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AI算力爆炸时代,数据传输瓶颈如何破?硅光技术成唯一答案!

2025-12-26
文章转载自"淘工位"


你有没有发现,现在的AI越来越聪明,但数据传输却越来越慢?服务器之间、芯片之间,信息传递就像堵车的高速公路!传统铜缆传输已经跟不上AI算力的爆炸式增长,能耗高、延迟大,这成了制约AI发展的最大瓶颈!

别急,行业已经找到了终极解决方案——硅光子技术!这项技术用光子代替电子进行数据传输,速度更快、能耗更低,正在引发一场芯片制造的革命!

💡 硅光市场:一块真正的"肥肉"

随着AI工作负载激增,计算能力需求每年增长四到五倍!但数据传输效率却拖了后腿。传统的铜缆传输在短距离低速传输中表现稳定,但随着传输速率突破400Gbps并向800Gbps乃至1.6Tbps演进,问题就来了!

铜导线的物理特性导致信号衰减严重,能耗急剧上升!产业界普遍认为,利用光子代替电子进行数据传输的硅光子技术,是解决高能耗与信号延迟的重要手段!

据市场调研机构分析,AI服务器集群的建设热潮正加速高速互连技术的演进!全球光通信市场正在进入新一轮扩容周期。随着数据传输瓶颈从服务器间延伸至机架内乃至芯片间,硅光子技术已成为突破互连极限的关键!

光通信行业市场研究机构预测,100 GbE及更高速的以太网光芯片数量将快速增长!预计从2024年的3660万,增加到2029年的8050万。其中硅光芯片的增长最快,从2024年的960万,增加到2029年4550万!

这意味着什么?硅光市场的高速增长,正在催生海量的硅光芯片代工订单!业内人士直言:"2030年后,当硅光子技术应用于人工智能服务器之后的单个芯片时,它将决定代工市场的竞争力!"

更关键的是,硅光代工有三大优势:

  • 工艺适配性强:可直接利用全球成熟的CMOS晶圆厂基础设施
  • 成本优势明显:晶圆级批量制造能大幅降低单位生产成本
  • 技术壁垒高:需要光波导、调制器、探测器、激光集成等一系列协同工艺

可以说,硅光子代工已经成为各大代工厂商眼中的"肥肉"!

🚀 巨头争霸:谁在布局硅光代工?

晶圆代工厂在今年动向频频,都在抢占硅光代工这块战略高地!

台积电在硅光代工上布局最早!去年就表示正在研发紧凑型通用光子引擎技术,以支持AI热潮带来的数据传输爆炸性成长。预计将于2026年整合CoWoS封装成为共同封装光学元件!

台积电硅光子技术与铜互连相比,功耗降低超10倍,延迟缩减至1/20!其主要应用于AI服务器、高性能计算的数据传输。英伟达在推动技术商品化方面扮演了关键角色!

Tower Semiconductor今年宣布将硅光制造产能翻倍,2026年中期增至三倍!其在美国和以色列运营200mm硅光晶圆厂,并在日本运营一座300mm硅光晶圆厂。

Tower首席执行官表示:"我们在光模块所需的硅锗与硅光技术领域处于行业领先地位,再叠加数据中心需求的强劲上升,使Tower在收入与利润两端都具备前所未有的增长潜力!"

格芯在砍掉先进制程的研发后,转向了射频、电源管理及硅光子等特色工艺!对于硅光代工,格芯进入得也很早,在2022年就推出了硅光子平台Fotonix!

最近,格芯收购了位于新加坡的硅光子代工厂鑫精源半导体!这是公司推进创新战略和硅光子领域领先地位的关键一步!收购完成后,以营收计算,格芯将成为全球最大的纯硅光子芯片代工厂!

三星也要全力投入硅光子技术!韩国媒体报道,三星电子器件解决方案事业部已将硅光子学选为未来的核心技术,并开始为其位于新加坡的专属研发中心招募经验丰富的专家!

当前,三星正调动其遍布韩国、新加坡、印度、美国和日本的全球研发网络,致力于硅光子技术的研发!

🌟 不只是代工厂:IDM企业也加入战局

瞄准硅光代工的不只是晶圆代工厂商,还有具有制造能力的IDM企业!

意法半导体十年前就已经开始涉足硅光技术!今年,ST推出了PIC100新技术,它是目前市场上唯一能够支持300毫米晶圆的单通道200Gbps的纯硅技术平台!

本质上,PIC100的优势在于紧凑性和集成性!因为能够将接收器和收发器集成到单个芯片中!如果在光纤上利用多个波长来传输数据,那么像复用器和解复用器也能纳入其中!

此外,PIC100采用了全新的材料堆叠,实现了光纤与光芯片的高效边沿耦合,取代了传统的垂直耦合技术,以减少系统损耗!而系统损耗一直是困扰所有传输技术开发者的难题!

据悉,PIC100已被全球最大的超大规模数据中心运营商和光收发器领域的领先企业采用!PIC100将在ST法国克罗尔的300毫米晶圆厂生产,计划在2025下半年开始量产!

为了拉拢客户,ST表示,不会开发自己的产品,以免与客户形成竞争关系!

🇨🇳 中国力量:硅光代工的"中国方案"

单从硅光技术来看,中国硅光已跻身国际第一梯队,在部分研究和应用上已实现并跑!硅光代工也在国内积极发展!

早在2023年,湖北省政府就发布关于印发加快"世界光谷"建设行动计划的通知!计划提出支持建设国内首个12英寸商用硅光芯片创新平台!

目标很明确:

  • 2024年底前完成硅光工艺平台通线和工艺设计套件开发
  • 到2025年,完成12英寸基础硅光流片工艺开发
  • 到2030年,打造12英寸硅基光电融合工艺线,建成全球前三的硅光芯片特色工艺线

在硅光代工领域,国内可以大致分为三种类型:

1. 专业硅光代工平台

  • 国家信息光电子创新中心:建成国内最完整的8英寸和12英寸硅光子PDK与MPW服务平台
  • 重庆联合微电子中心
  • 上海微技术工业研究院
  • 陕西光电子先导院

2. 光模块与光器件企业自建代工线

  • 中际旭创:全球光模块龙头,自研硅光芯片并建设代工能力
  • 光迅科技:拥有成熟的硅光平台,批量生产400G、800G硅光模块
  • 华工科技、新易盛等企业也在积极布局

3. 半导体制造企业延伸硅光代工

  • 燕东微12英寸SOI工艺平台完成部分关键工艺开发
  • 赛微电子持续推进硅光系列芯片的工艺开发及晶圆制造布局

💎 最新动态:联电加入战局

最近,联电宣布携手imec签署技术授权协议,取得imec iSiPP300硅光子制程!该制程具备共封装光学相容性,将加速联电硅光子技术发展蓝图!

目前,联电正与多家新客户合作,预计在此平台上提供用于光收发器的光子芯片,并于2026及2027年展开风险试产!

继格芯和Tower后,晶圆代工厂联电也盯上了硅光代工!这标志着硅光代工竞争进入白热化阶段!

🎯 硅光技术将重塑产业格局

硅光技术将带来光模块产业的根本性变革,其影响远超工艺改进!硅光技术核心价值在于芯片设计与晶圆制造,这使产业范式从"封装主导"转向"芯片设计主导"!

目前,硅光产业正处于高速发展的阶段!一方面,科技巨头在积极进行布局,投入大量资源进行技术研发和产线建设!另一方面,相关的企业并购与产业链整合也在加速,竞争日趋激烈!

未来已来,只是尚未均匀分布! 硅光这块肥肉,代工厂商虎视眈眈!

每一次技术革命都会催生新的产业巨头!在AI算力爆炸的时代,硅光技术正在成为决定未来芯片制造格局的关键变量!

"在数据为王的时代,谁掌握了硅光技术,谁就掌握了AI算力的命脉!"

你觉得哪家代工厂最有可能在硅光代工领域脱颖而出?是台积电、三星,还是中国的代工企业?

如果觉得这篇文章对你有帮助,记得点赞支持一下!也欢迎分享给对芯片技术感兴趣的朋友们!让我们一起见证硅光技术的崛起!

注:图片来源于网络和AI创作

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