台積電在其2024北美技術論壇中揭示最新製程技術，將在核心的CoWoS技術下持續導入系統整合晶片 （SoIC），並於2025年完成矽光子前期的支援小型插拔式連接器的COUPE驗證，再搭配CoWoS封裝成為共同封裝光學元件（Co-Packaged Optics, CPO），完成AI先進封裝的革命性關鍵技術。

 

矽光子技術（Silicon Photonics）是以光子取代電子在矽晶片上傳遞訊號，將多個光學元件整合成單一光子積體電路（Photonic Integrated Circuit，PIC），並採用光波導元件取代傳統的銅線，作為傳輸光子的通道。根據SEMI國際半導體產業協會的數據，全球矽光子市場的規模預計將從2022年的126億美元成長至2030年的786億美元，年複合成長率為25.7%。隨著AI、HPC市場發展，運算效能日益增長，也推動對高速傳輸的需求，共同封裝光學元件CPO技術應運而生。CPO將光學和電子晶片整合於同一封裝中，藉此縮短元件間的距離，減少光子傳輸的訊號損耗。

 

半導體廠商正在以先進封測技術來強化矽光子整合，如台積電搭配CoWoS技術將矽光子封裝為CPO，並預計2025年開始量產；Intel投入數年於矽光子技術的研發，採用混合雷射技術提高耦合效率超過90%，並提供全面的矽光解決方案；日月光則透過將ASIC與矽光子整合於同一載板上的2.5D封裝技術，不僅有效減少30%至35%的功耗，同時也支援CPO等應用。另一方面，矽光子的技術發展也影響著PCB設計。當進展到CPO階段，可以預見載板面積將會再擴大以適應矽光子的封裝需求。與此同時，由於元件逐步整合和光模組微型化等趨勢，底部的PCB則將往縮小面積或簡化設計等趨勢發展，整體而言矽光子與CPO的技術發展將能促進PCB產業的高值化進程。