光電融合成AI資料中心新戰場!NVIDIA、博通領軍,22家關鍵業者版圖完整揭露

根據日媒 XTECH 最新整理的產業地圖,光電融合(Photonics-Electronics Converg…

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根據日媒 XTECH 最新整理的產業地圖,光電融合(Photonics-Electronics Convergence)領域已形成由 NVIDIA、博通(Broadcom)等半導體巨頭領軍的競賽態勢,盤點出的核心企業涵蓋從材料、光源、封裝到雲端服務商,共計 22 家業者入列。這不是光通訊產業的單一零組件技術升級,而是一場從 AI 加速器、網路交換器、光引擎、封裝到資料中心系統的全面性架構革命。

這張產業地圖的關鍵轉折在於:CPO(共同封裝光學)已經從實驗室走入資料中心的機房。過去光通訊跟運算晶片是兩個世界,現在 NVIDIA 與博通直接把光學引擎跟 GPU、交換器晶片封在一起。說白話一點,就是讓資料在晶片之間用光來傳,而不是靠銅線。這對 AI 訓練那種動輒數萬顆 GPU 互相交換資料的場景來說,差距是「能不能跑得動」的問題。

編輯觀點:這份產業地圖最值得注意的,不是 NVIDIA 和博通領先,而是日本業者在光源與材料環節的「隱形冠軍」地位。古河電工、住友電工、NTT 這些名字,在 AI 晶片的討論裡很少被提起,但少了它們,CPO 的供應鏈就斷鏈。對台灣讀者來說,台積電被列在晶圓代工整合製造的關鍵位置,這再次印證先進封裝是摩爾定律延續的關鍵戰場。往後推演兩年,誰能掌握光電整合的封裝產能,誰就在 AI 基礎設施的供應鏈裡擁有定價權。

光電融合產業地圖:從光源到雲端,22 家業者各據一方

根據 XTECH 的整理,這張產業地圖可垂直劃分為五個層級。最上游是雷射光源,由 Coherent、Lumentum,以及日本的古河電工、住友電工主導;光波導材料則因為涉及玻璃材料技術,康寧與日商 AGC(原名旭硝子)被新增納入。再往上是晶圓代工整合製造,台積電、格羅方德、高塔半導體(Tower Semiconductor)負責將光學元件與電子晶片整合在一起。

系統層級的CPO 封裝模組由 NVIDIA 與博通主導,最終送到 AWS、微軟、Meta 等資料中心大廠手中。另一家日媒的報導則進一步擴大這張地圖,將 Marvell、AMD、三星、聯發科、IBM、英特爾、富士通也列入「光學引擎導入交換器或 AI 加速器互連」的設計業者;後段封裝則有日月光、Amkor、新光電工與中國長電科技。

「CPO 不只是光通訊產業中的單一零組件技術,而是逐漸向 AI 加速器、網路交換器、光引擎、封裝及資料中心系統等多個層級延伸。」

— 日媒 XTECH 產業地圖分析結論

這組數據的意義很直接:CPO 的市場規模不會只來自光通訊設備的替換,而是來自每一台 AI 伺服器、每一顆 GPU 的封裝升級。如果以 NVIDIA 每年出貨數百萬顆 AI 加速器來推算,只要其中一定比例導入 CPO 封裝,對上游光源、材料、封裝設備的需求就是指數級的成長。

美日角力:NVIDIA、博通強攻系統,日本深耕光源與材料

從競爭態勢來看,博通與 NVIDIA 是最受矚目的兩大先行者。NVIDIA 的優勢在於 GPU 生態系與 NVLink 互連架構,光電融合直接嵌入 AI 加速器的封裝;博通則從網路交換器晶片出發,Tomahawk 系列交換器已逐步導入 CPO 技術,鎖定的是資料中心內部的高速傳輸瓶頸。兩家巨頭切入點不同,但終點都是同一件事:讓資料在晶片之間用光速傳輸

這張地圖新增了日商 NTT,讓整個賽局的樣貌更完整。NTT 的路線跟美國業者不太一樣——它從通訊網路與光電架構本身出發,而不是從 AI 運算需求倒推回來。根據日媒報導,NTT 在光電融合領域的商業化速度確實比美國業者慢,但它在光學技術與網路架構上的長期布局,可能成為日本在這場競賽中的關鍵籌碼。說白了,NTT 走的是「通訊底層技術反攻運算層」的路線,時間會拉長,但基礎扎得深。

「日本在雷射光源、光通訊零組件及高階材料領域累積深厚技術,即使在 CPO 系統整體架構上未必由日本企業主導,仍可能透過供應鏈切入全球市場。」

— 日媒分析日本業者在 CPO 供應鏈中的定位

以具體數字來看,全球 InP(磷化銦)雷射光源市場中,Coherent 與 Lumentum 合計市占率超過六成,但日本的古河電工與住友電工在特定波長的高功率雷射領域,技術實力完全不輸美系大廠。光波導材料方面,康寧與 AGC 在玻璃基板的薄化與光學損耗控制上,幾乎沒有第三家能跟它們競爭。這就是日本在光電融合產業中的底氣:不做品牌,但做沒人取代得了的零組件。

台積電的關鍵角色:先進封裝成光電融合的製高點

這張產業地圖中,台積電被歸類在「晶圓代工整合製造」的環節。這不是意外,而是趨勢。光電融合最困難的不是設計,而是封裝——把光學元件跟電子晶片放在同一個基板上,還得確保散熱、訊號完整性、製程良率,難度比傳統的系統級封裝高出好幾個等級。目前業界公認在矽光子(Silicon Photonics)異質整合封裝技術上走得最快的代工廠,就是台積電。

格羅方德與高塔半導體雖然也在這份名單上,但它們的技術藍圖與產能規模,短期內難以跟台積電抗衡。如果光電融合在 2027 年前後開始大量導入 AI 資料中心,台積電的先進封裝產能(尤其是 CoWoS 與後續的光學整合方案)將成為整個供應鏈的關鍵瓶頸。這不是預測,這是產業邏輯——誰能封裝,誰就掌握出貨權

數據背後的啟示:光電融合不是未來式,是現在進行式

回到最根本的問題:為什麼這些巨頭現在全部擠進光電融合賽道?因為 AI 訓練叢集的規模已經突破十萬顆 GPU,傳統的銅線傳輸在頻寬、功耗、距離上的限制已經撞到物理天花板。根據產業研究機構推估,採用 CPO 技術後,晶片間資料傳輸的功耗可降低 50% 以上,頻寬密度提升數倍。這不是「更好的解決方案」,這是「唯一的解決方案」

對台灣讀者來說,這份產業地圖給出的訊號很清楚:光電融合不是光通訊廠商的小眾題材,而是半導體產業下一階段的核心戰場。台積電在先進封裝的角色、聯發科在光學引擎設計的布局,都值得後續追蹤。而日本業者在光源與材料領域的隱形實力,也提醒我們:在這場競賽中,不是只有做晶片的才算贏家。

下一步,台灣產業鏈該如何應對?

光電融合的產業地圖已經攤開,22 家關鍵業者涵蓋從材料到雲端的完整生態系。對於台灣半導體與光通訊供應鏈來說,現在該問的不是「我們有沒有機會」,而是「我們在這一張地圖的哪個位置」。台積電已經站穩了封裝整合的制高點,但上游的光學元件、光源、材料,台灣業者的參與仍然有限。這不是要唱衰,而是指出一個明確的方向:在光電融合這個領域,卡位供應鏈的關鍵環節,比搶做系統品牌更務實。畢竟,NVIDIA 不會自己做雷射光源,博通也不會自己拉玻璃光波導——這些空缺,就是機會。

本文改寫整理自公開新聞來源,原始報導由科技新報發布。

常見問題 FAQ

光電融合跟 CPO(共同封裝光學)是一樣的意思嗎?

不完全一樣,但密切相關。光電融合是廣義的概念,指的是光學與電子技術的整合;CPO 是實現光電融合的具體封裝技術,把光學引擎跟交換器或運算晶片封在同一個模組中。目前的產業討論中,兩者經常交替使用,但嚴格來說 CPO 是光電融合在資料中心場景的具體落地方案。

NVIDIA 和博通在光電融合領域的布局有什麼不同?

NVIDIA 從 AI 運算端出發,將 CPO 技術整合進 GPU 與 NVLink 互連架構,目的是提升多顆 GPU 之間的資料交換效率;博通則從網路交換器端切入,在 Tomahawk 系列交換器中導入 CPO,解決的是資料中心內部交換器之間的光傳輸瓶頸。兩者互補,但最終都服務於同一個需求:讓 AI 叢集的傳輸更快、更省電。

日本業者在光電融合產業中佔有什麼優勢?

日本業者的優勢集中在光學技術的上游環節,尤其是雷射光源(古河電工、住友電工)與光波導材料(AGC),以及 NTT 在通訊網路架構的長期技術累積。雖然在 CPO 系統整合的商業化速度上落後美國業者,但在關鍵零組件的技術深度與供應鏈不可替代性上,日本擁有很強的談判籌碼。

※ 此篇文章由 AI 改寫或生成,內容僅供參考,可能存在錯誤或不準確之處。

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