臺積電牽頭進(jìn)行整合半導(dǎo)體上下游串聯(lián)成立硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

逍遙設(shè)計自動化

引言在生成式AI與高效運(yùn)算(HPC)的推動下,硅基光電子(Silicon Photonics)成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)突破點(diǎn)。臺積電牽頭進(jìn)行整合,推動硅基光電子供應(yīng)鏈在臺落地及規(guī)格協(xié)議。

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據(jù)電子時報報道,由臺灣半導(dǎo)體制造公司(TSMC,臺積電)和日月光投控領(lǐng)導(dǎo)的30家臺灣企業(yè)昨日啟動了硅基光電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,旨在加速該技術(shù)的發(fā)展,并解決人工智能(AI)設(shè)備(如數(shù)據(jù)中心)的能源效率問題。
) n. L& k$ m$ U9 q' s1 F臺積電牽頭成立硅光子產(chǎn)業(yè)臺積電集成互連與封裝業(yè)務(wù)副總裁徐國晉在臺北的媒體簡報會上表示,隨著世界進(jìn)入對計算能力和算法需求巨大的新AI時代,能源消耗正成為一個關(guān)鍵問題。為解決這個問題,在數(shù)據(jù)中心和AI設(shè)備中使用的芯片制造中引入硅基光電子和光電共封裝技術(shù)是必要的。
硅基光電子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的目標(biāo)是通過與供應(yīng)鏈公司合作,為該技術(shù)制定全球標(biāo)準(zhǔn)。目前該技術(shù)在設(shè)計、制造和測試方面仍缺乏共識。徐國晉表示,由于臺灣在芯片制造方面已經(jīng)建立了堅實(shí)的基礎(chǔ),如果硅基光電子技術(shù)在這里扎根,臺灣有很好的機(jī)會成為全球AI產(chǎn)業(yè)的重要基地。
" P8 x" y2 Q; p) o& _: k; |" [( Q作為世界最大的合約芯片制造商,臺積電預(yù)計全球硅基光電子市場將以40%的年復(fù)合增長率增長,到2028年達(dá)到6400萬美元。徐國晉在主題演講中表示,如果再加上光電共封裝技術(shù),2028年的市場規(guī)模將達(dá)到約5億美元。他指出,這一增長將由AI服務(wù)器使用的高數(shù)據(jù)率光收發(fā)器模塊需求上升所驅(qū)動。
4 ^' u1 L% k* ], h3 n* `日月光首席運(yùn)營官吳田玉表示,臺灣過去幾年一直在發(fā)展硅基光電子技術(shù),但高成本抑制了出貨量的增長。由于AI設(shè)備需求激增,近年來硅基光電子技術(shù)開發(fā)加快,為該技術(shù)更快商業(yè)化鋪平了道路。
* {; B0 e2 G& P該聯(lián)盟還包括鴻海精密工業(yè)公司、聯(lián)發(fā)科技股份有限公司、廣達(dá)電腦股份有限公司和友達(dá)光電股份有限公司,以及工業(yè)技術(shù)研究院。
IMEC加入助力另外,作為世界領(lǐng)先的獨(dú)立納米電子研發(fā)中心之一,跨大學(xué)微電子中心(IMEC)昨日表示,已與臺灣芯片制造商如臺積電、聯(lián)華電子和世界先進(jìn)半導(dǎo)體公司建立了長期合作伙伴關(guān)系,以促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。IMEC首席執(zhí)行官Luc Van den Hove在臺北表示。
這家比利時研究所還與臺灣頂尖大學(xué),如臺灣大學(xué)和清華大學(xué),在研發(fā)方面展開合作。他說,該研究所專注于開發(fā)尖端技術(shù),并推動最先進(jìn)的工藝技術(shù)路線圖,這些技術(shù)比制造業(yè)領(lǐng)先三到四代,或者說領(lǐng)先制造業(yè)六到十年。
6 C0 o% }: H' ^9 r; ~9 {7 d" MVan den Hove表示,IMEC專門研究光刻技術(shù),并與ASML公司建立了密切的合作關(guān)系。他說:"臺灣對我們來說是一個非常重要的地區(qū)。"IMEC已經(jīng)與臺積電合作了20年,共同開發(fā)先進(jìn)技術(shù)。
" A( p( l- ]3 ^- o& G7 w評論臺積電決定在德國德累斯頓建立新工廠時,他表示這是一個"非常明智的策略",因?yàn)閷ε_積電來說,接觸一些客戶很重要。
硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成員參與"硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟"的業(yè)者指出,多家客戶的硅基光電子產(chǎn)品開發(fā)如火如荼,規(guī)格要跟著臺積電腳步來制定。2025年硅基光電子前哨戰(zhàn)正式展開,初步驗(yàn)證及小量出貨展開后,全新成長引擎將在2026~2027年加速顯現(xiàn)。
$ R1 g7 w4 U1 s( B( l! j3 W硅光子產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟囊括了上、下游半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,包括IC設(shè)計、制造封裝、應(yīng)用模塊至終端產(chǎn)品,由臺積電、日月光擔(dān)任倡議人,包括友達(dá)、富采、旺硅、世界先進(jìn)、波若威、上詮、廣達(dá)、辛耘、鴻海、聯(lián)發(fā)科、穎崴等30多家企業(yè)、在成立大會上一字排開組成黃金陣容。
- {2 x( D- F- d+ C國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)表示,生成式AI服務(wù)器對資料傳輸速率有著極高的要求,在半導(dǎo)體進(jìn)入先進(jìn)制程后面臨功耗、頻寬等兩大挑戰(zhàn),硅基光電子可望被應(yīng)用于3D封裝之中,屆時可望提升10倍資料傳輸頻寬。
據(jù)估計,2023~2028年硅基光電子市場將達(dá)到40%以上的年成長率,成長動能來自于為了增加光纖網(wǎng)絡(luò)容量的高資料傳輸率模塊,顯見AI推動力非常巨大。
8 R5 i, O) r8 {; ?4 Y6 j目前光學(xué)元件、硅基光電子元件仍處于百花齊放初期階段,當(dāng)AI帶來演算及資料傳輸?shù)木蘖啃枨?也將讓耗能成非常重要的議題。據(jù)估計,2030年AI將消耗全球能源的3.5%,意味著硅基光電子帶來節(jié)能方案非常關(guān)鍵。
因應(yīng)客戶對硅基光電子需求,臺積電研發(fā)緊湊型通用光子引擎(COUPE),采用SoIC-X晶片堆疊技術(shù)將電子裸晶堆疊在光子裸晶之上,提供光電子集成芯片(PIC)與電子IC(EIC)異質(zhì)整合。
0 Y' c% z7 L( F& B由于大幅降低40%的能耗,可望大幅提升客戶采用意愿,預(yù)計2025年完成支援小型插拔式連接器的COUPE驗(yàn)證,接著于2026年整合CoWoS封裝成為光電共封裝元件,將光連結(jié)直接導(dǎo)入封裝中。
徐國晉表示,針對發(fā)展路線規(guī)劃,未來將使用先進(jìn)的晶片來節(jié)省功耗并提高效能,目前在實(shí)驗(yàn)室中EIC采用7納米制程,未來將進(jìn)一步微縮至3納米,將能節(jié)省更多功耗,也是未來的方向。
光通信供應(yīng)鏈透露,硅基光電子技術(shù)正陸續(xù)進(jìn)入驗(yàn)證階段,美系設(shè)計IC大廠推動速度較為領(lǐng)先,由于光電共封裝將光源與IC進(jìn)行結(jié)合封裝,使得硅基光電子必然走向跨領(lǐng)域整合。
尤其是臺積電推出自己的開發(fā)規(guī)格,目前臺系供應(yīng)鏈均以臺積電馬首是瞻,2025年將完成驗(yàn)證及小量出貨,看好硅基光電子將隨著AI資料中心、HPC等應(yīng)用從2026~2027年大放異彩。
+ q4 U8 a: n( q) F/ c結(jié)論與展望硅基光電子具有低損耗、高傳輸與高算力等特性,非常適合應(yīng)用在大量資料運(yùn)算、傳輸?shù)膽?yīng)用場景,且硅基光電子技術(shù)能夠減少功耗和熱量產(chǎn)生,并提高節(jié)點(diǎn)之間的通信效率,也能有效使光電元件整合,制造更緊湊的光學(xué)模塊,進(jìn)而降低整體系統(tǒng)的體積和成本。
) U0 c, ^% v4 N# M- i8 R( G# J隨著臺積電、日月光等大廠扮演領(lǐng)頭羊,半導(dǎo)體大廠積極卡位,生態(tài)系建構(gòu)將是硅基光電子產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵,通過完整的半導(dǎo)體聚落、成熟的硅晶圓加工技術(shù),推升成為AI科技產(chǎn)業(yè)重要基地。
參考來源https://www.digitimes.com.tw/tech/dt/n/shwnws.asp?id=0000701556_LWJ481YG6Q9IKC5Q9U32X
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