来源:半导体行业观察
发布时间:2025-12-09
如果说HBM重塑了GPU的内部带宽,那么CPO(共封装光学)将重塑整个AI数据中心的外部带宽。CPO技术凭借其将光传输处理器件直接放置在半导体基板上的能力,显著缩短了光与计算芯片之间的距离,有望使数据传输速度提高十倍,功耗降低一半。它不是下一代光模块,而是下一代算力基础设施。
从产业趋势来看,硅光技术的进展已经明显走到了“爆发前夜”。Yole Group的这张CPO产业链图(如下图所示)给出了一个异常清晰的信号:从最上游的 SOI/Epi-wafer、激光器,到中游的 PIC 光子芯片、电芯片、SerDes、先进封装,再到下游的云计算厂商、服务器整机厂和 AI 工厂——超过 150 家企业已经汇聚成一个完整而多元的生态系统。
在过去几个月中,我们更是看到产业链全面加速:代工厂疯狂扩建硅光产能、收购硅光专厂;芯片巨头通过并购、布局研发中心,把光互连纳入自己的系统路线图;服务器厂、云厂、AI 工厂开始把“光电同封装”写进下一代数据中心架构。
围绕光芯片的争夺战,尤其是围绕 CPO 的收割大战,已经全面打响。
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代工厂商:
产能与技术竞赛,CPO时代的军火库
晶圆代工厂是硅光从设计蓝图走向规模落地的关键推手。CPO 的逻辑是“光更近、铜更短”,但落地的代价是“封装更难、良率更敏感、返修更昂贵”。因此,代工厂争的早已不是单一 SiPho 工艺,而是 PIC(光子)+ EIC(电子)+ 异构 3D 集成 + 可用设计流程的一揽子交付能力——谁能把它做成可复制的制造平台,谁就拿到了产业链的“军火库”。
三星杀入硅光
在硅光和CPO领域,台积电与英特尔已提前站位。
台积电是CPO市场的领导者。这得益于其最大的客户之一英伟达积极开发硅光子技术。在3月份的开发者大会“GTC 2025”上,NVIDIA首席执行官黄仁勋介绍了一款采用硅光子技术的交换芯片,并表示:“它将显著降低数据中心公司的成本,因为它省去了收发器的成本并降低了电力消耗。”为了进一步提升其技术实力,台积电正与硅谷的独角兽企业(估值超过10亿美元的初创公司)合作,例如Ayar Labs、Celestial AI和Lightmatter。
英特尔是首家将硅光子技术商业化的公司。2016年,它成功地将硅光子技术应用于“收发器”中,这种设备允许远程服务器通过光进行通信。据了解,英特尔目前已经出货了超过 800 万个 EIC(电光集成电路)。
在代工领域,三星近年来在先进制程上承压明显,尤其在良率与大客户的摇摆中仍有痛点。对三星来说,发展特色工艺(尤其是硅光子)是一张更现实的“破局牌”:一旦硅光+CPO 成为下一代互连的标准答案,它可能像当年的 HBM 一样,成为重新争夺大客户的关键筹码。
这也解释了为什么三星加速在硅光上集结资源:据韩媒近日报道,三星电子已将硅光子学选为未来的核心技术,全力投入人才和技术,意图在“AI 芯片代工”格局中挑战台积电。三星正在动员其遍布全球的研发网络,并已将负责硅光子的高级主管李康浩晋升为副总裁,并从英特尔聘请了前首席产品官研究员朴贤大。
三星在硅光子技术强国新加坡设立了专属研发中心,据了解,三星正在扩大其在新加坡的研发规模,并从台积电(TSMC)挖角工程师。该新加坡研发中心由副总裁兼前台积电员工崔景建领导,并与博通(Broadcom)等公司合作推进技术商业化。
业内人士预计,CPO 技术有望成为三星反击台积电在 2.5D 和 3D 尖端封装市场领先地位的“反击王牌”。三星已宣布 CPO 商业化日期为 2027 年,预计与台积电的真正竞争将从那时开始。
三星的做法非常像当年 HBM 叙事:一个技术点,一旦能撬动系统架构,就可能成为下一轮代工竞争的关键筹码。鉴于硅光子技术的市场潜力,三星已将其定位为“代工市场的HBM”。
格芯(GF)收购AMF
GlobalFoundries(格芯)在2025年11月17日宣布收购位于新加坡的硅光子代工厂 Advanced Micro Foundry (AMF),此举旨在加速其在硅光子领域的领先地位。此次收购汇集了 AMF 的制造资产、知识产权和人才,使 GF 成为按收入计算最大的纯硅光子代工企业。
GF 收购新加坡 AMF 的逻辑很简单,硅光不只是技术路线,更是产能与交付周期。把 AMF 的制造资产、IP、人才并入,相当于把硅光的“供给确定性”提前锁上,同时还强调新加坡做研发卓越中心、向 300mm 扩展的路线——这就是典型的“平台化扩张”。
GF首席执行官Tim Breen表示:“收购AMF使GF能够为可插拔收发器和共封装光学器件提供长达十年的扩展和差异化路线图,同时加快光子学在汽车和量子计算等邻近市场的发展。 ”
Tower扩产
由于押中了硅光这个特色工艺,流片代工的需求旺盛,Tower Semiconductor的股价已经在过去短短几个月内翻番,创下20年新高。
也因此,Tower正在加速扩产。在2025年三季度财报披露中,Tower宣布为SiPho与SiGe业务追加约 3 亿美元投资,用于产能扩张与下一代能力建设,并扩建其 Newport Beach 的 Fab 3,同时维持满载;厂址租约也从原先 2027 年到期基础上再延长最多 3.5年。
在投资扩产的同时,11月12日,Tower宣布推出面向 SiPho 与 SiGe 平台的 CPO 代工技术,强调晶圆键合把 PIC 与 EIC 堆成 3D-IC,并把 Cadence 设计流程一起拉上来——这说明 Tower 想卖的不是单一工艺,而是“可导入的交付包”。