CPO標準化未定 台積電、英特爾各走不同技術路線

孫家彬指出,目前市場仍處於規格定義與標準化初期,PIC(光子積體電路)、EIC(電子積體電路)與OE(光學引擎)架構尚未完全統一,因此Connector(連接器)、FAU(光纖陣列)與測試規格也難以全面標準化。他強調,若OE架構尚未定型,後續就很難建立真正統一的產業標準。

孫家彬引用市調資料指出,各大晶圓代工廠已開始建立各自的矽光子與CPO技術路線。台積電目前以COUPE平台布局CPO技術,PIC採65奈米製程,EIC則可搭配7奈米甚至更先進節點,再透過SoIC與Hybrid Bonding等技術進行整合;三星規劃於2027年後切入相關市場;英特爾則早已深耕矽光子多年,格羅方德擁有自家Fotonix平台,聯電則採用imec授權技術。

他表示,對IC設計業者而言,未來選擇晶圓代工廠時,不再只是比較PIC或EIC單一技術能力,更重要的是PIC、EIC與先進封裝整合後,能否與原本晶片封裝架構進行協同設計與系統整合,這才是後續CPO能否真正量產的關鍵。

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主動對光成量產瓶頸 導入光纖大幅拉長測試時間

孫家彬認為,未來CPO真正的量產瓶頸,將集中在光學對位與測試環節,尤其是主動對位(Active Alignment,AA)與模組測試(Module Testing)。

他指出,單模光纖(Single-mode Fiber)核心僅約9微米,非常細小,只要光纖尺寸、角度或凹槽出現些微誤差,就可能影響光學對位精度,也讓光纖模組與光學元件之間的組裝難度大幅提升。

過去傳統半導體封裝多半可透過自動化設備快速完成測試,但導入光纖模組後,測試流程將變得更加複雜。目前最大挑戰,在於如何一次完成多組光纖與OE的同步對位與測試,「現在不是放一次就能測,而是可能要放8次、16次甚至32次」,對量產效率形成極大壓力。

孫家彬指出,目前單一FAU可能已包含64根光纖,未來甚至增加至128根,每根光纖都需逐一完成對光程序。若每次對光仍需數秒甚至數十秒,累積後將大幅拖慢生產效率,也讓OE難以快速放量。

此外,CPO Module不像傳統封裝只需將晶片放入Socket測試,還需額外逐一安裝FAU,且數量會隨OE增加而提高,也將進一步拉長測試流程。為解決相關問題,產業近年積極導入多軸向平台等精密對光技術,穎崴也同步研究測試專用FAU與自動校正(Self-alignment)等技術,希望降低測試難度與時間成本。

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穎崴布局後段測試 CPC成短期替代方案

談到穎崴在CPO領域布局,孫家彬表示,公司主要聚焦後段測試環節,涵蓋Wafer、Die、Package、Optical Engine到CPO Module等不同測試階段。在晶圓級測試方面,可支援「上電下光」架構;若晶片切割成Die後,則可改採「上光下電」測試方式。至於封裝與模組測試,穎崴則透過自主開發的雙邊探測系統與HyperSocket等方案,協助客戶整合至Wafer與封裝測試環境。

孫家彬表示,由於OE若已直接連接光纖,將大幅增加自動化測試與搬運難度,因此量產初期多半會先移除光纖,以提升測試與生產效率。

 

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他也提到,近期產業重新關注共同封裝銅(CPC)技術。由於CPO量產目前仍面臨不少瓶頸,近一年已有不少客戶開始將CPC視為短期替代方案。不過,他認為,CPC受限於連接器尺寸與傳輸密度,長期擴充能力仍不如CPO,因此未來高速傳輸主流仍將回到光學架構。

此外,隨著AI晶片封裝尺寸持續放大,目前不少AI晶片封裝已超過100mm,未來不論CPO或CPC模組都將更加大型化,也讓Socket強度與Warpage(翹曲)問題更加明顯。因此,穎崴正透過HyperSocket等方案強化測試能力,以因應大型封裝與高速傳輸需求。

在高速傳輸方面,孫家彬表示,目前業界已進入224Gbps PAM4世代,下一步將挑戰448Gbps,對材料平整度、訊號損耗與雜訊控制要求也將進一步提高。

作者簡介

呂承哲

壹蘋新聞網財經科技記者,專注半導體、AI與新能源產業,追蹤台積電、輝達及台廠電子供應鏈動態,並解析市場投資趨勢。


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