「大家要記住一個詞，叫COUPE（緊湊型通用光子引擎）。」台積電5月14日舉辦技術論壇，業務開發及全球業務資深副總經理暨副共同營運長以這句話，點出台積電未來在光電整合上的發展方向。
談到AI晶片，多數人會先想到先進製程、CoWoS封裝、HBM記憶體，或是GPU算力。但隨著AI伺服器規模擴大，產業面對的瓶頸不只在運算本身，還有資料如何在晶片、封裝與系統之間快速移動。換句話說，不只晶片要算得快，資料也要傳得夠快、夠省電。
AI伺服器裡有許多GPU、CPU、記憶體與網路交換晶片，這些元件必須不斷交換資料。當GPU數量增加、模型規模變大，資料傳輸需求也會同步放大。過去資料中心主要依靠銅線傳輸訊號，但在高速、高頻寬傳輸場景下，銅線會面臨功耗、延遲與訊號損耗等限制。
因此，AI伺服器開始導入更多光傳輸。相較銅線，光更適合承擔高速、高頻寬資料傳輸，而台積電提出的COUPE，正是把光電轉換進一步帶進封裝的一套技術，讓光訊號與電訊號的轉換位置更靠近核心晶片，降低資料傳輸過程中的功耗與延遲。
COUPE是什麼？重點是把光電轉換往晶片推近
COUPE是台積電為了處理AI高速傳輸需求而提出的光電整合封裝技術。它的關鍵在於利用SoIC（系統整合晶片，System on Integrated Chips）技術，把EIC（電子積體電路），與PIC（光子積體電路）垂直封裝在一起，讓PIC與EIC變成一個更緊密、更容易整合進封裝架構的光電轉換單元。
COUPE的主要目標，是讓光電轉換更靠近核心晶片。原因在於晶片內部主要仍以電訊號運作，但在較長距離或高頻寬傳輸時，光訊號更有效率。因此，系統需要在某個位置把光訊號轉成電訊號。如果這個轉換位置離核心晶片太遠，電訊號後續仍要走過電路板與封裝基板，功耗與延遲會持續累積；如果轉換位置能被推進到封裝基板，甚至未來進一步放到中介層，電訊號傳輸路徑就能縮短。
簡單來說，COUPE是一種光電整合封裝技術，核心做法是把PIC與EIC垂直封裝在一起，核心目標則是讓光電轉換更靠近核心晶片，以提升傳輸效率、降低功耗與延遲。
三階段怎麼看？從電路板到封裝基板、中介層
雖然COUPE經常和CPO一起被討論，但COUPE其實不只能使用在CPO領域。台積電把COUPE的發展分成三個階段：COUPE on PCB（電路板）；COUPE on Substrate（封裝基板）；以及COUPE on Interposer（中介層）。三者差異在於光電轉換元件被整合到系統的哪一層，以及電訊號進入運算晶片前，還需要經過多長的傳輸路徑。
第一階段是COUPE on PCB。 這時光電轉換元件仍放在電路板上，晶片輸出的電訊號需要先經過封裝基板與電路板，才由EIC與PIC轉成光訊號，再透過光連接送往其他晶片或交換器。根據台積電資料，相較傳統銅線，COUPE on PCB可讓功耗效率提升2倍，但延遲仍約為1倍，代表它雖然已經導入光傳輸，但電訊號仍要先走過較長路徑，因此對延遲改善有限。
第二階段是COUPE on Substrate。 這是比較關鍵的一步，因為COUPE被放到封裝基板上，距離核心晶片更近，也正式進入CPO（co-packaged optics，共同封裝光學）的範圍。根據台積電數據，相較銅線，COUPE on Substrate可提供4倍功耗效率，延遲降到小於0.1倍，也就是延遲降低超過10倍。
第三階段是COUPE on Interposer，也就是把COUPE進一步放到中介層上。 中介層通常用來連接邏輯晶片、HBM或其他晶粒，如果光電轉換元件能放到這個位置，就能更靠近核心晶片。根據台積電簡報，COUPE on Interposer可讓功耗效率提升到10倍，延遲降到小於0.05倍，也就是延遲降低超過20倍。
不過，這三個階段的成熟度不同。台積電說明，COUPE on PCB其實去年就已經產出，但還不算真正的CPO；正在推進的是COUPE on Substrate，因為元件已經從電路板移到封裝基板上，會與其他元件使用CoWoS技術封裝在一起，代表光電轉換正式走進封裝內，它也是目前最值得關注的階段，預計今年開始生產；至於COUPE on Interposer則尚未釋出時程。
COUPE、CPO、CoWoS差在哪？
COUPE很容易和CPO、CoWoS混在一起，因為它們都和AI晶片、先進封裝有關，但三者處理的問題不同。
CPO指的是把光學元件與交換晶片或運算晶片共同封裝，目的是縮短光電轉換元件與晶片之間的距離。COUPE可以視為台積電推進CPO的技術方案之一。CoWoS則是台積電重要的先進封裝技術之一，主要用來整合邏輯晶片與HBM。若COUPE on Substrate落地，它會進入CoWoS等先進封裝架構，和核心晶片、HBM等元件共同整合。
簡單區分，CoWoS處理的是邏輯晶片、HBM與封裝基板之間的平行整合；COUPE解決的是光訊號與電訊號如何在更靠近核心晶片的位置完成轉換。更精確地說，COUPE本身用SoIC將EIC與PIC垂直整合，當這個COUPE單元進一步被整合到CoWoS等先進封裝架構中，並從PCB推進到封裝基板、甚至未來的中介層上，就能讓光電轉換更靠近核心晶片，縮短電訊號在封裝外或封裝內需要行走的距離，進而降低功耗與延遲。
COUPE概念股有哪些？
隨著台積電推進COUPE，市場也開始討論相關供應鏈。嚴格來看，台積電COUPE供應鏈目前公開資訊較明確的台廠，主要是上詮；上詮與台積電共同開發COUPE封裝技術，聚焦於光纖陣列單元（Fiber Array Unit, FAU）領域。
相較之下，其他被市場點名的公司如波若威、眾達、聯亞、華星光等，多數更適合放在CPO或AI光通訊供應鏈中觀察。例如光收發模組、雷射元件、外置雷射、光通訊封裝、測試介面與設備等環節，確實可能受惠於AI資料中心高速傳輸需求，但這些不等同於台積電COUPE直接供應鏈。換句話說，COUPE是台積電的技術平台；CPO是更大的技術趨勢；光通訊供應鏈則是外圍生態，三者需要分開看。
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