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矽光子加速邁向量產 CPO封裝測試成為關鍵 | 三建產業資訊

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矽光子加速邁向量產 CPO封裝測試成為關鍵

矽光子加速邁向量產 CPO封裝測試成為關鍵

矽光子與共同封裝光學(Co-Packaged Optics,CPO)正從技術驗證逐步走向商業化與量產。2026年下半年,台積電、力成、訊芯-KY等業者陸續公布相關進度,國際市場也已出現CPO交換器的小量出貨。隨著光學元件進一步靠近GPU、ASIC與高速交換器,封裝、光學耦合與測試也開始面對不同於傳統電子封裝的製程要求。

CPO開始出現實際產品,量產時程陸續浮現

CPO受到AI資料中心重視,主要與高速運算帶來的資料傳輸需求有關。CPO將光學引擎整合到交換器ASIC或運算晶片附近,縮短高速電訊號傳輸距離,再利用光纖進行資料傳輸,使光學元件進一步進入晶片封裝架構。

從市場進度來看,CPO已經開始出現實際產品。TrendForce 2026年7月指出,NVIDIA已向部分合作夥伴出貨新一代Spectrum-X CPO交換器,Broadcom的51.2T Bailly CPO交換器也持續小量出貨,並認為CPO正式進入量產階段。NVIDIA的Spectrum-X CPO交換器由NVIDIA與台積電合作開發,採用COUPE先進封裝技術,交換容量達400 Tb/s,2026年下半年產能預計進一步擴大。

台灣業者的產品進度也陸續浮現。台積電先進封裝技術發展副總經理徐國晉8月於矽光子國際論壇表示,矽光子已成為光收發器主流型態,預估2027年市占率可望超過50%,而2026年下半年將有廠商投入CPO量產。

封測業者方面,力成透露,2026年底將小量生產光學引擎元件,2027年可量產矽光子CPO交換器。訊芯-KY則談到,正與台積電合作COUPE技術平台,布局後段光學引擎,並稱集團已具備51.2T與102.4T CPO量產能力。

從目前公開資訊來看,CPO並不是所有產品同時進入量產,而是依照光學引擎、CPO交換器及系統整合等不同產品階段逐步導入。TrendForce也指出,2026年是CPO進入量產的起始階段,2027至2028年則是後續擴大導入的重要時間窗口。

光學元件進入封裝,對製程提出新要求

CPO和傳統可插拔光模組的一項重要差異,是光學元件進一步靠近交換器ASIC或運算晶片。這使得封裝時除了處理晶片與電性連接,也必須處理光學耦合、光纖位置與熱管理等問題。

例如,光引擎與光纖之間需要維持精確的位置關係,才能讓光訊號有效耦合。如果位置或角度出現偏差,就可能增加光學損耗,影響光功率與訊號品質。TrendForce也將光纖對準、熱管理與測試成本列為CPO量產需要克服的主要技術障礙。

日月光公開的CPO技術資料則進一步指出,可拆卸式光纖陣列(Fiber Array Unit,FAU)雖有助於維修與升級,但仍需要面對次微米等級的對準精度,以及多次插拔後維持重複性的問題。日月光也提出透過晶圓級光學耦合等方式,提高耦合容忍度與組裝的量產可行性。

這代表CPO封裝除了要求設備具備足夠的生產速度,也必須兼顧光學對準精度與製程重複性。對準誤差不只是封裝外觀或尺寸問題,而可能直接影響後續光學性能與產品良率。

測試不只確認有沒有訊號,還要確認光學性能

CPO進入量產後,測試也會比傳統電子封裝增加更多項目。

除了電性測試之外,還需要確認光學損耗、光功率、光纖耦合效率以及高速訊號相關性能。由於CPO同時整合電子與光學元件,測試流程也必須同時處理電性與光學訊號,測試複雜度因此提高。

TrendForce在今年7月的CPO測試研究中指出,目前產業仍缺乏統一測試標準,部分流程也高度依賴人工操作,使測試成為CPO晶片量產的重要瓶頸。研究指出,部分PIC測試需要進行光學損耗、偏振相關損耗、響應度、波導傳輸損耗及光學串擾等項目的量測;此外,光學探針的精確對準也是測試流程中的重要難題。

日月光也已針對光學引擎的測試提出相應做法。根據其公開技術資料,為維持複雜CPO組裝流程的良率,光學引擎需要在最終封裝前先完成測試與篩選;日月光提出以雙面晶圓級測試搭配自動測試設備(ATE)及可拆卸式光學介面,先確認光學引擎品質,再進行後續封裝。

這種做法是將部分測試往封裝前移。若光學引擎在進入最終封裝前就能先確認品質,可以降低問題產品做到最後才被發現的風險,也有助於提高整體封裝良率。

台灣測試供應鏈也開始跟進

隨著CPO逐步進入量產,台灣測試與設備業者也開始投入相關技術。媒體報導,閎康已布局矽光子與CPO檢測服務,漢民測試與德國自動化設備商Ficontec合作布局矽光子測試,穎崴則在晶圓測試端持續投入CPO相關專案。

TrendForce的研究也指出,CPO測試需要同時具備電子與光學測試能力,台灣已有MPI、致茂、旺矽、訊利康及MSS等業者推出或布局相關測試方案。這顯示CPO帶來的需求已逐漸從光學元件與封裝,延伸至晶圓測試、光學探測及自動化測試設備。

CPO量產後,封裝與測試仍是關鍵

目前CPO已經從技術驗證逐步進入小量出貨與量產,不過不同產品與業者的進度仍有差異。隨著光學引擎進一步整合到高速運算與交換器封裝中,光學對準、光學引擎良率、測試效率與自動化,都將成為後續擴大生產需要持續改善的環節。

對封裝測試業者而言,CPO帶來的變化不只是增加光學元件,而是讓原本以電性為主的封裝與測試流程,同時需要處理光學與電性性能。當CPO逐步從小量生產走向更大規模的導入,如何把光學對準、封裝良率與測試流程整合到穩定的量產製程中,將是後續產業發展的重要課題。

圖片來源:Wikimedia Commons/Silicon Photonics 300mm wafer,CC BY-SA 4.0