矽光子技術與光程研創摘要

 

本期《阿榕伯胡說科技》（Ep.81）邀請到光程研創（Artilux）共同創辦人暨執行長 陳書履（Eric Chen），深入探討矽光子（Silicon Photonics）與共同封裝光學（CPO）技術演進、台積電 COUPE 光子引擎的產業地位，以及底層技術突破的發展歷程。

影片連結：https://www.youtube.com/watch?v=JFazwNMMKDg

重點摘要

1. 矽光子技術爆發的產業轉折點

• 銅退光進的關鍵節點 [00:31]：輝達（NVIDIA）正式宣布導入矽光子技術的 Spectrum-X 交換機開始量產，並在台積電廠區內將電子晶片（EIC）疊合在光子電路晶圓（PIC）上，製成 COUPE 光子引擎。

• 規模化展望 [01:37]：目前交換機主要用於 Scale-out 連線；預計在下世代架構（如 Rubin 下一代 GPU，約 2028 年底）處理機櫃內 Scale-up 高頻寬通訊時，銅線極限將迫使矽光子全面進駐。

2. CPO、矽光子與核心元件架構

• CPO 產業鏈三大組成 [04:11]：

  1. 半導體層：包含 EIC（電子積體電路）、PIC（光子積體電路）與外部/整合雷射光源（ELS）。

  2. 模組與光學耦合：包含光纖陣列（FAU）耦合、先進封裝及散熱機制。

  3. 測試端：光電整合測試。

• 矽光子傳輸核心 [17:28]：關鍵技術元件包括波導（Waveguide）、分光器、高速調變器（Modulator，如環形調變器 Ring Modulator）以及光偵測器（Photodetector）。

3. 光程研創（Artilux）的核心技術與創業歷程

• 專注「鍺矽（Ge-Si）」物理底層 [06:07]：團隊自史丹佛大學研究與 Intel 矽光子實驗室時期即深耕鍺矽整合，聚焦於短波紅外光（SWIR）波段 [14:40]。

• 世界級單光子偵測 [03:24]：2024 年獨立在《Nature》發表「室溫短波紅外線鍺矽單光子偵測技術」，將光偵測器（PD）靈敏度推升至單光子級別（Single-Photon Detection）[33:28]。

• 台積電合作歷程 [27:39]：早期透過施敏院士引薦，歷時近一年洽談，說服台積電共同開發生產鍺矽製程 [28:46]。

4. 台積電 COUPE 平台與代工生態格局

• 台積電的競爭優勢 [42:27]：台積電結合先進邏輯製程（製造高效能 EIC）、CoWoS 先進封裝整合 PIC，並提供標準化「公版」平台（COUPE），降低客戶進入門檻，構築了極高的技術壁壘 [41:43]。

• 先進製程對光子元件的影響 [43:21]：微影精準度對於環形調變器的圓形對稱度與光學損耗至關重要，先進製程有助於提升調變效能。

5. 新創在巨頭公版下的定位與差異化

• 核心技術護城河 [46:25]：若無製程或關鍵元件突破的 Design House 容易被晶圓廠公版取代；光程研創選擇以「發射端（調變）」與「接收端（偵測）」為錨點，提供具備功耗及傳輸速度優勢的高階差異化 IP 與技術整合 [48:54]。