Last Updated on 2026 年 3 月 25 日 by 総合編集組
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隨著人工智慧從語言模型訓練走向具備推理與多模態處理的智慧工廠階段，全球數據中心的基礎架構正面臨從電子向光子的重大轉變。傳統銅線互連在高速傳輸下已逼近物理極限，訊號衰減與功耗問題日益嚴峻。半導體領導廠商正積極推動矽光子、共封裝光學（CPO）以及線性驅動可插拔光學（LPO）等解決方案，期望突破現有瓶頸，讓 AI 算力集群維持高效擴展。
本文將詳細梳理這些光通訊技術的最新進展、實際應用案例，以及產業生態的關鍵動向，幫助讀者全面掌握 2026 年光通訊領域的發展脈絡。
台灣矽光子CPO 2026商轉元年 台積電COUPE平台推升全球市場至96.5億美元
AI 算力集群的物理瓶頸：銅線互連的極限與光子轉型的必然
在數萬顆 GPU 相互連結的超大型集群中，資料交換效率直接影響整體算力利用率。傳統網路架構仰賴電子在銅導線中傳輸，然而當速率從 800G 推進至 1.6T 甚至 3.2T 時，電訊號遭遇嚴重的輸入輸出牆與功耗牆限制。
當單通道速率超越 112 Gbps 並邁向 224 Gbps 之際，銅導線的趨膚效應與介質損耗呈指數級增加，這在業界被稱為銅之崖。在這種高速下，銅纜的有效傳輸距離被壓縮到 2 公尺以內，幾乎無法滿足單一機架內的互連需求。為補償訊號失真，系統需導入更強大的數位訊號處理器（DSP），卻進一步提升整體功耗與延遲。
功耗危機同樣不容忽視。在 51.2T 或 102.4T 的交換平台中，若繼續使用傳統 DSP 可插拔光模組，光學互連部件的功耗可能占據整個機箱的 40% 至 50%。這種高密度功耗不僅對供電系統造成沉重負擔，也讓散熱設計極度複雜，往往需仰賴昂貴的液冷系統才能維持穩定運作。相較之下，光通訊技術以光子取代電子，展現出極低熱損耗與極高傳輸帶寬，成為突破物理限制的關鍵途徑。
以下表格整理常見光通訊互連技術的比較，清楚呈現各方案的特性差異：
| 互連技術類型 | 每位元功耗 (pJ/bit) | 訊號延遲度 | 傳輸介質優勢 | 應用層次 |
|---|---|---|---|---|
| 傳統銅纜 (DAC) | 極低（短距） | 極低 | 成本低、耐用度高 | 機架內（2m 以內） |
| DSP 可插拔光學 | 15-20 pJ/bit | 高（受限於 DSP） | 多廠商互操作性強 | 機架間、長距離 DCI |
| LPO（線性驅動） | 8-10 pJ/bit | 低（無 DSP） | 低延遲、低功耗 | AI 計算矩陣（2km 內） |
這些數據顯示光通訊，LPO 在功耗與延遲上具備明顯優勢，特別適合 AI 計算密集的短距應用場景。
NVIDIA 的光電一體化布局：打造 AI 工廠的核心連結標竿
NVIDIA 憑藉 GPU 市場的領先地位，透過垂直整合將影響力延伸至整個光通訊供應鏈。在 2026 年 GTC 大會上，該公司公布最新數據中心路線圖，把光通訊技術提升為核心算力引擎的一部分。
Vera Rubin 平台預計於 2026 年全面部署，整合 Rubin GPU、Vera CPU 與全新網路技術，專注解決兆級參數模型推理的低延遲需求。其中 Spectrum-X Photonics 是首款採用 CPO 技術的乙太網交換平台，相較傳統可插拔方案，能提供高達 5 倍能效提升與 10 倍網路韌性。Quantum-X Photonics InfiniBand 則針對極致效能超算集群設計，提供 144 個 800Gb/s 端口，並使用液冷設計因應深度整合後的熱量。ConnectX-9 SuperNIC 支援單卡高達 1.6 Tb/s 頻寬，為每個 GPU 提供專用高速通道，避免大規模擴展時的訊號擁塞。
NVIDIA 的另一項光通訊核心技術是光學 NVLink。在 2028 年推出的 Feynman 平台中，將導入 NVLink 8 CPO，讓光學技術直接進入 GPU 封裝內部。這項創新使單一 Scale-up 域從目前的 72 個 GPU 擴展至 576 個甚至 1152 個（基於 Kyber 機架）。雖然研發成本較高，但能大幅降低每百萬 Token 的推理成本，並在 AI 推理任務中實現 10 倍能效提升。
業界對於這套光通訊布局抱持高度關注。一位參與大型數據中心建置的工程師在社群討論中指出，NVIDIA 的 CPO 交換機雖然技術參數亮眼，但若單一端口故障，可能需要更換整個整合交換機或昂貴光學模組，對長期維護成本構成不小挑戰。分析師也觀察到，NVIDIA 將光學組件深度整合至封裝中，意在構築技術閉環，讓客戶難以輕易替換為第三方產品。
Broadcom 的量產優勢：開放標準 CPO 與可靠性的實證
與 NVIDIA 的垂直整合路徑不同，Broadcom 專注推動開放標準的 CPO 與高效能網路卡，並在實際量產與大規模部署上取得領先。
Broadcom 是目前全球唯一實現 CPO 系統在大型數據中心（如 Meta）長期穩定運作的晶片供應商。
其第三代 CPO 交換機 Tomahawk 6 Davisson 平台，基於 Tomahawk 6 ASIC，提供業界首個 102.4 Tbps 交換容量，採用台積電 COUPE 封裝技術，將 16 個 6.4T 光學引擎整合於晶片周邊。與傳統可插拔模組相比，Davisson 的光學互連功耗降低 70%，相當於在相同電力預算下可容納 3.5 倍以上頻寬容量。為解決 CPO 維修痛點，Davisson 導入可從前板插拔的雷射源設計，讓光通訊易損件能像傳統模組一樣快速更換。
Broadcom 與 Meta 合作進行的長期可靠性測試，更是打破市場對 CPO 穩定性疑慮的關鍵證據。測試顯示，第一代與第二代 CPO 技術（Bailly）在 Meta 數據中心累積一百萬個 400G 等效端口小時，達到零鏈路抖動紀錄。在大型 AI 訓練任務中，鏈路抖動是導致 GPU 利用率下降的主因之一。
Broadcom 的光通訊方案不僅優於傳統可插拔連接器，還能將擁有 2.4 萬個 GPU 集群的訓練效率提升約 90%。
Thor Ultra 800G NIC 則在傳輸層積極擁抱 Ultra Ethernet Consortium（UEC）規範。以下表格整理其主要規格與技術意義：
| 產品指標 | Thor Ultra 800G NIC 特點 | 技術意義 |
|---|---|---|
| 傳輸頻寬 | 單一端口 800 Gbps | 滿足 1.6T 交換機時代的接入需求 |
| 封裝功耗 | 全速運行僅 50W | 降低 AI 伺服器的散熱預算 |
| 協議支持 | 兼容 UEC 1.0（多路徑傳輸） | 解決 AI 流量在大規模集群中的亂序問題 |
| 物理規格 | 支持 PCIe Gen 6 | 確保與下一代主機系統的向下兼容性 |
Marvell 的全方位光通訊布局：從連結到智慧遙測
Marvell 在數據中心領域的影響力，體現在 Die-to-Die 與 Rack-to-Rack 光連接技術的深厚累積。其 Photonic Fabric 平台被定位為下一代 AI 集群的底層網路基礎設施。最新一代光通訊 Ara T DSP 是全球首款 8x200G 傳輸優化型 PAM4 DSP，透過部分訊號處理任務轉移至接收端或交換機，在 1.6T 傳輸速率下有效壓低功耗曲線。
RELIANT 遙測平台強調智慧互連光通訊，能對整個光學鏈路進行實時監控與自動優化。在擁有數十萬個光學連接點的 AI 數據中心中，這項功能有助於運維人員提前進行預測性維護。Teralynx 10 交換機晶片則針對雲端服務供應商的需求進行優化，具備單晶片共享緩存，能有效吸收生成式 AI 推理時的高負載與高突發流量。網路架構師在專業討論中指出，Marvell 的交換機晶片在多租戶環境下處理東向流量時，通常展現比同業更穩定的表現。
台積電與台灣供應鏈：矽光子商用化的關鍵推手
台積電不僅提供先進製程，更在先進封裝領域的突破，讓 CPO 得以真正落地。COUPE（緊湊型通用光學引擎）技術平台的核心，在於透過 SoIC-X 技術將電子積體電路（EIC）與光子積體電路（PIC）進行異構堆疊。混合鍵合工藝採用銅對銅混合鍵合，將互連間距縮小至個位數微米，等級遠低於傳統 40-50 微米微凸點，大幅降低寄生電容帶來的訊號損耗。
COUPE 內部整合 200G 每通道的微環調製器（MRM），比傳統馬赫-曾德爾調製器體積更小、功耗更低，搭配波分復用（WDM）技術，能在單根光纖傳輸多個波長資料，大幅提升頻寬密度。
台灣供應鏈形成完整生態：
- 日月光（ASE）負責系統級封裝（SiP）與光纖對準，其 VIPack 平台提供 PIC、EIC 與交換晶片的最終整合。
- 光聖（FOCI）獨家供應第一代與第二代 COUPE 所需的光纖陣列單元（FAU）。
- 奇景光電（Himax）提供微透鏡陣列（MLA），協助解決光路徑聚焦與耦合問題。
- 采鈺（VisEra）預計在技術演進後，承接超透鏡（Metalens）的製造任務，實現更大規模與更高良率的生產。
這波轉變也意味著產業價值鏈重組。原本由光模組廠主導的利潤空間，正逐漸轉向半導體晶圓廠。台積電在美國申請的矽光子核心專利數量，已是 Intel 的兩倍，顯示其在該領域的決心。
Intel 的晶片間光連結策略：異質整合雷射源的獨特路徑
儘管 Intel 在交換晶片市場面臨挑戰，但其在矽光子領域累積 20 年研發經驗，特別在異質整合雷射源技術上展現特色。OCI（Optical Compute Interconnect）晶片旨在將光學 I/O 直接整合進 CPU、GPU 或 IPU 封裝。與 Broadcom 需要外部光源不同，Intel 的平台在 300mm 晶圓生產時即整合 DWDM 雷射器，減少系統組件數量，並免除對極化保持光纖的需求。
目前 OCI 原型支援 4 Tbps 雙向資料傳輸，能效控制在 5 pJ/bit 左右，甚至可能低於傳統板載銅導線傳輸。Intel 於 2025 年 OCP 峰會上強調玻璃基板在光學互連的重要性，玻璃具備優異尺寸穩定性與光學穿透特性，可作為光學中介層，支持超過 1 PB/s 的超大規模資料交換。
社群討論中，雖然部分網友對 Intel 的光通訊商業化進度表達保留，但仍高度肯定其技術原創性。一位網友表示，Intel 的矽光子技術若能解決良率問題並成功整合至未來 Falcon Shores GPU 或 Xeon 處理器，將成為扭轉局勢的重要利器。
Arista 的務實 LPO 路徑：CPO 全面平價化前的過渡方案
在 CPO 尚未達到全面成本優勢前，Arista Networks 提供更務實的升級選擇——線性驅動可插拔光學（LPO）。LPO 的核心概念是移除光模組內的 DSP 晶片，直接利用交換機的高性能 SerDes 驅動訊號。7700R4 分散式乙太網交換機（DES）專為 AI 訓練設計，支持超過 27,000 個 800G 接口，原生支援 LPO，將單一鏈路延遲降低 100ns 以上，特別適合同步頻繁的 AI 計算矩陣。
該系統採用先進的細胞級負載均衡技術，確保所有可用光學鏈路均被均勻利用，消除頭端阻塞現象。
以下表格對比傳統 DSP 模組與 Arista LPO 方案的差異：
| 技術特性 | 傳統 DSP 模組 | Arista LPO 方案 | 技術價值 |
|---|---|---|---|
| 延遲表現 | >10ns（因 DSP 運算） | <3ns（近乎零延遲） | 提升同步訓練的速度 |
| 功耗 (800G) | 12–16W | 5–8W | 降低 50% 散熱負擔 |
| 維修便捷性 | 極佳（即插即用） | 優良（需 SerDes 調試） | 保留可插拔的便利性 |
| 適用範圍 | 長距離、多廠商環境 | AI 集群、短距離機架間 | 針對性解決 AI 功耗牆 |
Arista 與業界分析師一致認為，未來五到十年內，光通訊市場將呈現分層共存狀態。LPO 憑藉較低更換風險與成本，將在 800G 與 1.6T AI 計算節點中佔據主流；而 CPO 則在 102.4T 以上核心骨幹交換機與深度整合 GPU 封裝中發揮極限效能。
用戶與社群的真實聲音：供應鏈、散熱與長期挑戰
在 Reddit、LinkedIn 等專業社群中，終端工程師與數據中心從業人員對光通訊落地的顧慮與期待同樣值得關注。許多開發者擔心，若 NVIDIA 或 Broadcom 的 CPO 成為事實標準，第三方光模組廠商的市場空間可能被壓縮。一位網友指出，大廠若各自發展專屬光引擎，未來數據中心採購將類似手機產業，一旦選擇特定供應商，就難以輕易替換其他產品，長期建設成本可能因此上升。
此外，部分光通訊討論聚焦散熱與噪音的民生議題。數據中心聚集區的居民已感受到冷卻風扇噪音的影響，低功耗矽光子技術不僅能節省電費，也能配合政府對噪音污染的嚴格監管，減少大型排風扇轉速，在綠色數據中心評價體系中扮演重要角色。
技術型投資者則密切關注 POET Technologies 與 Lightwave Logic 等新興公司，期待其在聚合物調製器或新型光學中介層的創新，能為未來更高階光通訊應用提供技術補充。
總結與展望：2026 年光通訊商轉元年與核心成功要素
綜合各大廠路線圖與技術進展，2026 年可望成為光通訊技術從實驗走向全面商轉的關鍵一年。
短期內（2025-2026），800G 與 1.6T 的 LPO 模組將大規模進入 AI 伺服器，解決當前功耗與延遲問題。中期（2026-2027），基於台積電 COUPE 技術的第一代 CPO 交換機將在雲端服務供應商間普及。長期來看（2028 年後），光學技術將深度滲透至單晶片封裝內部，NVIDIA Feynman 平台與光學 NVLink 將定義單一超大型 AI 集群的連結規模。
未來的 AI 基礎設施競爭，將聚焦三項關鍵要素：一是能效比（pJ/bit），誰能提供最低通訊功耗，誰就能在電力配額受限的市場取得更多訂單；二是鏈路穩定性，Broadcom 與 Meta 共同驗證的零抖動紀錄，已成為衡量工業級 CPO 成熟度的基準；三是生態系開放度，Broadcom 與 Arista 推動的開放乙太網標準，將與 NVIDIA 的封閉 InfiniBand/NVLink 系統展開靈活性與極致性能的長期競賽。
在全球 AI 浪潮推動下，光通訊已不再只是後端連接器，而是機器智慧持續進化的數位神經纖維。對於企業與投資者而言，深入理解這場從電子到光子的演進，將是把握下一波科技革命脈動的重要關鍵。
重要聲明（再次提醒） 本文內容純為個人基於公開資料的整理與分析，不構成任何醫療、保養、投資或其他專業建議。讀者若有任何疑問，建議參考官方最新公告或咨詢相關專家。本文不提供任何保證，亦不承擔任何因使用本文資訊所衍生的責任。
引用來源
- Huang Shares Nvidia Roadmap Showing More Chips, NVL1152, Scale-Up CPO – AIwire – HPCwire, https://www.hpcwire.com/aiwire/2026/03/18/huang-shares-nvidia-roadmap-showing-more-chips-nvl1152-scale-up-cpo/
- The Evolution of AI Interconnects: Silicon Photonics and CPO at OFC 2026 – Tiger Brokers, https://www.itiger.com/news/1176601261
- CPO Vs. LPO: Which Optical Architecture Will Dominate The AI Data Center Era? – Fiber Cable Solution Technology Co., Ltd., https://www.microductcoupler.com/CPO-Vs-LPO-Which-Optical-Architecture-Will-Dominate-The-AI-Data-Center-Era-id42325265.html
- Exploring packaging technologies – Silicon Semiconductor News, https://siliconsemiconductor.net/article/121562/Exploring_packaging_technologies
- Highest Power Efficiency and Bandwidth Density – Broadcom CPO, https://www.broadcom.com/info/optics/cpo
- A Comprehensive Market Insight into 800G Switches – NADDOD Blog, https://www.naddod.com/ai-insights/a-comprehensive-market-insight-into-800g-switches
- 2025 OCP Global Summit – Open Compute Project, https://www.opencompute.org/events/past-events/2025-ocp-global-summit
- LPO vs DSP Optical Transceivers: Power & Performance Guide, https://edgeoptic.com/blog/lpo-vs-dsp
- DSP VS LPO – T&S Communications Co., Ltd., https://www.china-tscom.com/dsp-vs-lpo.html
- Broadcom Announces Tomahawk® 6 – Davisson, the Industry’s First …, https://investors.broadcom.com/news-releases/news-release-details/broadcom-announces-tomahawkr-6-davisson-industrys-first-1024
