光進銅退!矽光子掀傳輸革命
輝達執行長黃仁勳在GTC 2025上發表矽光子交換品產品。(翻攝自輝達YouTube頻道)

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光進銅退!矽光子掀傳輸革命

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2025/07/07 06:46:00

記者:

謝承學

AI革命帶來龐大商機,卻也面臨傳統銅線傳輸在資料中心功耗與散熱的挑戰,這時,傳輸快能耗低的矽光子,在輝達執行長黃仁勳登高一呼下,正式揭示讓這場「光進銅退」革命的開始,不過矽光子是什麼,經常一起被提到的CPO又是什麼?
當全球正為了AI帶來的劃時代革命和連帶商機而喝彩時,由於資料量愈來愈大,主流採用的銅線光子傳輸的能耗、散熱的隱憂浮現,成為AI發展的枷鎖,反而高速低能耗的矽光子備受矚目,「光進銅退」的技術革命正在開展。
電子經由銅線傳輸和光子傳輸有多大差異呢?想像一下在家用最快的網路下載一步4K高畫質電影,從要花5分鐘,變成只要0.1秒,眨一下眼的時間就下載好,這就是電子和光子傳輸的差別。
「我們把大量的能源浪費在傳輸這件事上。」業者分析,相較於現行以銅線為主的傳輸方式,矽光子技術可使資料傳輸量提升8倍、節省50%功耗,並增加30倍以上的算力。透過先進半導體技術,將光學元件與電子電路封裝在同一塊矽晶片上,這讓AI發展最重要的數據,不再需要以「電子」形式在銅線中蹣跚前行,而是轉換成「光子」,在幾乎沒有阻力、極低損耗的光波導中,以光速狂飆。
提到矽光子時,往往會一起提到共同封裝光學(Co-Packaged Optics,CPO),業者比喻,如果說矽光子是建造了一條「晶片級光纖高速公路」,CPO就是把「交流道」直接蓋在晶片的家門口。
CPO是一種先進的封裝技術,負責將光電訊號轉換的光學引擎(Optical Engine)與主要的運算晶片盡量封裝在同一個基板上。
過去,光電訊號轉換模組是獨立於晶片之外的「可插拔式」裝置,數據需要先從晶片經過一段以銅線傳輸的電路,才能到達光模組轉換成光訊號,但在傳輸的過程中,電子傳輸的比例愈高,能耗愈高、傳輸速度愈慢,因此如何盡量減少電子傳輸並提升光子傳輸的比例是重點,理想上將光電訊號轉換模組以CPO封裝在晶片載版上,就能大幅減少銅導線傳輸的距離。
台廠方面,無論台積電或日月光都正嘗試以先進封裝來將晶片、光電整合模組封在一起,從2.5D到3D先進封裝持續將銅線縮短到極致。
矽光子專題圖表2_2025-07-06.jpg

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