光通訊｜矽光子與CPO技術引領產業未來十年高速成長，台灣上下游供應商都準備好了
2024年9月24日（優分析產業數據中心）- 隨著人工智慧（AI）和機器學習（ML）的迅速發展，光通訊產業正進入一波大規模技術升級浪潮。
根據產業研究預估，全球光學互連市場在2023年的產值為108.2億美元，並預計到2028年將增長至276.3億美元，這表示在2023年至2028年間，市場將擴增156%（1.56倍）。這段期間的年複合成長率（CAGR）約為20.62%。
註：以上所涵蓋的產品包括光收發模組、連接器、電纜組件以及其他相關產品。
特別是資料中心對光學元件需求的快速增長，推動了光通訊產品的需求。台灣的聯亞(3081-TW)、全新光電(2455-TW)等磊晶片代工廠，以及華星光(4979-TW)等光收發模組供應商，都正在積極布局這塊市場，因為光通訊產業從2025年之後即將迎來一個變革：矽光子應用市場擴大。
而推動成長的主要因素來自於資料中心客戶，台灣的供應鏈正受惠於來自美國和中國資料中心對800G與1.6T光通道規格升級的強勁需求，2026年之後，在交由CPO共同封裝技術帶動，市場成長率不但不會變低，還可能更高。
根據研究機構Mordor Intelligence的數據，矽光子應用用三大市場：數據中心、電信商、企業客戶。占比最高的是數據中心，占了74.91%，電信商佔了15.8%，其他市場佔比較小，可不作重點討論。
矽光子技術在數據中心的應用主要由高速數據傳輸、低功耗需求及高效能運算推動。隨著AI資料中心的滲透率上升，帶動了對於高傳輸的需求，這個升級潮是前所未見的快。加上，數據中心每年會以新增100個數量前進，市場廣度與深度都在同步擴大。
矽光子技術能解決傳統電子傳輸的瓶頸，因為有了共封裝光學（CPO）這個技術，未來將讓傳輸速度升級速度變快，正好符合AI資料中心所需，使得這個行業的前景備受看好。
對於矽光與CPO行業的正確理解是：這個市場的產值目前還不大，但是未來會變得十分具有規模，因為所需要的2.5D與3D封裝技術，台積電已經準備好了。
根據YOLE報告，全球矽光子市場規模將在2027年突破50億美元，從2022年到2027年的年複合成長率高達30%。
此外，隨著光通訊規格的升級，矽光技術的市場滲透率也在不斷提升。例如，矽光收發器市場規模預計在2025年達到39億美元，市占率由目前的約6%提升至接近25%。
這帶動了聯亞(3081-TW)、全新光電(2455-TW)、英特磊(4971-TW)的獲利前景，因為以前的插拔式收發模組，正在改用矽光技術的做法，將原本PCB上面的光阻件，改成半導體製程的一塊晶片，自然就多了一塊光半導體的需求，而根據IEK統計，台灣這三家廠商合計在這種InP燐化銦雷射磊晶片的代工市佔率高達八成。
這三家之中最專注於Datacom，也就是資料中心市場的為聯亞(3081-TW)，上半年營收不如預期，這主要是因為客戶產品由800G轉換至1.6T（傳輸規格）的轉換期，導致矽光營收單季衰退20~25%（QoQ）。然而，聯亞預計在2024年第4季，1.6T產品將開始放量。
另外，下游的光收發模組也會因此成長，由於數據中心數量增加，每一個數據中心所使用的產品也在升級，預計未來產值也會同步增長。光收發器市場在2023年的全球市場規模為88.74億美元，預計到2028年將增長到191.91億美元，期間年均成長率16.7%。
台灣廠商在資料中心光收發模組的供應鏈中佔有重要地位，主要公司包括聯鈞(3450-TW)、華星光(4979-TW)、光聖(6442-TW)、眾達-KY(4977-TW)，以及設備代工廠惠特(6706-TW)等。這些公司受惠於美國限制出口中國的「去中化趨勢」，與美國、中國的大型資料中心和科技公司合作，預計在AI應用領域取得顯著市場份額。
例如華星光(4979-TW)的產品涵蓋了光纖通訊的各個應用領域，包括Datacom和Telecom。過去一年，特別是美、中資料中心對800G和1.6T訂單的需求。例如過去一年出貨給光通訊大廠Marvell的400G（傳輸規格）訂單，推動了華星光的營收成長，公司預期2025年將進入800G，屆時可望再次出現一次成長周期。
台積電的CPO技術規劃
傳統的可插拔光收發器雖然價格低廉、使用方便，但已無法滿足 AI 資料中心對不斷提升的傳輸速度需求。因此，必須採用矽光子技術，將原本組裝在 PCB 上的元件轉化為半導體晶片。隨著台積電 2.5D 與 3D 封裝技術的日益成熟，這些光通訊晶片能夠更接近交換器的主晶片，縮短距離以實現更快速的直接傳輸。
尤其是當光通道規格提升至 1.6T 之後，封裝技術的重要性將顯著增強，而這取決於台積電的規劃。
台積電在 CPO（共封裝光學元件）技術的藍圖中，預計於 2025 年完成緊湊型通用光子引擎（COUPE）的驗證，並於 2026 年整合 CoWoS 封裝，將光連結直接導入封裝中。這項技術旨在整合矽光子晶片與電路控制晶片，降低功耗並提升傳輸效率，特別適用於高速運算和資料中心等應用，預計將成為未來半導體產業的關鍵技術之一。