AI 帶動光互連需求快速擴張，矽光子也正跨入更大規模部署階段。台積電先進封裝技術發展副總經理徐國晉在 SEMICON Taiwan 矽光子論壇開場指出，光收發模組銷售額已成長 25%，今年預期再成長 50%；矽光子也已成為主流技術平台，市場占比正朝超過五成前進。更重要的是，徐國晉表示，CPO 將在今年下半年進入量產。
不過，真正的大規模部署仍有供應鏈問題待解。徐國晉指出，台灣晶圓代工生態系已具備大規模、高精度生產光學引擎的能力，但瓶頸開始落在雷射、光纖、光纖連接器與產品測試等環節。論壇上半場，Cisco、台積電、Lumentum、Marvell、聯電與 Lightmatter 接著從網路架構、晶圓代工、光學元件與系統整合切入，也可以看到，當光互連越來越靠近 GPU、XPU，封裝、測試、可靠度與材料整合的重要性正同步提高。
光一路往 GPU 靠近，互連開始拚頻寬密度
為什麼光學元件需要越靠近運算晶片？Cisco 副總裁 Ginni Chadha 指出，目前 AI 系統的 scale-up 連接仍大量使用銅線，但隨速度與頻寬提高，高速電訊號在板卡上的傳輸越來越困難，SerDes 功耗也跟著增加，因此產業開始把光學引擎往處理器靠近，從插拔式光模組進一步發展 NPO、CPO 等更高度整合架構。
台積電副處長陳明發介紹 COUPE 技術時，則把光學整合進一步往 XPU 推進。台積電規畫從將光學引擎放在基板上的 CPO-C，走向與 XPU 更緊密整合的 CPO-OI；依現場簡報，後者相較傳統 CPO，可提升 4 至 10 倍功耗效率，並降低 10 至 20 倍延遲。
Marvell 技術長 Radha Nagarajan 也指出，AI 互連現在不能只看總頻寬多少 Tbps，還要看每毫米、甚至每平方毫米能容納多少 Tbps。他估計，百萬顆 XPU 的叢集可能帶動約 1,000 萬個互連元件，有限空間裡如何塞進更高頻寬，正成為下一代系統設計的重要問題。也就是說，光互連下一步已不只是把資料傳得更快，而是如何以更低功耗，在 XPU 周邊有限空間裡塞進更高的頻寬。
光進入先進封裝，可靠度、測試與良率成為下一關
光學越靠近運算晶片，也讓過去相對分開的電子、光學與封裝開始真正碰在一起。日月光副總裁洪志斌在開場致詞指出，過去電子晶片封裝與光學可以相對分開處理，例如光學以插拔式模組留在板端；到了 CPO，光學開始被直接帶進先進封裝，設計因此需要同時整合 PIC、EIC、製造、模組、系統架構與光纖等不同環節。
整合程度提高後，可靠度問題也跟著變得更複雜。Lumentum 技術長 Matthew Sysak 一開場就特別強調雷射非常可靠，並把真正的難題指向組裝完成後，整套光學系統能不能長時間維持穩定。包括環氧樹脂等黏著材料、元件隨時間位移、水氣，以及雷射與光子積體電路（PIC）之間能否持續保持精準對準，都可能影響系統可靠度。
Cisco 則從系統端補上另一個代價。插拔式光模組故障可以直接更換，但共封裝元件一旦出問題，可能牽連整台設備；在大型 AI 叢集中，互連故障造成系統降速或中斷，還會進一步影響 GPU 利用率，進而牽動昂貴 AI 基礎設施的經濟效益。
當部署規模繼續放大，測試與良率壓力也更加明顯。Lightmatter 執行長 Nicholas Harris 指出，每顆 GPU 未來可能需要 4 至 8 個光學引擎，光學測試量可能因此增加 10 至 100 倍；而這些元件最後還要與昂貴的 GPU 或交換晶片整合，因此在最終封裝前先確認光學引擎能正常運作，重要性也跟著提高。
Harris 也坦言，CPO 目前仍在處理測試時間與良率等問題，因此 Lightmatter 現階段先以 NPO 切入市場。Cisco 同樣預期，CPO 進入部署後，插拔式光模組不會快速消失，考量功耗、維修性與部署彈性，pluggable、NPO、CPO 仍可能有一段並存期。
頻寬再往上，材料也沒有唯一答案
除了量產問題，頻寬繼續提高也開始牽動材料選擇。聯電副總丁文琪指出，單通道從 200G 往 400G 前進時，既有矽光子調變器會面臨電氣頻寬、溫度敏感與損耗等不同限制，因此聯電也投入薄膜鈮酸鋰（TFLN）；不過 TFLN 本身仍有基板成本、元件尺寸及異質整合等挑戰。
不同業者也沒有只押一種材料。Lumentum 同時布局磷化銦（InP）與砷化鎵（GaAs）VCSEL，並認為兩者適合解決不同問題；Marvell 也同時探索矽光子、鈮酸鋰、微環調變器，以及更長期的電漿子技術。
從論壇上半場可以看到，CPO 從技術驗證走向量產後，AI 光互連的競爭範圍也正在擴大。頻寬仍是核心需求，但 PIC、EIC、雷射、光纖與先進封裝能否可靠地整合、測試並大量製造，將越來越直接影響下一代光互連能否真正擴大部署，也讓台灣既有的晶圓製造、先進封裝與測試能力，與光通訊供應鏈進一步交會。
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＊首圖來源：《TechOrange》拍攝。
