白話科技|輝達也攻AI光通訊戰場!CPO是什麼?CPO概念股有哪些?圖解共同封裝光學技術
白話科技|輝達也攻AI光通訊戰場!CPO是什麼?CPO概念股有哪些?圖解共同封裝光學技術

AI時代下,對於算力與高速傳輸有更大需求,隨著晶片製程微縮接近物理極限,「由電子轉為光子傳輸」的矽光子技術成為突破點,其中 「CPO共同封裝光學」 近年格外受到關注。

究竟CPO是什麼,重要在哪?CPO的供應鏈又分成哪些環節,主要有哪些概念股?《數位時代》帶你一次搞懂。

CPO定義|共同封裝光學是什麼?

電路板上一般佈滿許多銅線電路,電子穿梭於其中傳遞訊號,而為因應AI資料中心的高速傳輸需求,矽光子(Silicon Photonics)技術以光子取代電子在矽晶片上傳遞訊號,由於光子速度更勝電子,並較不易產生熱能,具有更佳的傳輸效果。

然而,矽光子因為涉及多種光電訊號轉換,研發門檻非常高,難以一蹴可幾,針對「光電訊號轉換模組」擺放的架構,主要可分成4個技術迭代進程:

  • 可插拔光收發器 (Pluggable Transceiver):業界長年採用的方式、價格低廉,透過在伺服器邊緣如「USB」般裝上光電訊號轉換器,電子在其中轉換為光子,隨後沿著光纖傳遞出去,但目前不足以滿足AI傳輸需求;

  • 載板光學封裝 (On-Board Optics, OBO):將光電轉換模組移到伺服器內的PCB載板上,縮短電子的傳輸路徑,減少訊號耗損及延遲,現階段已可量產;

  • 共同封裝光學 (Co-Packaged Optics, CPO):本文探討的主角,經由把光電轉換模組放在IC載板上,讓光電轉換模組更接近CPU、GPU等晶片,將光子積體電路(PIC)和電子積體電路(EIC)整合在同一封裝中 ,為業界近年努力發展的方向;

  • 光學輸出/輸入 (Optical I/O):採3D封裝,把光電轉換模組疉到晶片上方,使傳輸電子的銅線縮到最短,有待未來技術突破時實現。

上述不同的光電整合架構,依序對應到不同的資料傳輸能力,根據日月光官網資料,可插拔光收發器可支援100/400/800G的資料傳輸,載板光學封裝高為800G及1.6T(1,600G),CPO為3.2T(3,200G)至12.8T(12,800G),光學輸出/輸入則是6.4T(6,400G)、12.8T及以上。

CPO領域持續成長中,摩根史坦利(Morgan Stanley)1月中發布的AI供應鏈報告指出,全球CPO市場規模預估將由2023年的800萬美元,成長至2030年的93億美元,年複合成長率(CAGR)達172%,其中IC設計大廠輝達、博通(Broadcom)、邁威爾(Marvell)是CPO晶片設計的主要領導者。

摩根史坦利並預期,輝達Blackwell下一代的Rubin平台、以及NVL伺服器機架系統,在導入CPO擁有更高的能見度,且每個系統內有更高的CPO使用比例,預計至2027年將占全球CPO需求的75%。

延伸閱讀:矽光子是什麼?圖解矽光子:原理是什麼?概念股有哪些?

台積電CPO技術「COUPE」今明年將有所進展

在矽光子領域,台積電正在研發「緊湊型通用光子引擎」(Compact Universal Photonic Engine, COUPE)技術,合作夥伴包括工程模擬軟體廠安矽思(Ansys)、EDA軟體與工程服務廠新思(Synopsys)及益華(Cadence)等。

根據台積電於2024年北美技術論壇的介紹,COUPE使用SoIC-X晶片堆疊技術,將電子裸晶堆疊在光子裸晶之上,相較於傳統的堆疊方式,能夠達到最低的電阻及更高的能源效率。

台積電預期在2025年完成小型插拔式連接器的COUPE驗證,接著於2026年將其作為CPO元件整合到CoWoS封裝中,將光連結直接導入封裝中。

8/11更新
根據《鉅亨網》報導,台積電為因應兩大AI晶片客戶要求,將推進CPO進程,在明年進入量產,以光學引擎置於基板(OE on Substrat)方案為主。

台積電強調,CPO技術推進需要供應鏈創新與合作,並點出三大關鍵環節,包括晶圓測試 (CP) 與最終測試 (FT)、光纖陣列單元 (FAU)、高速光學封裝與組裝,預計在這三段創新將推動新技術發展。

台積新一代CPO技術量產,可望為供應鏈帶來新成長契機。業界看好,掌握光纖陣列單元(FAU)等關鍵技術的上詮(3363)、測試介面廠旺矽(6223)皆可受惠。

COUPE的能見度排至2028年

天風國際證券分析師郭明錤1月於網路平台表示,COUPE是台積電目前新興技術中最受重視者,該趨勢的能見度足以看到數年後。

他並分析COUPE的開發時程,2024年第4季已確定第一代產品規格並開始送樣,2025年至2026下半年將進行量產驗證,並於2026下半年量產;第二代產品規格則預期於2026年上半年確定並開始送樣,2026上半年至2027下半年量產驗證,並於2027年第4季至2028年第1季量產,兩代產品的關鍵差異在於性能升級、提升光耦合效率與改善量產性。

在客戶方面,郭明錤預期台積電第一個採用COUPE的主要客戶,可能是近年來積極採用SoIC、2奈米等新技術的超微(AMD),至於輝達,2027年底量產的Rubin Ultra較有可能是首個採用COUPE的輝達產品。

CPO概念股|磊晶、光收發模組、設備及封測廠等供應鏈

在CPO中,光收發模組是實現光電轉換的核心元件,國內最大的光纖被動元件代工廠波若威(3163)在3月18日法說會指出,該公司布局CPO,預計2025年下半年完成驗證、小量出貨,明年開始量產;消息也帶動「CPO概念股」波若威、上詮近期股價上揚。業界也傳出「隱藏版輝達CPO概念股」,包括訊芯-KY(6451)、富鼎富(8261)、穩懋(3105)等。

總觀CPO產業鏈,在以台積電為首的晶圓代工之外,主要涵蓋磊晶製造、光收發模組、交換器以及封裝測試等業者,以下分別介紹:

磊晶製造

磊晶製造是CPO的上游,通常採磷化銦(InP)生產晶圓基板,製成雷射元件發射出光訊號,具一定的技術難度,聯亞(3081)、全新(2455)、英特磊IET-KY(4971)為相關供應商。

光收發模組

光收發模組是實現光電轉換的核心元件,此領域有許多業者競逐,包括身為台積電合作夥伴、掌握光纖陣列單元(FAU)等關鍵技術的上詮(3363);國內最大的光纖被動元件代工廠波若威(3163),近年也投入FAU開發。

眾達-KY(4977)專攻高速光收發模組設計與製造,為博通多項光通訊產品的獨家供應商;華星光(4979)專注於光通訊主動元件的生產,則是邁威爾協力廠。

交換器

在AI伺服器中,交換器(Switch)在資料的高速傳輸扮演重要角色,相關台廠包括網通廠智邦(2345)、明泰(3380)等。

封裝測試

封裝測試是CPO的中下游,以確保產品的性能與可靠性,封測相關廠商包括日月光投控(3711)、台星科(3265)、矽格(6257)、聯鈞(3450)、鴻海旗下訊芯-KY(6451),以及測試介面廠旺矽(6223)與穎崴(6515)等。

延伸閱讀:白話科技|EDLC超級電容是什麼?輝達GB300為何需要它?概念股一次盤點
矽光子是什麼?真正的矽光子概念股有哪些?圖解矽光子原理

參考資料:《工商時報》、Ansys官網、日月光官網

責任編輯:李先泰

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台灣不只要用國際標準,更要參與討論!TWNIC如何培養下一代網路人才,接軌國際技術社群?
台灣不只要用國際標準,更要參與討論!TWNIC如何培養下一代網路人才,接軌國際技術社群?

打開瀏覽器、觀看串流影片,看似日常的上網行為,背後其實仰賴一套套國際網路標準運作。當網路技術持續演進,台灣除了採用這些標準,能不能進一步參與它們形成的過程?

「即便有很多事情可能要做10年才會有效果,但我想我們應該擔任這樣的角色。」TWNIC執行長余若凡指出,台灣硬體產業在全球已有亮眼成果,但對底層網路技術與國際標準的關注、參與仍有成長空間。對TWNIC而言,除了管理「.tw」、「.台灣」網域名稱與台灣IP位址資源,也希望成為台灣與國際網路社群之間的橋梁。

TWNIC 執行長余若凡
圖/ TWNIC 執行長余若凡

這也是TWNIC與國立虎尾科技大學合作舉辦IETF研習課程的背景。從IETF組織運作、RFC標準形成,到IPv6-only等新一代網路技術,課程不只協助參與者理解國際標準,更希望培養實際參與與落地的能力。透過這場合作,TWNIC也試圖串起國際社群、校園人才與產業需求,讓台灣從採用標準,進一步走向參與標準。

硬體做到世界級,下一步讓台灣人才走進標準制定現場

IETF(Internet Engineering Task Force,網際網路工程任務組)作為全球網際網路技術標準形成的重要場域,許多技術規範最終透過RFC文件發布。對TWNIC而言,台灣若能讓更多企業、學校、研究者與工程師參與,不只能更早掌握國際網路技術變化,也有機會把台灣經驗帶進國際討論。

TWNIC因此一方面把國際議題帶回台灣,另一方面也把台灣人才送出去。透過TWNIC Academy學員計畫,每年資助8位學員參與重要國際組織,時間長達一年;部分學員返台後更自主形成社群,近期一場交流活動便吸引近40位參加,背景從網路工程延伸至政策、法律及社會科學。「我們希望最終有更多人可以參與。」余若凡說。從在台培訓、實際參與國際組織到返台形成社群,TWNIC希望讓人才培育不只停留在單次課程,而能持續累積參與國際標準討論的經驗。

會設定網路還不夠,學校補上「讀懂標準」的能力

但真正想要走進IETF,光是「會用網路技術」還不夠。國立虎尾科技大學電機工程系教授兼秘書室主任秘書蘇暉凱指出,大學課堂教授TCP/IP或網路設定,多半從教科書或整理過的教材入手;真正參與國際標準討論,面對的卻是RFC等第一手技術規範。

他將其中的差距歸納成三種能力:規範閱讀、實作驗證與技術表達。工程師除了讀懂規範,也要能透過實作與工具驗證實際網路行為,最後以精準的技術英文語言與國際社群溝通。「這三種能力不是短期間就能養成。」蘇暉凱指出,因此需要逐步融入大學與研究所的課程及專題。

這也凸顯學校在合作中的角色,TWNIC負責連結國際社群、技術趨勢與參與機會,學校則把這些標準帶進人才培育與實作現場。兩者合作,才能讓「參與國際標準」從少數專家的工作,逐漸變成年輕工程師可以累積的能力。

國立虎尾科技大學電機工程系教授兼秘書室主任秘書蘇暉凱
圖/ 國立虎尾科技大學電機工程系教授兼秘書室主任秘書蘇暉凱

IPv6走向主流,校園先成為產業轉型的試驗場

IPv6正是這套合作模式的具體案例。余若凡指出,全球IPv6使用率已正式跨過五成,迎來關鍵轉折。包含越南、捷克等國皆已將全面轉向IPv6排入國家政策時程,主流行動裝置與微軟Windows作業系統也已原生支援。過去許多環境仍採取IPv4與IPv6並行的架構,隨技術、終端與轉換機制逐漸成熟,進一步走向IPv6-only的條件也開始成形。IPv6-only並不代表與既有IPv4服務切割,而是透過NAT64、DNS64等轉換機制維持連線。對產業而言,真正的問題也逐漸從「技術能不能做到」,轉向是否有足夠經驗與信心部署。

為此,TWNIC 從人才培育到校園實作,持續推動 IPv6-only 環境的應用與部署,除了自行建置 IPv6-only Demo Site,也逐步於北、中、南三地拓展示範場域與實作據點。余若凡觀察,相較於企業在商業效益尚未明朗前,對導入新技術往往較為謹慎,校園更適合作為技術驗證與人才培育的場域。透過 TWNIC 推動的實作機制,讓師生在實際環境中理解 IPv6-only 如何運作,一方面培養未來進入產業的人才,另一方面也能累積可供業界參考的部署經驗。對蘇暉凱而言,這意味著學生不能只學會 IPv6 位址格式,更要從網路維運、資安到應用發展,建立面對 IPv6 環境的完整思維。

從Demo Site、教育訓練、技術活動到實作手冊,TWNIC希望逐步降低新技術的理解與部署門檻。當IPv6走向主流,台灣面對的已不只是「網路要不要升級」;如何讓更多人才讀懂國際標準、具備實作能力,甚至走進IETF參與討論,才是台灣從標準「使用者」走向「參與者」的下一步。

IETF研習課程

TWNIC將於10月29至31日2026年臺灣網際網路研討會(TANET 2026)暨國際計算機會議(ICS)設攤展示,規劃「新世代IPv6-Only Wi-Fi無線網路體驗與建置」及「TWNIC IPv6智慧工作室(IPv6 Smart Studio)」兩大主題。歡迎各界蒞臨參觀與體驗!
詳細介紹請參閱:https://twnic.tw/blog/contents.php?id=253&lang=zh-tw

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