SiPh, Silicon Photonics

矽光子 (SiPh, Silicon Photonics) 矽晶片內光波導﹑調變器與鍺光偵測器的核心組件分布。(圖／AI生成) 參考資料：https://www.technice.com.tw/project/dictionary/180963/   矽光子是一種將“光”與“電”結合的整合技術, 利用現有的矽半導體製程將光學元件(例如：光收發器Optical Transceiver / Fiber Optic Transceiver﹑調製器Modulator等等)整合在單一晶片上。 其主要目標是透過光訊號取代銅線電的訊號, 解決AI與高速運算帶來的傳輸瓶頸。  由於矽本身是間接能隙材料, 無法直接產生雷射光, 矽光子技術採用異質整合(Heterogeneous Integration)方式, 將III-V族半導體雷射晶片(如砷化鎵GaAs或磷化銦InP)與矽晶圓結合, 以克服矽材料的發光限制。 這種整合製程技術要求極高的材料兼容性與製程精度, 目前業界已能實現雷射晶片與矽基板的高效結合, 雷射調變速度可達數十GHz, 損耗控制在低於1 dB/cm的水準, 功耗亦顯著地降低。   1. 2026年的發展現況 本年被視為矽光子技術的商轉與放量元年。    關鍵轉折點： NVIDIA(輝達)的Rubin世代產品或許帶動“光進銅退”趨勢, 將使矽光子供應鏈全面啟動。   市場的規模： 2026年全球矽光子預估將從2025年的28.6億美元擴增至約 36.9億美元。   滲透率提昇： 預估2026年超過一半的光收發模組銷售將來自基於矽光子的調製器。 2. 主要技術與關鍵：CPO   共同封裝光學(CPO, Co-Packaged Optics) 是 2026 年的技術重點。 乃將光電轉換元件與交換晶片(Switch)封裝在一起, 大幅減少電路長度與訊號衰減, 解決資料中心散熱與功耗問題。 3. 主要優勢    高速度的傳輸： 滿足 800G 甚至 1.6T 以上的超高速頻寬需求。 低功耗與散熱： 光傳輸不產熱且損耗低, 能節省AI資料中心巨額電費。 比較低的成本： 可利用成熟的 CMOS 半導體機台大規模量產。 4. 產業供應鏈(台灣的領先地位)   台灣已成立“SEMI﹑SiPhIA矽光子產業聯盟”(Silicon Photonics Industry Alliance)整合超過30家業者, 目標在2028年達成自主供應鏈。    或許相關產業：  台積電(2330)﹑日月光投控(3711)﹑智邦(2345)﹑聯亞(3081)﹑ 波若威(3163)﹑上詮(3363)。  5. 應用領域    AI資料中心：目前最主要的應用。 通訊 (5G/6G)：提升長距離傳輸效率。 感測與光達(LiDAR)：用於自動駕駛。 生物醫療方面：小型化光學感測設備。   主要應用場景： 資料中心： 實現大量資料的高速傳輸, 滿足AI訓練等需要極高頻寬的運算需求。 電信網路： 用於長距離通訊系統中的訊號傳輸與交換。  光纖到府(FTTH)： 在社區大樓或家庭網路中, 將外部光纖傳輸的訊號轉換為家庭設備可用的電訊號。   關鍵應用詞彙： SFP (Small Form-factor Pluggable)：小封裝熱插拔收發器 Transmitter (TX)：發射器 Receiver (RX)：接收器     【註解】 調製器(Modulator)： 是一種將資訊訊號轉換為適合傳輸的載波訊號的裝置。 它在通訊系統的發送端扮演關鍵角色, 常見於數據機(Modem)﹑無線電廣播和光纖通訊等領域。調製器的英文通常是。如果指通訊中常見的調製解調器(貓), 英文則是 Modem (modulator-demodulator 的縮寫)。  常見相關詞彙： Amplitude Modulator：調幅器 Frequency Modulator：調頻器 Phase Modulator：相位調製器 Optical Modulator：光調製器 Spatial Light Modulator：空間光調製器  光收發器(Optical Transceiver或Fiber Optic Transceiver)： 在工業及技術中, 乃將“電信號與光信號相互轉換”的設備或模組。  光收發器是一種整合了光發送器與光接收器的主動式元件, 主要功能是將電訊號轉換為光訊號。 反之亦然, 以便透過光纖進行高速﹑長距離的資料傳輸。 工作原理： 光收發器的工作原理基於光電轉換技術。  發送端：內部的半導體雷射管會根據輸入的電訊號調製光強度, 將電訊號轉換成光訊號發送到光纖中。 接收端：光電二極體會將從光纖接收到的光訊號轉換回電訊號。  常見的英文用詞與作用： 光收發器(通用)： Optical Transceiver 光纖收發器(專用)： Fiber Optic Transceiver / Fiber Optical Transceiver 光模組(可插拔)： Optical Transceiver Module / Fiber Transceiver Module 光電轉換器/媒體轉換器： Media Converter (常用於光纖與雙絞線間轉換)  類型與應用 光收發器廣泛應用於資料中心和通訊系統中, 以支援現代高速通訊網路。 主要類型根據其使用的光纖模式和封裝方式而異。  主要類型根據其使用的光纖模式和封裝方式而異。  光纖模式分類： ● 單模光纖收發器    使用單一光纖進行傳輸, 適合長距離傳輸(可達幾十公里)。 ● 多模光纖收發器     使用多根光纖進行傳輸(玻璃芯較粗), 適合短距離或區域網路內的傳輸。   封裝分類： A. 依外部型態(Form Factor)分類 此乃2026年最常見的分類方式, 決定了模組與交換器等設備接口的物理尺寸以及相關電氣規範。 ● SFP家族(單通道/低速) ● SFP/SFP+：用於 1G 至 10G 傳輸, 應用最廣泛。 ● SFP28：針對 25G 乙太網路設計。 ● QSFP家族(四通道/中高速) ● QSFP+：支持 40G。 ● QSFP28：支持 100G(4x25G), 是目前大型資料中心的主流規格。 ● QSFP-DD：雙密度(Double Density)設計,                        支持 400G 與 800G, 向下相容。  ● QSFP28。 ● OSFP(八通道/極高速) ● OSFP：體積較大, 具備更佳的散熱性能,   乃是 800G 與 1.6T 高速傳輸的首選規格。 ● CFP：長距離/早期規格, 包含 CFP﹑CFP2﹑CFP4, 體積較大,   本家族主要用於電信長途傳輸。      B. 依內部組件封裝(Packaging Technology)分類 採用何種方式將決定了模組的氣密性﹑生產成本及應用的可靠度。 內部組件封裝技術： 氣密封裝(Hermetic Packaging)： ● TO-CAN：圓筒型封裝, 成本低﹑技術成熟, 常用於低速模組。 ● BOX / Butterfly (蝴蝶型)：用於高性能﹑長距離傳輸(如 100G 以上), 具備內建熱電製冷器 (TEC) 穩定波長。 非氣密封裝(Non-Hermetic Packaging)： ● COB (Chip on Board)：將裸晶圓直接貼裝在電路板上並以膠水覆蓋。生產效率高且體積小, 是 2026 年資料中心光模組的主流封裝方式。 ● COC (Chip on Carrier)：將晶粒先貼裝在載體上再進行組裝。 C. CPO (共同封裝) 因應 AI 運算對頻寬與節能的極致要求, CPO (Co-Packaged Optics) 技術將於2026年進入商轉規模。  因應 AI 運算對頻寬與節能的極致要求, CPO (Co-Packaged Optics) 技術將於2026年進入商轉規模。  定義：打破傳統可插拔模組的限制, 將光學引擎與交換晶片(ASIC)直接   封裝在同一個基板內   封裝在同一個基板內, 以大幅縮短電訊號路徑, 減少功耗與延遲。      ※編者按： 全文來自Google AI搜索, 所做成的整合資料; 謹供智者參酌之用。 注意, 絕無構成要約•招攬或邀請•誘使•任何(不論種類或形式)申述或訂立任何建議及推薦之意圖。 讀者務必運用個人獨立思考能力, 若自行作出投資決定, 或因相關建議招致任何損失或不利, 概與《Google AI》或編者以及作者無涉。 Google AI J-P 2026/1/27