【半導體新戰場2】台廠矽光子開發進度大公開 日月光:潛在市場超乎想像

日月光執行長吳田玉日前在SEMICON TAIWAN預告未來4大趨勢,其中一項就點名矽光子。(日月光提供)
日月光執行長吳田玉日前在SEMICON TAIWAN預告未來4大趨勢,其中一項就點名矽光子。(日月光提供)

一年一度半導體盛會SEMICOM TAIWAN,正逢美中科技戰逐漸進入白熱化的階段,日月光半導體執行長吳田玉,在線上會議點名數個未來潛力市場,一個陌生的名詞「矽光子」映入眼簾,引發眾人滿滿好奇心。即便如此,日月光早在多年前就開始鴨子划水,默默耕耘矽光子技術,預計今年年底前進入量產階段。

日月光副總經理洪志斌指出,矽光子受到熱烈討論,認為可運用在高效能運算應用(HPC)的需求上,具有龐大的潛在市場。從近年許多半導體廠、網通廠大筆資金,併購或是結盟光學大廠的歷程裡,即可看出一二。

洪志斌舉例,像是邁威爾(Marvell)以約100億美元收購美國模擬晶片製造商 Inphi、思科(Cisco)收購的矽光子晶片領導廠商Luxtera等,目的不僅是補強自身基礎網絡雲端架構的實力,更希望能提高更大的運算資源利用率與更低的營運成本。

洪志斌進一步說道,矽光子晶片尺寸不只從8吋演變到12吋晶圓,良率也逐步提升,尤其應用於矽光子晶圓技術節點從90nm跨到45nm,造就了更精密精確的矽光子元件,如光柵(Grating),調製器(Modulator),波導(Waveguide)等。

洪志斌分析,用矽光子元件搭配先進封裝技術平台,從打線(Wire Bonding)到矽穿孔(TSV)與扇出(Fan out)結構,提供矽光子封裝之眾多選擇,進而協助將電性路徑縮短,減少訊號延遲,提升通訊頻寬以及功耗效率,使得資料中心(Datacenter)藉由矽光子光收發器(Silicon photonics optical transceiver)取代傳統的銅光接發器,以支援頻寬更高、速度更快的交換器(Switch)。

洪志斌坦言,矽光子產業發展還是屬於相當初期起飛的階段,光學封裝製程雖然逐漸有雛型,但還是面臨許多不同於一般矽半導體先進製程的困難,除了需要找到最大化的共同技術平台,更需要將上下游供應鏈做最佳化的整合,由於這些都是創新需求,並沒有前例的做法參考,日月光也一直努力開發,針對各方面應用,率先提出相對的服務與整合解決方案。

 

舉例來說,日月光為因應下世代網通技術的節能要求,與台積電合作,共同打造用於矽光子晶片的光學共同封裝元件(CPO),並拿下國際一線品牌客戶的訂單。洪志斌透露,客戶產品開發時程恕無法評論,不過CPO產品今年下半年的確陸陸續續會有相關工程樣品及量產產品出貨。

「新技術的起步總是充滿許多雜音,有些人可能認為矽光子技術很美好,但可能成本良率考量尚未有機會發生,有些人可能認為學術價值好,但技術導入應用面還太早」,洪志斌向本刊直言。

即便如此,洪志斌表示,對日月光而言,矽光子未來的發展性絕對是超乎想像,影響的不光是資料中心相關的光通訊應用、高效能運算、生物晶片、Beyond 5G (B5G)& 6G,甚至是未來的光子量子電腦都是潛在的市場商機。

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