 的 AI 超級電腦，到 NVIDIA 的 CPO 交換器，再到台積電的量產平台，矽光子已不再是遙遠的未來願景，而是 AI 時代的核心基礎。各大廠商正透過設計、封裝、材料與生態系的創新，加速矽光子技術的應用落地，推動新一波的運算革命。」
儘管散熱、封裝與標準化仍是產業面臨的挑戰，但矽光子技術已成為業界共識：在 AI 時代，它不再是可有可無的選項，而是通往高效能運算的必然之路。
