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

Last Updated on 2026 年 3 月 20 日 by 総合編集組

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隨著生成式人工智慧以及大型語言模型快速普及，全球運算基礎設施正面臨結構上的重大調整。二零二四年全球晶片市場總值達到六千五百五十九億美元，年成長幅度達到百分之二十一。其中計算電子產品這一細分領域表現特別突出，當年成長率高達百分之五十三點九，後續二零二五年與二零二六年預估仍分別維持百分之三十五點四與百分之二十三點九的擴張動能。

這種爆炸性需求雖然帶來龐大商機，卻也讓傳統銅線電氣互連架構逐漸顯露物理限制。當單一資料中心交換機容量從零點六四Tbps逐步提升到二十五點六Tbps，甚至朝五十一點二Tbps或一百零二點四Tbps前進時，印刷電路板上的訊號衰減、完整性退化以及伴隨而來的巨額功耗問題，已成為系統效能的明顯瓶頸。

為了解決這些挑戰，矽光子技術開始受到廣泛重視。它運用成熟的互補金屬氧化物半導體製程，把原本體積較大的光學元件微縮並整合到矽晶圓層級之上。這種以光取代電的轉型方式，不僅大幅提升頻寬密度，還能在極高傳輸速率下保持較低能耗，成為下一代人工智慧集群與高效能運算基礎設施的重要支柱。台灣憑藉在半導體製造、先進封裝以及完整光通訊零組件供應鏈上的深厚累積，正處於這波光電整合浪潮的核心位置。

矽光子技術的核心原理與三大優勢

矽光子本質上是將雷射光源、調變器、光波導以及光探測器等關鍵功能單元，透過微影與蝕刻等製程整合在矽基襯底上。相較於過去的分立式光學組件，這種整合帶來顯著進步。首先是頻寬密度的躍升，能夠在有限封裝空間內實現遠高於銅線的資料吞吐量。其次是能源效率的提升，因為光信號在波導中傳導幾乎不產生額外熱量，這對需要大量電力的資料中心而言特別重要。最後則是成本與量產優勢，利用現有十二吋晶圓廠設備進行大規模製造，能有效分攤開發支出並縮短產品上市時間。

這些特性讓矽光子成為突破傳統電互連限制的理想選擇，尤其在人工智慧訓練集群規模已達到吉瓦等級的今天，資料交換速度的要求愈發嚴苛。

從可插拔模組走向共同封裝光學的封裝演進

光通訊應用中，封裝形態的發展呈現清晰階段。目前主流方案仍是安裝在交換機前面板的可插拔光收發模組，其優點在於安裝靈活且易於維護。然而當傳輸速率推進到八百G甚至一點六T時，從應用特定積體電路晶片經過印刷電路板走線到前面板的距離，通常十五至三十公分，所造成的衰減已讓整體系統功耗難以承受。

共同封裝光學則被視為最終解決方案。它將光引擎直接整合到運算晶片所在的同一載板或中介層上，使電訊號傳輸距離縮短到幾毫米等級。這種設計預估能降低系統總功耗高達百分之三十。

以下表格整理不同封裝技術的主要差異，方便讀者快速比較：

台灣在全球光通訊供應鏈的關鍵地位

台灣企業在矽光子與共同封裝光學領域構築了高度集中的技術網絡。根據市場研究，二零二四年台灣光通訊用電子晶片市場規模約為五點六七億美元，預計到二零三二年將成長至九點四五億美元，年複合成長率達到百分之八點九。

台積電在這領域不僅提供晶圓代工，更透過先進封裝能力建立領先優勢。其開發的緊湊型通用光學引擎平台，利用系統整合晶片技術實現電子積體電路與光子積體電路的立體堆疊。這種面對面鍵合方式大幅縮短互連路徑，降低阻抗與延遲，並達成極高互連密度。

台積電已展示每秒二百Gbps的光信號調變能力，堆疊良率超過百分之九十九。根據其技術路線圖，二零二五年將推出一点六T的共同封裝光學樣品，二零二六年進入量產階段，並已吸引NVIDIA與Broadcom等客戶深度合作。

日月光作為全球最大封裝測試廠，則專注異質整合的標準化。

其VIPack平台涵蓋扇出型封裝與二點五D、三D整合技術，能有效處理矽光子模組在熱管理和光學對準上的難題。日月光執行長積極推動矽光子產業聯盟，該聯盟於二零二四年九月正式成立，涵蓋超過三十家台灣重量級企業，包括鴻海、廣達、聯發科與友達等。聯盟目標是整合產官學研資源，制定產業規範以維持全球競爭力。

台灣關鍵廠商在價值鏈上的布局

除了兩大龍頭之外，台灣還擁有多家在特定領域擁有高市佔率的專業廠商，形成完整生態。

以下表格整理主要企業定位與貢獻：

這些企業共同支撐起台灣在光通訊價值鏈的完整性，從上游材料到下游模組皆有布局。

矽光子技術的多面向應用場景

最直接的應用場景是超大型人工智慧資料中心。當前訓練集群規模已達吉瓦等級，透過將光學引擎置於GPU旁邊，能大幅提升資料傳輸的能效比。這對Google、Microsoft、AWS等雲端服務商具有強大吸引力。二零二六年一點六T光收發模組預計進入放量期，全球需求量估計達三百萬至五百萬個，配合NVIDIA Rubin平台與Broadcom下一代交換機，矽光子將正式邁入大規模商用階段。

在通訊基礎設施方面，台灣五G人口覆蓋率二零二四年已超過百分之九十五，電信業者加速升級骨幹網路。矽光子模組因其高容量與緊湊體積，成為優化基站與邊緣運算節點能耗的優先選擇，也為六G早期研發提供技術基礎。

汽車領域則是另一成長點。矽光子技術能實現固態光學雷達，大幅縮小感測器體積並降低成本，讓自動駕駛功能更容易普及到中低階車款。

社群討論與市場情緒觀察

在專業投資社群與科技論壇上，關於矽光子與共同封裝光學的討論相當熱烈。許多人將外部雷射源比喻為系統的電池，因為矽本身無法發光，且高溫會影響雷射性能，因此外部雷射源標準成為共識。部分討論也關注台積電的整合優勢，認為其一站式能力讓獨立矽光子廠商面臨挑戰。台灣本地財經社群則提醒，雖然二零二六年被視為共同封裝光學營收爆發元年，但光纖對準自動化等製造難度高，只有深入核心供應鏈的廠商才最具競爭力。

矽光子量產面臨的技術深水區

即便龍頭企業領先，仍有幾項關鍵挑戰需要克服。首先是亞微米級光學對準，矽波導截面僅數百奈米，而單模光纖直徑約十微米，精確度要求極高。目前主流做法是採用V型溝槽或主動對準系統，透過精密機械臂邊通光邊調整位置，這大幅限制生產吞吐量。

其次是溫度管理，矽光子元件對溫度極度敏感，與GPU緊密封裝時產生的巨量熱能容易造成失諧。台積電在平台中導入熱學與光學協同模擬來因應。

此外，測試良率也是重點。傳統已知合格晶圓測試在光電混合領域較不成熟，台灣測試設備廠商正與台積電合作開發晶圓級光學測試方案，期望在封裝前即過濾不良品。

全球競爭格局與台灣因應策略

北美設計巨頭雖仍佔據矽光子市場主要份額，但高度依賴台灣的代工與封裝資源。台灣政府推出價值三百八十六億新台幣的通訊半導體計畫，專項支持本地廠商研發光子積體電路技術。面對地緣政治影響，部分客戶要求海外備援產線，台灣廠商則將高端研發留在本地，成熟組裝業務轉移至東南亞或印度，以平衡成本與韌性。

矽光子市場的量化前瞻數據

根據產業調查機構預測，二零二五年至二零三零年將是矽光子高成長期。以下表格呈現關鍵指標：

從數據可見，矽光子年複合成長率介於百分之二十五點三至二十九點五之間，正從利基市場轉變為半導體產業重要成長引擎。

產業結語：台灣在光電融合時代的領先定位

台灣半導體光通訊產業正展現從點到面的全面擴張。台積電的先進三D光電堆疊技術、日月光的生態聯盟，以及眾多隱形冠軍在零組件上的突破，共同構築了進入門檻極高的產業集群。未來競爭將聚焦在功耗更低、頻寬更大且易於量產的光電整合方案。儘管面臨熱管理、對準精度與供應鏈分散等挑戰，台灣憑藉數十年半導體經驗與資本投入，已在這場決定人工智慧算力未來的競賽中占據有利位置。二零二六年共同封裝光學商轉元年將是重要觀察點，屆時搭載台積電平台的解決方案進入全球頂尖資料中心後，台灣不僅是運算之心，更將成為連結全球人工智慧算力的光學神經中樞。

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本文引用重要來源

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2. The Rise of Silicon Photonics (SiPh) https://www.formfactor.com/blog/2025/the-rise-of-silicon-photonics-siph/
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4. Silicon Photonics and Co-Packaged Optics at the Heart of Next-Generation AI-Driven Data Infrastructure | Signal Integrity Journal https://www.signalintegrityjournal.com/articles/4065-silicon-photonics-and-co-packaged-optics-at-the-heart-of-next-generation-ai-driven-data-infrastructure
5. CPO Is Extending The Limits Of What’s Possible In AI Data Centers https://semiengineering.com/cpo-is-extending-the-limits-of-whats-possible-in-ai-data-centers/
6. SEMI Silicon Photonics Industry Alliance https://www.semi.org/en/Silicon_Photonics_Industry_Alliance
7. Co-Packaged Optics (CPO) 2026-2036: Technologies, Market, and Forecasts – IDTechExhttps://www.idtechex.com/en/research-report/co-packaged-optics-cpo/1138
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9. Welcome to VIPack™ | ASE https://ase.aseglobal.com/blog/technology/vipack/
10. Silicon Photonics market 2025- 2030 [300 Pages & 221 Tables] – MarketsandMarketshttps://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/silicon-photonics-116.html

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