SEMICON Taiwan矽光子國際論壇 仰賴產業攜手合作 擘畫未來發展藍圖

SEMICON Taiwan 2023國際半導體展首次舉辦矽光子國際論壇，現場邀請多位專家到場分享矽光子在先進運算架構、資料中心和雲端運算中的效益，以及對汽車和運輸產業的變革性影響。SEMI

具備高頻寬、低功耗、遠傳輸距離、節省成本等特點的矽光子，非常適合光學雷達、生醫感測、量子光學、人工智慧等領域應用，近幾年已成為半導體產業的熱門詞彙。根據研究報告指出，2022年全球矽光子市場產值約達12.6 億美元，預計2030 年價值將達到 78.6 億美元，複合年增長率（CAGR）達到 25.7%。

為此，在備受關注的SEMICON Taiwan 2023國際半導體展中，SEMI 國際半導體產業協會特別以「Innovation Illuminated: Navigating the Technological Advancements in Silicon Photonics​」主題首次舉辦矽光子國際論壇，現場邀請多位專家到場分享最新趨勢與技術，如矽光子在先進運算架構、資料中心和雲端運算中的效益，以及對汽車和運輸產業的變革性影響。本場難得一見的國際盛會，也吸引爆滿專業人士，藉此掌握矽光子的應用方向與背後商機。

SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸開場致詞時表示，矽光子因其高頻寬、低功耗、遠傳輸距離等特性，一躍成為業界討論熱點。在台灣，我們擁有涵蓋設計、製造、測試及封裝的強大半導體生態系統，但橫跨光學和電子領域的矽光子學卻缺乏共同語言。因此SEMI很高興能夠舉辦此場論壇，邀請來自各界的專家齊聚一堂，針對矽光子議題進行深度分享與探討，也期盼能帶動相關技術與產業進一步發展。值得一提， SEMI亦將致力於創建矽光子平台，攜手業界一同克服遇到的挑戰，推動技術向前發展。

產業攜手共定標準 加速矽光子技術普及化

備受全球關注的矽光子，在半導體產業引爆的第一波浪潮，於2017年是被應用與光纖網路、接受器等，透過ASIC和SiPh共同封裝在基板上，大約可省下30%電力功耗。第二波浪潮則是在2022年與光學I/O整合，透過ASIC和SiPh共同封裝在Interposer 上，大約可省下50%電力功耗。

日月光半導體執行長吳田玉說，在半導體進入先進製程後，產業面臨功耗、頻寬等兩大挑戰，成為持續朝下一個先進製程邁進的挑戰。矽光子第三波浪潮渴望被應用在3D封裝之中，屆時可望提升10倍資料傳輸頻寬、晶片厚度可望降低5倍，滿足汽車光達、行動裝置、感測器等領域之用。矽光子潛力無窮，我們必須思考透過彼此之間的合作，讓矽光子帶來效益能被廣泛應用於多種領域之中。

愛德萬測試執行董事渡邊 大輔表示，現行矽光子的測試標準並沒有統一，也導致整體測試成本高昂，比起現行半導體材料要貴上數倍，因此很難達到普及化的目標。半導體產業之間應該共同協作，規劃出一套可行的標準測試方法，才能達到讓測試成本快速下降，實現讓矽光子技術普及的目的。

降低功耗、提高頻寬 滿足大量資料傳輸需求

在摩爾定律的驅動下，讓半導體交換器的晶片頻寬每兩年可以增加一倍。藉由長時間累積，現今網路頻寬已可達到800 GB，未來不久時間應可推出 1.6T頻寬產品。但在AI技術快速發展下，加上行動快速普及導致資料中心對頻寬需求大增，傳統半導體技術已經無法滿足實際上的應用需求。

思科系統技術與品質副總裁薛捷認為，矽光子可將傳統矽晶片厚度減少至1/5，透過共封裝光學元件（CPO） 和光學I/O應用的整合，絕對能夠滿足網路互連所需的性能、功耗、成本，以及擴充能力等需求。而矽光子能否快速普及，則取決於能否建立夠廣泛、具深度的生態系，因此跨產業之間的合作更為重要。

「隨著AI快速普及，代表除機器與機器之間的流量暴增外，GPU、CPU 或ASIC等元件的流量也同步飆升。現行HPC運算能力大約2年會提升一倍，相較下I/Ｏ頻寬大約4至5年才提升一倍，這最終成為資料傳輸過程中的瓶頸。」乾坤科技技術長詹益仁解釋：「矽光子正是I/O頻寬的最佳解方，因為光訊號具備電子訊號更優異的低延遲和低功耗，有助於加快資料傳輸速度，提供接近ASIC頻寬的能力，能解決現行資料傳輸頻寬的問題。」

跨產業攜手合作 矽光子商業化指日可待

誠如前面所提，在現今全球各種物聯網裝置暴增下，帶動雲端資料中心的大量資料交換需求，現行網路介面技術發展速度，早已追不上各元件資料的交換需求，而矽光子技術將成為突破的新關鍵。

工業技術研究院副所長駱韋仲指出，矽光子技術具備傳輸速率高、距離更長、在傳輸過程中幾乎沒有熱量生成的優點，近年來已有博通、英特爾、思科等業者投入，正逐漸從早期研發階段漸漸朝向商業化發展。未來相關技術標準若能制定，讓整體生產成本得以降低，可望解決現行面臨的資料傳輸瓶頸。

台積電卓越院士兼研發副總經理余振華指出，在生成式AI技術加持下，ChatGPT採用大語言模型的資料量，將在GhatGPT 4達到1TB的歷史里程碑。台積電正在投入3D封裝結合矽光子技術，透過EPIC（Electronic-Photonic IC-ized Technology）為超大型資料中心，提供一套低功耗、低延遲的解決方案，滿足大量資料的傳輸目標。惟其仍需解決眾多高難度，全新異質整合技術挑戰，方能滿足市場需求。

在全球發展半導體的眾多國家中，臺灣是唯一擁有完整半導體生態系的國家，包含晶圓設計、晶圓製造、封裝等環節，彼此之間應該擴大與加速合作，扮演讓矽光子技術普及的推手。

SEMI致力於推動產業發展，為把握矽光子科技帶來的更多產業機會同時克服挑戰，供應鏈必須共同合作以驅動相關技術演進，SEMI也將特別在台灣成立矽光子平台，積極推動產業共同合作，預期台灣半導體產業在矽光子科技發展上將扮演關鍵角色引領全球。