AI運力瓶頸浮現!資料傳輸卡關 CPO成解方
在AI運力方面,傅坤泰表示,市場過去多將運力等同NVLink或NV Switch,但真正瓶頸在於資料傳輸效率。隨AI從訓練走向大規模推論與AI代理,若GPU算完後資料無法即時傳輸,將導致閒置問題,例如100分鐘中約有30分鐘處於閒置狀態,即便叢集運算亦然。
也就是說,若運力無法同步升級,再高算力也難完全發揮。NVIDIA雖持續升級NVLink,但仍不足以解決問題,存力同樣面臨瓶頸,這也是其在GTC將CPO納入整體方案的主因。
傅坤泰指出,NVIDIA長期為銅傳輸重度使用者,即使部分雲端業者採用直連電纜(DAC)降低成本,仍高度依賴銅。但在新一代Rubin架構中,AI系統已由單櫃scale-up轉向多機架scale-up,對高速與低延遲連結需求大幅提升,成為導入CPO的第一動機。
同時,未來Feynman世代頻寬將由100G PAM4提升至200G甚至400G PAM4,銅傳輸將逐步面臨物理極限,光傳輸成為必要選項,意味CPO短期解決架構瓶頸,長期則支撐頻寬升級。
台積電陣營成形 供應鏈曝光
在產業主導權方面,傅坤泰指出,CPO涉及光通訊與半導體深度整合,市場對主導權仍有分歧。光通訊業者希望主導,但CPO概念源自半導體產業,光通訊廠多屬整合角色,因此目前仍以半導體業者為主。市場共識則在於以矽光子為核心,將封裝、矽光晶片、FAU(光纖陣列)、微透鏡與雷射整合進單一晶片,形成高技術門檻。
從產業觀察,今年OFC光通訊展已分為非台積電體系與台積電陣營兩大路線。雖然非台積電體系占比約九成並提出多元方案,但2026年至2027年上半年實際供應鏈,包括Lumentum、Coherent、台達電、萬潤、旺矽、上詮、波若威與訊芯-KY,多數仍圍繞台積電方案發展。傅坤泰認為,短中期具備量產能力者仍以台積電路線為主,未來Broadcom與Marvell亦不排除向其靠攏。
進一步分析,台積電優勢在於平台整合與量產能力。其將CoWoS先進封裝納入CPO架構,延伸至XPU與ASIC網路應用,並將光引擎(OE Engine)與FAU直接整合進製程,而非採可插拔模組設計。此設計要求元件需具備至少260度耐溫能力,高於一般FAU約80至110度標準,雖提高技術門檻,但也確保量產與系統整合可行性。
看好CPO市場快速成長 WDM架構帶動雷射需求起飛
在傳輸架構上,台積電導入WDM(波長分波複用)技術,使單一光纖可承載多波長訊號,提升頻寬並有機會避開400G PAM4瓶頸。在矽光應用中,WDM主要處理封裝內短距離訊號,例如200G由50G×4組成、400G由50G×8構成,降低對PAM4校正與PCB設計的依賴。
不過,此設計需將光引擎置於矽中介層並增加調製器數量,對製程能力要求更高。相較之下,其他競爭技術如400G單通道或TFLN(薄膜鈮酸鋰)方案,多仍停留在實驗或驗證階段,尚未建立成熟量產架構。
在市場規模方面,目前AI系統scale-up仍以銅纜與PCB為主,即便Rubin Ultra亦然,但若導入光傳輸,市場將顯著放大。在未計入WDM效應下,市場已有5至10倍成長空間;若納入WDM仍可上修。依Lumentum預估,2027年CPO進入Phase 1,對應Multi-rack應用,市場規模約為現有3至4倍;進入Phase 2後,光與銅將產生替代關係,需求可能擴大至9至16倍,未來一至兩年將是關鍵期。
此外,高功率雷射為重要零組件。目前800G光模組多使用約70毫瓦雷射,但隨通道數增加與1.6T世代來臨,對100毫瓦以上雷射需求將明顯提升,具備供應能力的亞洲廠商仍有限。在NVIDIA供應鏈中,Lumentum與Coherent已占重要地位。
傅坤泰強調,CPO並非單純技術替代,而是AI架構升級下的必然選擇。在矽光子、先進封裝與系統整合帶動下,台積電已建立具量產潛力的技術路線。隨Multi-rack與高頻寬需求持續擴大,市場可望迎來成長爆發,同時供應鏈也出現「OOC(Out of China)」趨勢,業者逐步降低對中國依賴,並帶動台廠受惠。
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