【產業動態】矽光子被列為台灣四大潛力市場之一!預估到2027年複合成長率達36%

歡迎大家分享讓更多人可以看到：

瀏覽人數： 14,020

圖/Shutterstock

數據傳輸在 HPC 應用中變得越來越重要，而傳統的銅線受到頻寬、距離和功率要求的限制。矽光子學是一種很有前途的替代銅線的技術，它可以提供更大的頻寬、更長的傳輸距離和更好的能源效率。因此，預期未來超大規模數據中心的光收發器或載板/共構光學器件將廣泛採用矽光子技術。

什麼是矽光子

矽光子技術是指將『電訊號』改為『光訊號』來傳輸訊息，由於光本身無電荷、無質量、訊號不會相互干擾、能量損耗低等優點，其表現遠比藉由電子在銅導線傳導的技術優秀。再將各類元件例如雷射收發器與CPU等矽晶片光子元件整合在矽晶片上，就是矽光子技術。目前矽光子技術可以廣泛應用於光通訊網路(資料中心網路、超級電腦網路、甚至晶片對晶片之內連接網路等)及舉凡光達(LiDAR)系統、光纖陀螺儀、生醫感測、機械力感測等感測系統之領域。

未來資料中心採用矽光子高速收發器將成為趨勢

超大型資料中心的興起，促使企業追求資料高速傳輸的需求，在英特爾(INTC)推出的矽光子光纖收發器後，憑藉著其微型、高速、低功耗的特性，可有效的解決數據交換瓶頸以及能耗問題，目前的產品中，資訊傳輸速度最高可達每秒400GB，這將解決令各資料中心在傳輸能力上陷入困境的瓶頸。Gartner預估，矽光子在高頻寬資料中心通訊頻道的比例，將從2020年不到5%提升至2025年的20%以上，整體潛在市場規模達26億美元。低功耗、高頻寬和更高速的資料傳輸需求正在不斷成長，驅動著矽光子的需求，以便支援資料中心與其它更進一步的應用。

日月光打入矽光子封裝領域，台積電與中山大學提早佈局矽光子發展

在 Semicon Taiwan 2022中，日月光投控(3711)營運長提到，未來必須尋找適合台灣生態與具有潛力的市場，其中矽光子也包含在內，研發副總也證實，矽光子未來絕對是重要趨勢。目前，日月光與台積電(2330)合作，打入國際客戶的光學共封裝產品，2022下半年有望小量試產。另外，台積電在此領域也以深耕多年，早在2017年，就與中山大學光電所合作，協助開發矽光子元件資料庫。在2021年也資助開發矽光子光纖陀螺儀，較傳統的光纖陀螺儀來說，體積和成本皆大幅縮減且更有利於生產，在應用上可用於需要高精準定位的產品，例如自駕車、無人機、航太及醫療檢測等。

AMD、Nvidia藉由矽光子來加速晶片的開發

超微半導體(AMD)一直秘密地研究矽光子技術，早在2020年時就向美國提交了關於光纖維封裝技術的專利，直到2022年6月才被公布，在專利中，公司建構了一個可基於光子學的通信直接連到晶片的系統。AMD將光束直接連接到晶片上的工作將改善延遲和功耗，進而提高性能和可擴展性。另一方面，繪圖晶片大廠Nvidia(NVDA)與新創公司Ayar Labs在今年5月宣布共同開發基於光學I/O技術的人工智能基礎設施，來滿足未來對人工智能及高效能運算的需求。這次的合作為Nvidia未來的產品開發高頻寬、低延遲和低功耗的水平擴充架構。隨著 AI 模型規模的不斷增長，Nvidia認為傳統基於電力的互連將達到其頻寬的限制，從而降低應用性能、增加延遲和增加功耗。需要新的互連解決方案和系統架構來滿足下一代 AI 的規模、性能和功率需求。

矽光子晶片將應用於更多的領域，預估到2027年總產值達9.72億美元，年複合成長率36%

根據Yole的報告指出，在2021年，資料中心收發器仍主導著矽光子晶片的市場，產值達1.48億美金，但隨著未來矽光子技術的發展，預估到2027年，資料中心占比將下滑到一半以下的4.68億美金，取而代之的是光子處理以及消費性醫療的興起。由於機器學習所需要的數據處理規模巨大，光子處理可用更快的速度收集、處理和儲存數據，隨著5G及邊緣運算的結合，可較一般的處理器更具效率，預估到2027年產值達2.44億美金。在健康醫療的部分，矽光子可藉由光照射到組織和血管上以監測、檢測和量化生物標記可創造出無侵入式的醫療監測解決方案，並用於低成本、小尺寸的醫療設備和穿戴式裝置，預估到2027年的產值達2.4億美金。