影音／AI時代資料傳輸大革命！CPO光電共封裝「30分鐘縮至10秒」
隨著AI時代來臨，數據量如洪流般湧入，目前限制電腦速度的關鍵已不再是晶片本身，而是傳輸資料的方式。傳統晶片依賴電線傳輸，容易產生發熱與塞車問題，而新興的「CPO光電共封裝」技術，讓資料改走光纖傳輸，原本需要30分鐘的資料傳輸，縮短至10秒即可完成，同時解決電費與高溫困擾。
「光纖技術」解決AI晶片發熱塞車困境
工研院電光研究所研發副組長溫新助表示，在AI大數據時代，大家的需求越來越大，從原本720p的影片逐漸提升到4K，傳輸量大增的情況下，道路總是會塞車。他指出，光傳輸有很好的優勢，不會有太大的延遲，也不會有太大的耗損。
現階段許多晶片的資料傳輸仰賴電線，如同車輛行駛在平面道路，速度一快就容易塞車並產生熱能。若改用光纖傳輸，就像直接上高速公路，不僅傳輸距離更遠，也較不易阻塞，速度甚至能快上數倍。
工研院電光所副所長駱韋仲表示，現在業界競爭已不再只比算力，當大家算力都接近相同時，接下來就要比整個系統的效能，看誰的系統跑得比較快。他強調，大家都希望高頻寬，因為AI環境中有很多資料要搬來搬去，所以頻寬很重要。光傳輸從A點到B點，或是從台灣到美國，幾乎是瞬間就到達。此外，銅線傳輸時會越來越燙且有損耗，產生大量熱能，但光從一地傳到另一地，耗費的能量非常低，產生的熱也相對少很多。
AI浪潮席捲全球，資料量暴增，原本電線傳輸的方式已難以負荷，產業因此發展出CPO光電共封裝技術。簡單來說，就是把原本拉得很長的電線去除，讓資料在晶片旁邊直接改用光來傳輸。
半導體公司前主管黃瀞萩表示，當需要很大的資料量傳輸時，若無限制地擴大空間，電力和擴展速度都會成為問題。她認為，矽光子與CPO提供了很好的替代方案，雖然先期投資可能較大，但採用矽光子後，資料中心要擴展時，不會像電力怪獸般無限制追上去，效能會有很大的提升。
CPO光電技術讓「1T資料10秒送達」
資料運算完成後立刻轉成光訊號送出，減少傳輸路徑，不僅較省電，也較不易過熱。溫新助說明，若用光來傳輸1T資料，從A點到B點只需10秒，但若在家裡用硬碟傳輸1T資料，可能要傳好幾十分鐘，甚至接近30分鐘，而光傳輸10秒就能搞定。
AI模型規模越來越大，資料如洪水般湧入，若傳輸跟不上，系統可能先被電費和高溫拖垮。雖然CPO目前成本較高、製作也不簡單，但已被視為未來大型運算系統必然的發展方向，而台灣在晶片與封裝技術上正好站在優勢位置。
駱韋仲指出，台灣的優勢在於半導體產業非常完整，現在所謂的CPO就是把光模組加進來。他強調，台灣在最先進的封裝及電的整合方面都已準備就緒，別人要追趕必須先追上這一半，而台灣是站在巨人肩膀上，再繼續往上發展另一半，只要把光訊號和光模組引進去就可以了。
今年開始，台積電和NVIDIA合作的CPO技術將不再只是實驗室測試，而是陸續進入實際出貨階段，正式投入市場應用。黃瀞萩表示，CPO的商用化並非單獨元件的技術問題，而是需要整個供應鏈或系統整合的效益。她認為，技術已經準備好，但目前缺乏的是哪一個應用場景或系統廠願意先採用，技術上已不是實驗室階段，而是完全可以商用的。
當AI越來越聰明，背後支撐它的不只是晶片本身，還包括讓資料進出不塞車的關鍵技術。