【圖解】矽光子千億商機全解讀:引爆7大領域概念股、異質整合封裝卡位戰
【圖解】矽光子千億商機全解讀:引爆7大領域概念股、異質整合封裝卡位戰

台積電在甫落幕的北美技術論壇上,正式宣示跨入矽光子技術。資深副總暨副共同營運長張曉強於論壇上秀出未來矽光子的變化藍圖,表示為達到更高速的訊號傳輸和頻寬,「未來你必須更早將電子轉換為光子。」

矽光子是光通訊領域的一環。光通訊自2000年網際網路泡沫化後,沉寂近20年,直到AI的橫空出世才再度化身焦點。光電科技工業協進會(PIDA)資深產業分析師林穎毅就指出,矽光子市場成長的主要原因,來自於全球對AI訓練的需求。

一般的電路板上,布滿許多由銅線製程的電路,電子便會循著這些銅製電路行走傳遞訊號,矽光子則是改由「光子」取代大部分的電子訊號。由於光子速度比電子快,又較不易產生熱能,能使晶片在處理大量AI數據時有更好的功耗表現及散熱效果,既符合淨零碳排趨勢,也有機會為企業降低成本。

根據研調機構MarketsandMarkets統計,至2028矽光子市場將高達50億美元(約新台幣1,608億元)。隨著矽光子成為近期市場顯學,然而在技術持續發展的狀況下,什麼才是擁用有高度AI含量的矽光子技術呢?

3階超速進化中,拚活用3D封裝

為製作出更強大的晶片,半導體業界的想法是,只要讓電子訊號更早轉成光子訊號,傳輸自然會更快。從這個觀點來看,現有的光通訊技術能大致分為3階段,重點都在減少電子的傳輸,增加光子走的距離。

現存的Level 1應用是可插拔式的「光收發器」,能直接插在伺服器後方,待電子訊號走到尾端經過光電轉換模組後,轉換成光訊號。這項作法行之有年,業界高層表示:「如果只會做這個,不能稱作是沾上AI色彩的矽光子供應商。」

來到Level 2,為縮短電子和光電訊號轉換模組的距離,便是將晶片與光電訊號轉換模組運用先進封裝整合在一起,做成矽光子。像這樣將光電整合模組和晶片封裝在一起的技術,稱之為「共同封裝光學(Co-Packaged Optics,CPO)」。

CPO的好處在於,電子一出發就會進入訊號轉換處變成光子,不必等到伺服器尾端才做轉換,縮短了電子走銅導線的距離,後段則全都經由光子進行傳送,不僅能減少熱能產生,也可以推升速度。

到了Level 3,就是活用3D封裝的時刻。日商駿河精機技術長暨副總經理游昆潔表示:「我們現在看到的大概都是把電子電路(EIC)放在光子電路(PIC)上面。」簡單來說就是將負責光、電2種不同的晶片堆疊,做出更小、距離更短且傳送訊號更快的晶片。

3張圖看懂矽光子「超速」進化

從張曉強近期公布的數字來看,可插拔的光收發器的功耗約1500瓦,但若採CPO封裝技術,能將功耗降低至約為850瓦,近乎原本的2分之1。游昆潔透露,矽光子的實現並沒有想像中遙遠。光是在2025至2026年,CPO就會開始量產;至於會用到3D封裝版本的解方,目前還較無明確時程。

前景看似光明,然而林穎毅表示:「一般在光通訊市場裡,訂單能拿到『K(百萬)』就已經算很多;但如果是半導體,通常都會是『 KK(千萬)』起跳。」這意味若矽光子市場總量,必須大到能壓低成本,才會有更多被採用的可能。

傳輸快還要更快,4大市場等它放閃

那麼,矽光子的需求究竟在哪裡呢?日商駿河精機營業經理游智閔指出了4大領域。

首先,就是AI所帶動的矽光子需求,更快的傳輸速度與節能將是未來的標配。

其次則是醫療相關的穿戴式裝置。以血糖測量為例,透過光訊號的測量,能讓儀器無須接觸皮膚,並獲得更準確的數據。

第三,是自駕領域,聚焦於車與車之間的訊號傳輸和溝通,未來有機會透過光子來進行。最後,則是來自各國的軍事需求。

不過,矽光子則是電與光的結合,牽扯到2種不同領域的知識,加上想將手伸入市場的企業不乏半導體和光學大廠。換句話說,傳統半導體廠在技術開發上不一定占上風,「過去半導體相關的台廠,不見得都能吃得到。」一名產業人士如此觀察。

此外,還須透過異質整合將光、電2種元素封裝在一塊,究竟是「電整合光」還是「光整合電」仍是未知數。

一名第三類半導體高層就直言:「兩邊講的語言太不一樣了。」林穎毅認為,最終還是需要看客戶的需求、代工廠對廠區的投資程度,以及材料、設備的發展等而定,這些「還有很多的變動空間。」

單以晶圓代工而論,台積電的對手還包含英特爾(Intel)和格羅方德(GlobalFoundries)。鮮少人注意到,在後摩爾時代,增進晶片效能的方法除持續微縮晶片,另一個即是光電整合。

2018年,格羅方德便放棄7奈米製程,轉往矽光子發展,並推出「GF Fotonix」矽光子製程平台,將射頻晶片(RF)、光子和邏輯晶片整合在一起,「他們很早就開始布局了。」林穎毅說。目前,格羅方德正與思科(Cisco)合作開發資料中心互聯(interconnect)晶片。

英特爾則早在2009年便踏入矽光子領域,雖然它在去年將光收發模組的業務出售,但仍持續深耕矽光晶片的通訊技術。英特爾近期也推出與CPU共同封裝的「OCI(Optical Compute Interconnect)光學I/O晶片」,藉以滿足即將到來的AI需求。

英特爾近期推出與CPU共同封裝的「OCI(Optical Compute Interconnect)
英特爾近期推出與CPU共同封裝的OCI光學I/O晶片。

台積拚CPO整合、日月光喊組台灣隊

台積電提出的光電整合解決方案稱為「COUPE(Compact Universal Photonic Engine)」,從小型可插拔式光收發器開始,逐步在2026年完成CPO的整合,「光子相較電子,在訊號傳輸或溝通上能表現得更好。」張曉強說。

發展矽光子有助於延伸摩爾定律壽命,也可鞏固台灣在全球的半導體地位。日月光執行長吳田玉也呼籲,台灣半導體產業必須聯手投入,「大家一起來談,把這個(矽光子產業鏈)慢慢成形,不要到最後被整碗端走。」

不過,供應鏈一致認為,最終還是要看諸如輝達(NVIDIA)和博通(Broadcom)等矽光子領導大廠如何定義規格和應用,台廠也須盡早做好準備,延續「美國大廠出題、台廠接招」的商機。「終端規格還未確定,大家都在邊做、邊定義。」游智閔說。

責任編輯:謝宗穎

關鍵字: #矽光子
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從地下室到演唱會都不卡!台灣大哥大如何解鎖全場景、有感升級的5G體驗?
從地下室到演唱會都不卡!台灣大哥大如何解鎖全場景、有感升級的5G體驗?

5G開台邁入第五年,戰場早已從「誰有5G」轉向「誰的5G好用」。夜市、演唱會、地鐵、商圈——這些人潮洶湧、訊號最容易卡頓的地方,才是檢驗網路品質的真實考場。要打造真正有感的5G體驗,靠的不是技術名詞,關鍵在於能否把網路資源變成看得見、用得到的流暢速度。

台灣大哥大擁有最大5G黃金頻寬,以及高覆蓋率的NRCA載波聚合領先技術,為網路傳輸佈局暢行無阻的地圖,打通每一個收訊死角,再加上OpenSignal權威認證背書,不僅是技術成績站得住腳,更讓用戶日常生活使用有感提升。

全台獨家最大頻寬100MHz,讓5G跑得快又穩

要解析5G效能優劣,關鍵在於「頻寬」配置。頻寬就像道路的寬度,直接決定數據傳輸的承載容量。頻寬越寬,越能支撐大量用戶同時連線,確保下載、串流、直播等應用維持順暢體驗,避免因流量壅塞導致服務中斷。簡言之,頻寬就是撐起網路用戶體感的關鍵。

台灣大哥大目前在全球主流5G黃金頻段3.5GHz上,獨家取得全台最大100MHz頻寬資源,達到頻譜配置的頂規水準。實測結果顯示,在理想條件下,此頻寬配置可擁有高達2Gbps下載速率。

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圖/ shutterstock

同時,台灣大哥大也已在全台超過2,000處熱點完成5G黃金頻段基地台升級。因此即使遇到夜市商圈、大型演唱會、跨年活動等高密度人流聚集場景,當用戶數量暴增、頻寬需求激增時,完整的基礎建設布局仍能確保訊號不中斷、網速不卡頓。

打通收訊死角,體驗有感不只是口號

除了速度與流量,5G還有一項棘手難題——涵蓋死角與訊號穿透力。特別是在室內深處、地下室等場域,即使該處已有5G涵蓋,實際使用仍有可能無法完全避免的卡頓或不穩狀況。

原因在於5G高頻段雖速度快,但穿透力弱,容易因手機功率有限而發生不穩定的情況。對此,台灣大哥大結合700MHz低頻段的穩定性優勢,以互補式的高低頻協作架構,強化訊號深度與廣度。換言之,在戶外大場景跑得快,在室內密閉空間也能收得到。

NRCA自動切換最佳頻段,上網不怕訊號塞車

台灣大哥大的核心技術優勢,還有NRCA(New Radio Carrier Aggregation)載波聚合技術;NRCA讓行動裝置能同時使用多個頻段上網,如同多車道高速公路,讓資料流在不同頻段間靈活切換,兼顧高速率與深度覆蓋率。當某一頻段出現壅塞,系統能自動將資料流量轉至其他頻段傳輸,以提升整體承載效率與傳輸穩定性。

自2021年率先佈建高低頻NRCA,目前已有超過六成基地台支援這項技術,有效壓縮延遲、提升連線穩定度、強化訊號覆蓋與穿透。此外,合併台灣之星後,台灣大哥大更將全球主流5G黃金頻段3.5GHz的60MHz與40MHz頻寬合併,打造業界最大100MHz,為全台唯一同時整合5G高高頻與高低頻NRCA的電信業者,在5G網路體驗與穩定度領先同業,達到頻譜配置的頂規水準。

隨著短影音、直播、雲端工作等即時傳輸需求爆炸成長,用戶對「穩定滑順」的網路依賴不斷提高。台灣大哥大領先的NRCA載波聚合技術,正好回應用戶需求,無論是在捷運上滑臉書,還是在人聲鼎沸的夜市直播吃美食,都能享受多場景流暢切換的優質5G體驗。

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圖/ shutterstock

優質有感體驗,經國際權威OpenSignal認證

根據國際第三方認證機構OpenSignal於2025年6月公布的行動網路體驗報告,台灣大哥大在「可用率」、「5G影音體驗」與「整體影音體驗」三項用戶有感的指標上獲得第一名。所謂可用率,意指用戶隨時隨地都能連上網路,關鍵時刻訊號不缺席,不論身處室內或移動場景,都能穩定連線不中斷;同時,良好的影音體驗指標,則代表用戶在觀看影片、雲端會議或滑短影音時,能享有畫質流暢、連線穩定、不易中斷的完整體驗。OpenSignal向來以實測數據為依據,其認證結果可視為對 5G 體驗品質的權威背書。

今年第一季,OpenSignal也針對合併電信後的網路表現進行評比。自2023年底台灣大哥大與台灣之星完成合併後,其在涵蓋體驗的評分顯著提升,並在品質一致性指標上維持82~84%的穩定水準。相較其他合併案例,台灣大哥大是體驗提升幅度最大、整體穩定性維持最佳的合併業者,顯見其網路品質、營運韌性與整合效率。

5G技術是否能成為使用者真正信賴的基礎,關鍵在於能否在生活場景中「被感受到」。台灣大哥大以完整的頻寬資源、彈性技術架構與佈建策略,從速度到穩定、從戶外到室內,打造順暢5G體驗,可期待在這場長期5G競賽中,成為用戶最仰賴的行動網路選擇。

有關更多相關資訊,請查詢網站:https://www.taiwanmobile.com/content/event/nrca/index.html

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