產業分析－AI驅動 光通訊CPO技術推進解析

短距傳輸也因銅纜成本低於CPO，因此光通訊要完全取代銅纜尚需數年時間。圖／本報資料照片

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綜觀資料中心內部傳輸架構可分爲短距離（＜100公尺）與中長距離（500公尺～2公里）兩大場景。其中，中長距主要依賴光收發模組，而短距傳輸仍以銅纜爲主。隨CPO快速發展，其在資料中心內的應用前景備受期待，尤其CPO是否能取代銅纜成爲短距傳輸的主導技術，已成爲市場討論熱點。

TrendForce在《Co-Packaged Optics技術在資料中心的發展路徑與技術解析》報告中提到，CPO初期滲透方向可能集中於中長距的Frontend網路傳輸場景，這是因爲中長距已普遍使用光通訊，具備較高替代性。從光收發模組全面過渡CPO仍需1～2年時間，初期CPO交換器成本顯著高於光收發模組，需隨學習曲線的成熟來降低成本，才能逐步進入市場。

短距傳輸也因銅纜成本低於CPO，因此光通訊要完全取代銅纜尚需數年時間。而此觀點與NVIDIA執行長黃仁勳的近期表態相符。

若從CPO製程來看，晶圓廠負責光子積體電路（Photonic Integrated Circuit, PIC）與電子積體電路（Electronic Integrated Circuit, EIC）的晶圓代工，並採用 Hybrid Bonding技術，進行3D封裝以整合成光引擎（Optical Engine, OE）。這些OE隨後交付至光纖陣列單元（Fiber Array Unit, FAU）組裝廠進行OE與FAU的高精度組裝。

之後再被送至OSAT廠，將OE封裝到矽中介層上。接着臺積電利用CoWoS技術將OE與交換器晶片通過2.5D封裝，再進行後續檢測。最終，完成測試模組交付至系統廠組裝整機，形成完整的CPO交換器。

除設計、代工與測試外，首先關鍵就是FAU，FAU將MPO光纖跳線精準對準到PIC上，從而實現光訊號高效耦合。而FAU製程存在多項挑戰，包含高精度對準、固定穩定性要求等。

其次光源選型方面，CPO普遍採用外部雷射，而就光源種類而言，連續波雷射（Continuous Wave Laser, CW Laser）已成爲主流。其原因在於CW Laser相較於EML具備更高性價比，在供應鏈層面，臺系光源供應商，如聯亞和華星光，在外部雷射的技術與產品研發中具備競爭力。

目前交換器晶片架構主要分爲兩種類型：乙太網和NVIDIA主導的Infiniband。在資料中心內部架構中，Frontend Network通常採用乙太網技術，而 Backend Network則以Infiniband爲主。從市場佔有率來看，乙太網交換器晶片市場由Broadcom和Marvell主導，Infiniband晶片市場完全由NVIDIA壟斷。

CPO商業化進程中，Broadcom處於領先地位，該公司2024年推出Tomahawk 5 Bailly 51.2 Tbps CPO乙太網交換器，整合8個6.4Tbps的OE，實現了單埠功耗低於5 pJ/bit的表現。但因技術成熟度與高成本，市場採用率仍待提升。

NVIDIA擬於2025年量產Quantum 3400 X800 CPO Infiniband交換器，該產品支持115.2 Tbps的總交換容量，內部整合36個3.2 Tbps的OE和四顆28.8T的交換器晶片。但預計短期內因成本挑戰，市場採用率同樣有限。

目前CPO仍在發展初期，其具備資料中心內完全取代銅纜與光收發模組的潛力，而其核心製程包括晶片代工、OE封裝及FAU技術的部分，也是臺灣供應鏈具備優勢之處，未來隨CPO發展與商用，供應鏈表現值得關注。