台積電副處長兼專案副處長陳明發今天在SEMICON Taiwan 2026的矽光子國際論壇指出,根據高盛預測,全球AI Token用量至2030年將達到120萬兆個,較2026年暴增24倍,且主要由Agentic AI帶動。然而,當前AI運算力每兩年大幅增長3倍,傳統I/O頻寬每兩年卻僅成長1.4倍,兩者增速失衡形成嚴峻的「I/O牆(I/O Wall)」,傳統銅導線在高頻率下已無法滿足長距離傳輸需求。
他強調,從銅線轉移至共同封裝光學(CPO)與中介層光學(OOI)架構勢在必行,相較傳統銅線,光傳輸可帶來4至10倍的能源效率提升,並將傳輸延遲大幅降低10至20倍,成為實現AI資料中心垂直與橫向擴展的核心關鍵。
針對台積電自研的COUPE平台架構,陳明發說明,該技術運用TSMC-SoIC鍵合技術將電子晶片(EIC)與光子晶片(PIC)整合,並同步支援光柵耦合器(GC)與邊緣耦合器(EC)。為了全面擴展頻寬,台積電規劃出兩大發展方向。
第一是「更快且更窄(Faster and Narrower)」策略,聚焦推升單通道速率由200Gbps至400Gbps以上,並將通道數由16路擴展至128路以上,帶動總頻寬由3.2Tbps大幅躍升至12.8Tbps以上,第二則是「較慢但更寬(Slower and Wider)」策略,專注於擴增波長多工(WDM)數量,由單波長逐步擴展至4、8、16波長甚至更高。
在技術效能進展上,陳明發公布2025至2026年間的多項關鍵改良數據,包括透過優化電感峰值使微環調變器(MRM)頻寬提升約1.8倍,1D GC與2D GC的插入損耗分別改善5.3%與11%,氮化矽邊緣耦合器的偏振相關損耗(PDL)亦改善4.6%,晶圓內端耦合損耗範圍更精準控制在9.8%以內。面對現場提問良率與測試痛點,陳明發表示,台積電已能在晶圓型態下製作出EC端面,協助客戶在封裝前進行晶圓級測試(CP測試),避免不良晶片進入CPO組裝造成龐大成本浪費。此外,台積電亦提供涵蓋Cadence與Synopsys工具的完整PDK,全力加速客戶產品上市。
展望未來發展藍圖,陳明發強調異質整合是推升COUPE效能的核心關鍵,台積電不僅能將調變器、SOA光放大器與光源整合至COUPE背面,COUPE更可直接作為光學中介層運作,支援達3.3倍光罩尺寸,如同CoWoS-S般具備極高的架構彈性。


