矽光子技術在人工智慧(AI)和高效能運算(HPC)領域中,相較於傳統電子訊號傳輸展現出顯著優勢。主要原因在於光子傳輸速度更快,且不易產生熱能,能實現更高效的數據傳輸。隨著AI和HPC需求不斷增長,矽光子技術成為半導體產業的關鍵技術,滿足未來高速運算對低功耗、高效能的需求。
台積電正在研發的緊湊型通用光子引擎(COUPE)技術,結合了矽光子與先進封裝技術,旨在提升晶片間的數據傳輸效率並降低功耗。COUPE技術利用SoIC-X晶片堆疊技術,將電子裸晶堆疊在光子裸晶之上,透過垂直堆疊方式,能為裸晶對裸晶介面提供最低的電阻,實現更高的能源效率。相較於傳統的並排或2.5D封裝方式,SoIC-X晶片堆疊顯著縮短了電子訊號的傳輸距離,降低了訊號損失和能源消耗。
矽光子共同封裝技術(CPO)將光連結直接導入封裝中,進一步減少了訊號轉換過程中的能量損失,提升整體系統的能源效率。台積電預計在2025年完成支援小型插拔式連接器的COUPE驗證,並於2026年將COUPE技術整合至CoWoS封裝中,實現共同封裝光學元件(CPO)。隨著矽光子技術的成熟與應用,未來資料中心、車用電子、無人機等領域都可望導入,推動相關產業的創新與發展。由台積電主導的SEMI矽光子產業聯盟也積極推動矽光子產業鏈的合作,加速矽光子技術的商業化應用。
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