跨國協作建構矽光子生態系

長久以來,半導體以銅線作為訊號傳輸的主力媒介,如今卻面臨前所未有的物理極限,一場將「電傳輸」轉化為「光傳輸」的典範轉移正火熱上演。2026晶鏈高峰論壇中,多國光電領域專家以「光速運算革命:跨國協作建構矽光子生態系」為題,從技術、應用、供應鏈角度,深入探討這項次世代的光速運算革命。

第一場產業座談主題為「光速運算革命」,由行政院政務委員兼國家科學及技術委員會主任委員吳誠文(右1)主持,聚焦高速運算與矽光子等次世代運算,探討如何加速半導體產業迎向AI巨量運算需求。

AI浪潮席捲全球,資料傳輸量呈爆發式成長,過往支撐半導體產業擴張的銅線傳輸,逐漸浮現高阻抗、高耗能、頻寬受限與散熱困難等致命缺陷,難以滿足次世代運算需求。為了突破嚴峻的物理高牆,「矽光子」成產業關注焦點,透過光訊號在晶片進行數據傳輸,成了打破未來算力枷鎖的關鍵解答。

矽光子不僅可應用在晶片內和晶片之間,甚至延伸到電路板、主機板,以及資料中心內的所有設備,「這不僅是資料中心設備的商機,也是未來終端設備的商機,包括機器人、無人機、自駕車,以及為人類服務的各種設備與機器,」行政院政務委員兼國科會主任委員吳誠文引言時表示。

異質整合推進龐大光互連系統

談及矽光子的本質,深耕光學領域35年、投身矽光子技術超過13年的邁威爾科技資深副總裁暨光學工程技術長Radha Nagarajan指出,業界不應將矽光子狹隘理解為「矽」與「光子」,而是一個極為複雜且龐大的光互連系統。在這個系統中,矽光子只是其中一環,還有電子學、封裝技術和異質整合等眾多關鍵技術,傳統銅線電路傳輸走向光學化已是不可逆的趨勢。

荷蘭國家應用科學研究院霍斯特研發中心暨光子積體技術中心執行長Ton van Mol也贊同Radha Nagarajan看法,雖然討論矽光子,但實際卻涵蓋不同平台,他更傾向稱為「整合光子學」(Integrated Photonics)。其中矽是主要平台之一,但還有氮化矽或磷化銦等其他材料,產業發展正轉向「異質整合」。

「這個互連技術將成為整合光子學的『殺手級應用』,推動整個產業與製程更加成熟,但潛力遠不止於此。」Radha Nagarajan舉例,就像電子產業剛發展時,微處理器藉由桌上型電腦的進步所驅動,當技術成熟後,便擴展到今日所見的各種應用中。如今整合光子學也正經歷相同的發展路徑:當互連技術逐漸成熟,便會帶動許多衍生應用出現。

英國半導體中心執行長Andy McLean則認為,矽光子的有趣之處在於,「處於半導體製造能力與光學技術交會的十字路口。」不僅大量沿用既有設備與製程,同時又需要各種先進技術,正好連結了傳統矽晶片開發與未來光學技術的需求。

在矽光子發展進程上,台灣半導體產業協會執行長吳志毅特別點出異質整合和先進封裝兩大關鍵技術。事實上,當業界觀察到銅線的諸多限制時,便開始嘗試在矽晶片內進行光傳輸,但最大問題是,對光學元件來說,矽並非良好材料,也因此過去30年效果都不理想,「如今透過異質整合和先進封裝技術終於打破限制,讓矽光子變得極為重要。」

全球既競爭又合作 臺灣扮關鍵樞紐

正因矽光子是一個龐大的整合領域,與會專家均認為,發展矽光子無法單打獨鬥,需多個產業、領域甚至國家共同合作,組成生態系才行。Ton van Mol認為,雖然矽光子備受關注,但還不像電子產業那樣成熟,規模也小得多,同時分散在全球各地,正因為這樣的特性,必須集結各國之力。

Radha Nagarajan則以邁威爾的全球布局為例指出,在矽光子晶片的製造、代工與封裝上,所有合作夥伴橫跨19個國家,「沒有單一國家可以滿足所有需求,每個國家都有解開這個拼圖的一部分答案。」

在未來的國際競合中,臺灣也有獨特優勢。Radha Nagarajan點出,臺灣是先進封裝重鎮;而Ton van Mol也指出,未來矽光子走向大量製造,就需採用面板級封裝,玻璃面板是其中一項關鍵技術,也是臺灣優勢,因為臺灣同時擁有矽光子技術與既有的顯示器產業,擅長處理大型玻璃面板。

Andy McLean更特別讚賞臺灣做得極為出色的一點,產業、政府與學界緊密結合,以極高效率將科研成果快速商業化。現在英國半導體中心也正積極借鏡臺灣這種「產官學」三位一體的推進機制,將英國半導體技術快速推向市場。

吳志毅進一步強調,談論矽光子時,最核心的關鍵字其實是「封裝內的矽」,只要能整合到矽平台上的技術,臺灣都有優勢,因為臺灣擁有強大的矽平台基礎,還有世界第一的封裝技術,更重要的一點是,「臺灣是一個值得信賴的合作夥伴!」未來臺灣將扮演與夥伴共榮、互信的角色,共同往未來的光速運算之路邁進。

(本文是由工業技與資訊授權轉載)

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