點亮半導體的未來：台積電矽光子(Silicon photonics)及共同封裝光學(CPO)的發展現況

[@daddy3a953]

很好的一個科普性介紹影片，對矽光子技術的普及化應有幫助，很棒！ 另分享一下： (1) 影片提及的SOI製作技術，可做到上方矽層最薄約1 um，更薄就需要氫離子植入的SOI技術，0.1-0.3 um矽層的SOI可顯著降低訊號損失與雜訊，這種薄SOI是即將到來的主流矽光子期待。 (2) XOI的觀念可以提供更好的異質整合，”X”是指任何需要的材料，包括發光、CMOS，多層XOI的整合性可被期待。 期望臺灣藉由成熟且卓越的矽基半導體能力，未來能在矽光子時代再次大放異彩！

[@Ansforce]

謝謝你的補充。

[@Ansforce]

謝謝你的補充。

[@doris6449]

每次看完影片，覺得曲博士太專業，太厲害了

[@熊寶貝-f6q]

這是目前我看過最棒的矽光子解說影片! 非常感謝曲博士的解說，讓我獲益良多!

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@蕭郁霖-v3m]

真的很專業，也講得非常仔細，太厲害了

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@mangoicesand]

🎧😳👍 解說得很清楚，讓人對光通訊模組和光交換晶片之間的共同封裝原理很清楚！

[@jin9660]

謝謝曲博，很用新的講解，溫故而知新的一遍。

[@liang-yenlin6185]

曲博講的這些內容可以寫成教科書出版,為台灣基礎科學盡一份心力

[@Ansforce]

有計畫要寫只是太忙了寫書很花時間。

[@肥貓-v2p]

有影片就很棒，可能要分級而已，這集內容好複雜，吸收困難。不過還是有聽懂1%，敲碗入門影片

[@陳明捷-l5p]

聽完曲博士在semicon的演講，趕緊回來複習一下，曲博的講解真的專業又仔細，讓我受益良多！

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@fzlin2505]

其實台灣光通訊產業很辛苦，因為核心如laser driver、TIA/LIA到DSP，長久以來台灣都無法掌握。另外，SiPh還沒有標準的PDK供CPO製程，很多廠無法取得chip，都是現在產業遇到的困難。

[@Ansforce]

是的，這個我可以深刻體會。

[@Chopin-r6g]

所以CPO就是將SFP光纖收發模組的轉換晶片以裸die的方式和其他die封裝在一起，最大程度去掉電路走線

[@Ansforce]

差不多就是這個意思。

[@jameslin6644]

謝謝大師深入淺出的講解, 好棒

[@haochundagg103]

謝謝博士，讓我的產業研究實習更順利!!!

[@Ansforce]

產業研究實習加油！

[@haochundagg103]

@@Ansforce 😍😍🤩🤩😘😘

[@krischung9067]

謝謝曲博，這是最完整的一篇

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@劉融靖]

博士好棒，真的佩服

[@SyuAsyou]

感謝曲博的解說，前陣子才看了曲博四年前的矽光子介紹，想不到這麼快就有新版本出來了👍👍

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@林溢昌-s1k]

光動能產業、真空管的磁浮列❤車、是未來的方式@

[@xcri0920]

謝謝 曲博 精闢教學。

[@vanny0926]

太棒了,曲博深入淺出,並有圖片輔助,獲益良多.

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@chenjackie3343]

一直想問，光纖的導材是圓形的，所以亂射少，但半導體的導材大多為方型，這樣還能控制亂射嗎？不會造成光干擾嗎？

[@Ansforce]

讚唷！你竟然想到這個，代表你能舉一反三，對，半導體的光波導大多為方形，所以會有損耗，這個很難避免，有人嘗試把波導上方蝕刻成圓弧狀，但是效果不好。

[@supan3095]

@@Ansforce 以前在實驗室有做過光纖聚合物探針。外觀雖然不是正圓形但也非常近圓

[@kbrotv2297]

請教曲博士 CPO共同封裝模組 未來封裝合作 還會持續使用到類似聯x的晶磊嗎? 因為目前模組還沒整合之下,模組都是外置的情況,未來整合到積體電路後 ,我擔心有些供應鏈會被取代掉,目前傳統光通訊模組肯定有所衝擊,但上游晶磊的部分不知是否也會減少?曲博士您有何看法?感謝! (上次有提到gpu整合矽光子的想法是因為英偉達有來台灣找某家光通訊一起跟台積電合作並受到英偉達認證,所以才突發奇想)

[@jjrrlovesreading]

讚！就是這道光🎉

[@fushihchen5863]

想要有更多的光波導在矽上的製程與在PCB上的製程介紹。 星星似乎有在做光波導PCB，明光似乎也有在研發埋光纖封裝，臺菌也一直有在找光學人才似乎FPC也有做光波導的可能。

[@Ansforce]

光波導PCB也是一種可能。

[@fushihchen5863]

@@Ansforce 我覺得那已經不是一種可能，只是需不需要或實不實用的問題。 畢竟IC不可能單一顆自己獨樂樂，PCB絕對不能脫隊呀!! 尤其龍頭廠商更是不能脫隊。👍 (感興趣的話可以找到很多相關專利或研究資料。)

[@胡保羅]

請教曲博，小弟也是看好矽光子的未來所以有投資美股coherent 請問你如何看待這家公司呢

[@王睿明-g3b]

請教曲博，CPO遠端雷射模組（Remote Laster Module)的外部光源（External Laster Source)是如何運作？

[@Ansforce]

你有沒有相關的連結我看一下？

[@fzlin2505]

Laser array chip、CoS製程、active alignment with an optical fiber array with optical isolators。未調變的光由光纖經由edge/grating couplers進入siph chip，透過chip上的modulators把電訊號載在光上，此光訊號再由edge/grating couplers耦合進光纖。

[@Ansforce]

@@fzlin2505 謝謝你提供的資訊，其實就是把雷射光耦合到波導上。

[@jonrychen]

這個其實有IT網路相關背景的大概知道是什麼，光纖網路在網路的應該已經很多年了，光電模組也因為中國大量生產變得很便宜(對企業而言)，現在這項技術就把光纖網路卡可以再縮小，一般使用者看不到，但網路工程師應該會有更輕便的裝置可用。

[@劉庭佑-z1j]

想請教曲博，未來往CPO方向發展的話，是不是晶片廠（如AVGO、MRVL)或是交換機廠會比較受益，而做傳統插拔式光收發模組的廠商可能就會慢慢被邊緣化？ 謝謝曲博

[@Ansforce]

你講到重點了，傳統插拔式光收發模組的廠商如果技術沒有跟上，當然有可能慢慢被邊緣化，不過沒有這麼快，CPO至少也要2~3年才會開始普及。

[@李天寶-u6v]

無言以對

[@陳小良-n6c]

光電轉換會不會更耗能??

[@edisonchen0120]

SOI的wafer不就是使用fusion bonding ? 直接在一片單晶Si上面長一層oxide ，然後再用hydrogen implant 來層層切silicon ，最後在fusion bond 在另一片silicon substrate

[@Ansforce]

是的，就是這個東西。

[@Chopin-r6g]

曲博，想問在arm ipo之後，是不是risc-v的發展會暫時停下來

[@Ansforce]

不會，Arm最近的一些動作，包括計畫向向使用最終生產晶片的設備商收取費用，可能未來規定使用其架構專利情況下，將不得使用第三方技術組合，這些都加速客戶發速發展RISC-V，再加上Google已經宣布Android 15開始支援RISC-V，所以RISC-V未來的進度會變快。

[@wongedison7984]

支持曲博

[@魏世綸]

可以請教曲博，上詮光纖通信這家公司的技術有跟真的矽光子相關嗎？

[@yuio823]

想請問 曲博科技教室一下,請問晶片設計的良莠 ,是否也會影響到晶片的功耗表現?

[@Ansforce]

那當然會，所以這次iPhone 15晶片過熱的問題不是單一原因造成，也不一定和台積電的N3B直接相關，可能和晶片設計與軟體都有關係，很多人看了我的短影片，以為我把原因全部歸咎於台積電，其實我沒有這個意思。

[@chwang7852]

請問:CPO和COP有何差異?何者較先進?何者是未來的趨勢?為何很少人提COP?

[@Ansforce]

COP有沒有全名？

[@chwang7852]

@@Ansforce 值得注意的是，光模組未來可能會走向COP，而CPO等於將原來的「光收發模組」封裝至IC載板，已在OPD技術累積一定實力的達發科技，又將如何佈局COP市場？謝孟翰表示可以從三個面向來看，亦即提升電傳輸速度、周邊晶片的擴充，以及CPO耦合。 他進一步解釋，當光模組走向CPO技術後，各家廠商會想盡辦法減少光轉換為電的耦合損耗，因此為解決此問題，達發將先致力提升電的傳輸速度，例如目前達發科技已擁有50G SerDes，現正研發112G × 8的產品，並力求盡快供樣；不僅如此，達發科技也將持續研究轉阻放大器(Transimpedance Amplifiers，TIA)此一光接收端不可或缺的電路，以及強化目前已整合在DSP產品中的LDD、LA等用電控制控制光強度的技術。此外，達發科技也會與光模組廠夥伴保持合作，補齊達發科技不足之處，以期可順利搶進COP市場。

[@Ansforce]

@@chwang7852 整篇文章都沒寫COP是什麼，這個縮寫在工程上有很多，實在很難猜，這篇文章記者去專訪人家，也不會問一下，真是有趣，應該是這位受訪者自己創造的新名詞，呵呵！ www.eettaiwan.com/20240626nt11-airoha-technology-into-cpo-market/

[@goodIdeaLExchange]

希望討論“石墨烯吸收體吸收體於新穎超快的光子元件激光研究”

[@Ansforce]

我來研究一下。

[@cmshao7860]

請問已經可以實際量產嗎？是哪些廠商在進行呢？

[@鄭拉斯]

前X....

[@Ansforce]

主要是台積電和日月光，還有少數幾家代工部分元件結構，其它的矽光子概念股和矽光子其實都沒有太大關係。

[@edisonchen0120]

@@Ansforce 英特爾 kzbin.info/www/bejne/op3TephmhsmHps0si=prN-0ytwoh5fOjKZ

[@kbrotv2297]

請益曲博，最近看了您對光矽子及光計算的應用及科技，從初期的共同封裝到cpo，未來有機會gpu會納入光計算封裝成為新世代圖複合晶片嗎？可能性高嗎？感激不盡！

[@Ansforce]

要看整合到什麼程度，如果是把GPU晶片和光收發模組晶片封裝起來，技術上是可行的，只是實務上GPU對外通訊是PCIe或NVLink這類介面，目前似乎還沒有定義光通訊標準，所以沒有那麼快。

[@wangjant2463]

請問曲博ASIC CPO 把光元件 cowos 到 同一片載板上後 若光元件光衰後 是要連 ASIC+光元件整個 在 neteork switch 的主晶片一起換掉 還是要怎麼處理雷射光衰 後的問題

[@Ansforce]

@wangjant2463 哈！你問到重點了，是要連ASIC交換晶片+光元件整個一起換掉，所以廠商有點排斥，可插拔光收發模組的好處就是哪一條壞掉就換哪一條，不必整個換掉，這裡的ASIC是指交換器的交換晶片，不是伺服器的CPU/GPU晶片唷！

[@wangjant2463]

@@Ansforce 如果雷射光的壽命是20000小時 那LPO不就兩年多就要換一次 要換一次 整顆晶片,這樣看起來方案不可以型吧?

[@Ansforce]

@@wangjant2463 是也不是，我們公司實驗用的MAC壞了一顆DP的晶片輸出影像時畫面會閃，我送修蘋果說過保固換整個主機板要2萬元，我當場嚇到問他CPU和DDR不用換吧？為什麼這麼貴，他說全部都焊在一起的要全部換掉，不然就在買新機時加買保險延長一年保固，只為了小小一顆DP，聽起來很瞎對吧！但是蘋果還是這麼做了！

[@wangjant2463]

@@Ansforce 但是光衰是必定的 Data center 的光模塊不中斷使用 雷射光的壽命是 10000～100000小時，也就是最多十年年必須整批換掉 那到時候LPO晶片也會變固定成本，在這年限內必須換掉. 也就是說LPO 雷射必須用高穩定度,低光衰的.

[@yu-minhuang8197]

請曲博可以花時間討論 RCC 嗎? 聽說下一代水果要用. ( PCB )

[@Ansforce]

週四的科技問答來討論吧！

[@user-rr9hx7fr3u]

請問曲博這共同封裝的光纖連接外步是採用單模還是多模呢？

[@Ansforce]

目前應該大部分是有單模光纖，要看傳輸速度，速度低才用多模光纖。

[@chinweiyang5948]

請問目前光通訊雷射二極體.之後是由台積電直接做嗎? 那光通訊雷射二極體廠不就GG

[@Ansforce]

不是，雷射目前還是要用化合物半導體製作，台積電不做發光元件，光程研創和台積電做的是收光元件。

[@潘姿蓉-p2v]

我想請問那現在插拔式光收發模組用到矽光子的是那個部分？是像光偵測器這些元件已經用矽光子技術都放在晶片上了嗎？

[@Ansforce]

10G/25G的沒有，100G以上的是用矽光子，至於雷射和光偵測器如何黏上去，我一直找不到圖片。

[@yoshitw0112]

請教博士您認為CPO跟LPO哪個會是未來的趨勢呢？

[@Ansforce]

LPO比CPO簡單，所以會是過度產品，可以參考這個影片。 kzbin.infoSkwZbv-nuz4

[@歸虛]

期待處理器晶片跟晶片之間能直接用光訊號對接 減少從基板的走線。 不過也懷疑chip跟chip距離也是夠短的了 用光訊號還能更快嗎? 現在單一chip 16核 封裝8個chip 就有128核 很難想像那個走線之複雜... 未來還只會更多核 真不知道該怎麼拉線路 所以直接chip對chip光閘訊號對接，我想也是一種可能性吧。

[@Ansforce]

晶片跟晶片之間能直接用光訊號對接沒有那麼快，那是終極目標，可能是五年甚至十年以後才會有這種產品。

[@potingshen6637]

晶片跟晶片間應該還是電訊號走基板channel。應該是switch server外部走光fiber? Loss小走遠距離。

[@kwin1706]

讚

[@微風-c7u]

感覺還需要整合主機板 才能達到比較完整的系統升級

[@劉瑄-z5z]

請問矽光子和共同封裝光學元件與釆鈺有關嗎？

[@Ansforce]

目前沒有關係，當然未來采鈺要的話是有可能做到的。

[@user-rr9hx7fr3u]

謝謝！

[@Ansforce]

謝謝你的支持！

[@cdl6016]

唉！42-45年前，當時就已經在學校課程中知道了光纖，雷射二極體，光學積體電路元件...等，也曾經實驗過雷射，至今小弟已退出職場，光學積體電路元件仍是鏡花水月！！真希望光學積體電路元件能在有生之年見其商品化！！

[@MeariBamu]

請問這光傳送技術， 將來有機會發展在連接多種晶片上的載板嗎? 在載板利用光傳送再加快晶片之間的速度 使到像M1 ULTRA的瓶頸被解決， 做到和雙倍面積晶片沒有分別

[@edisonchen0120]

建議去看英特爾的photonics 產品

[@Ansforce]

有呀！未來一定是連接多種晶片上的載板，只是技術發展需要時間。

[@peterchung4328]

台積的那個Project 叫做 COUPE (苦配or酷普) 就跟轎跑車的車型一樣的發音

[@Ansforce]

謝謝你的提醒。

[@morisekao1694]

牛❤

[@王閔生-y5n]

為什麼會快速成長，是成本的優勢或是耗電比較少？

[@Ansforce]

未來都是。

[@AI.Gordon]

有采鈺在矽光子技術的相關資訊嗎？

[@Ansforce]

采鈺是做影像感測器裡的微透鏡和彩色濾光片，這個和矽光子沒什麼關係，我查了很多新聞都是因為采鈺有做光學所以把它扯上矽光子，比較像是在編故事，當然采鈺的技術是可以應用在矽光子上，只是不確定有進行哪些研究開發。 www.chinatimes.com/realtimenews/20220109000010-260410?chdtv

[@veskertan9695]

讚🎉😅

[@zychen8945]

cpo的难点主要在哪里？

[@Ansforce]

光學元件、電子元件、主動元件都在不同的晶片上，必須用微小的封裝技術接起來，還要把和頭髮一樣細的光纖接進來。

[@explorationspace]

這個實在太複雜, 我是消費者 , 我想知道的是 : 甚麼時候可以用在 pc / 手機 / 手錶 ? 讓 消費者可以應用這個技術 ?

[@Ansforce]

這個是用在雲端，和終端裝置沒有關係耶！

[@explorationspace]

@@Ansforce 原來是這樣 , 那就沒啥興趣了

[@劉和-w6u]

請問曲博士： 有關CPO共同封裝模組 由目前的200G 要進化到400G、800G 產品價格的單價 如何查詢？ 謝謝🙏⋯⋯

[@Ansforce]

產品的單價要問原廠或代理商吧！

[@肥貓-v2p]

❤❤❤❤❤

[@Sen_papergroup]

那我這樣終於有工作可以做了嗎🫠

[@wei2183]

請問矽光子用光纖不就能做到相同的事情了嗎 為什麼這麼受到重視

[@Ansforce]

用矽光子尺寸小很多，功耗低，價格低，速度快。

[@kogonomo]

聽完真難啊，不過老師說到的雷射二極體，這個是很難的技術嗎? 台灣有什麼供應鏈?

[@fzlin2505]

是不太容易，困難在量子井的設計、磊晶技術與穩定的雷射晶粒製程（牽涉到可靠度），台灣上游如穩懋、聯亞、全新等，雷射製程如華星光通、光環等。

[@阮建維]

👍👍👍

[@silverfax24]

難怪三季度這麼多投信.外資在炒波若威

[@Ansforce]

真正做矽光子的是台積電和日月光。

[@willlee7697]

是Coupe 不是 couple喔

[@Ansforce]

我拼錯了嗎？謝謝你的提醒。

[@無我-w1x]

中國沒有挖曲博去當國家科技部長是最大的失策！

[@Ansforce]

我只是天橋底下說書的而已啦！中國的產業專家一堆哪輪的到我呀！那是個有14億人的地方。