矽光子學與共封裝光學技術如何重塑人工智慧基礎設施

邏輯與記憶體架構的進步，使人工智慧已成為家喻戶曉的名詞，但下一個擴展限制正日益顯現：為了支援具代理能力、實體應用及高效能的人工智慧應用，資料必須以更快的速度、傳輸更遠的距離，並以更高效的方式進行傳輸。這個瓶頸正重新塑造半導體的設計、製造、封裝與互連方式，為製造製程帶來重大挑戰，並對設備及其組件提出新的要求。 

銅：請讓一讓。為光子讓路 
長期以來，採用銅材的電氣互連一直是晶片間通訊的常態。然而，這種技術正日益受到頻寬上限與訊號完整性限制的制約，同時也是珍貴能源的主要消耗者。  

這正是矽光子學與共封裝光學元件（CPO）大顯身手之處。透過將資料傳輸從電訊號轉為光訊號，這些技術解決了人工智慧基礎設施最迫切的商業挑戰之一：以更低的功耗、更低的延遲以及更高的可擴展性，傳輸更多資料。 

矽光子學與 CPO 如何協助
矽光子學使光引擎與光子積體電路（PIC）更接近特定應用積體電路（ASIC），例如用於資料中心網路交換機的 ASIC。

從電子轉向光子的轉變帶來許多好處：  

• 更高頻寬：光纖鏈路所能傳輸的資料量遠多於銅纜互連。例如，Nvidia 和 Broadcom 等公司的 CPO 平台，根據配置不同，其網路容量可提升近 8 倍（以 Tbps，即每秒太位元組為單位）。
• 更低的功耗：光子學可減少長距離傳輸時的能量損耗
• 由於延遲降低，資料傳輸速度更快
• 更佳的熱管理

簡而言之，CPO 透過將光學引擎整合至晶片封裝旁或內部，使其更貼近運算單元。此舉可降低對銅質互連的依賴，並有助於數據以更快的速度、更高效的方式傳輸。 

為何 CPO 現今至關重要
當今資料中心的事實上的最新技術，是將可插拔光模組部署於系統邊緣。如今，CPO 將光模組直接置於交換器 ASIC 旁，不僅縮短了資料需透過電訊傳輸的距離，更提升了 AI 工作負載的可擴展性。   

而這些優勢對於支持各種形式的人工智慧持續普及至關重要。傳統的架構根本無法跟上這股趨勢。 

主要半導體與雲端企業正大力投資矽光子學與 CPO，從研究與小眾應用階段，逐步邁向大規模量產。這波投資遍及半導體晶圓廠、網路交換器製造商、雲端服務供應商及半導體設備製造商等各領域。其性能提升已顯著到無法忽視，且市場發展速度極快。 事實上，根據 IDTechEx 近期發布的一份報告，僅 CPO 市場在 2026 年至 2036 年間，就將以 37% 的年複合成長率（CAGR）成長至 200 億美元。 

支援製造
矽光子學的製造涵蓋前端與後端製程，包括蝕刻、鍍膜、濕式處理、混合鍵合及先進封裝整合；而玻璃基板與面板級處理等新興技術，更進一步增加了製造的複雜性。 

隨著這些架構的規模擴大，材料性能、污染控制、密封可靠性及熱穩定性變得愈發重要。 

格瑞特維 登場——我們在推動此轉折點中所扮演的角色
這些需求不僅帶來裝置架構上的挑戰，同時也對材料提出嚴苛考驗。用於 CPO 和矽光子學製造的元件，必須在苛刻的運作環境中，既能支援更嚴苛的製程窗口，又能確保光學性能不受影響。格瑞特維所提供的高性能聚合物密封解決方案與複合材料產品組合，特別適合滿足矽光子學和 CPO 製造的需求。這些材料具備以下特點： 

• 在極端操作條件下仍具備卓越的熱穩定性
• 低氣體釋放特性，可保護敏感的光學元件
• 耐化學性，確保長期可靠性

格瑞特維 在早期設計階段的技術合作方面表現卓越。這項專業能力的實際應用案例之一，便是我們針對電鍍與電化學沉積所進行的邊緣排除密封解決方案之設計與材料研發工作。 透過與主要設備供應商的合作，我們運用設計與材料專業知識，開發出高度優化的密封解決方案，既能有效清潔零件，又能防止密封表面產生鍍層堆積。這項工作有助於緩解在快速成長的先進封裝與前端製造領域所面臨的生產問題，展現了我們在材料科學與半導體創新交匯處解決複雜實際挑戰的能力。 

對格瑞特維 而言，這項演進既是技術的轉變，也是商業上的轉捩點：先進材料、精密密封技術以及協作式工程，將是協助客戶提升次世代半導體性能的關鍵要素。 

歡迎向我們提出您的挑戰： 

如果您正在探索矽光子學、CPO 或次世代先進封裝所面臨的挑戰，格瑞特維 隨時準備協助您解決在規模化、可靠性、可製造性以及先進封裝就緒性方面的問題。 立即聯繫我們的團隊 ，了解我們的材料與工程專業知識如何支援您的創新藍圖，並協助將您的設計從概念化為現實。