台積三把火 點CPO摩爾定律
時報-台北電:
【時報-台北電】AI算力競賽從先進製程、CoWoS延伸至高速互連。隨GPU、ASIC運算能力持續躍升,傳統銅互連逐漸逼近功耗與訊號傳輸極限,台積電加速布局CPO(共同封裝光學),業界看好,CPO頻寬若維持每兩年倍增,有望形成AI時代的「CPO摩爾定律」,開啟製程微縮之外的新成長曲線。
業界分析,CPO頻寬升級主要有三條路徑,包括單通道速度(Lane Speed)由200G朝400G以上提升、增加光通道數量,從16條向32條、64條以上擴張,以及導入WDM(波長分波多工),讓單一光纖同時承載多種波長。三者同步推進下,CPO頻寬可望呈倍數成長。
若維持每兩年頻寬倍增,至2040年理論值可達現階段約128倍,以現階段約3.2T等級計算,長期具有朝數百T發展的空間,但仍取決於元件、封裝及系統技術進展。
台積電在光互連的角色,也由晶圓代工進一步延伸至系統整合。從3DFabric、CoWoS、SoIC到矽光子與CPO,逐步將運算、HBM記憶體及高速I/O整合。隨著AI晶片邏輯晶粒與HBM持續增加,若對外傳輸頻寬無法同步提升,算力仍受I/O瓶頸限制,CPO因此成為先進封裝的下一塊關鍵拼圖。
CPO加速導入背後,更有物理極限驅動。當高速電訊號超過200G,經過ABF載板、PCB與連接器等較長銅路徑後,訊號衰減加劇,因此產業朝「銅路徑縮短、光路徑拉長」發展,讓光電轉換元件不斷向ASIC靠近,以降低功耗、延遲及訊號損耗。
封裝架構也將同步升級。現階段光引擎先布局於載板,下一步可望朝CPO on Interposer發展,未來更可能利用SoIC技術,讓PIC(光子積體電路)與ASIC走向3D垂直整合,使光電互連距離由毫米級進一步縮短至數十微米,提高頻寬密度。
不過,CPO要真正邁向量產,封裝、光耦合與測試仍是重要關卡,尤其須在進入高價AI封裝前篩除不良品,以避免拖累整體良率。
業者表示,繼CoWoS帶動第一波AI先進封裝設備潮後,CPO有望成為下一條橫跨晶圓、封裝、光通訊與測試的長期成長主線,商機也將由台積電向外擴散,包括FAU(光纖陣列單元)、PIC/EIC封裝、精密對位及光電測試等環節,上詮、訊芯-KY、日月光投控、旺矽及致茂等台廠均具切入機會。(新聞來源 : 工商時報一張珈睿/台北報導)