中国台湾地区学界发力突破硅光子良率瓶颈

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云计算、生成式AI与高性能计算持续推高对带宽和能效的需求，线速率已突破100-200Gbps。设备产生的大量热量给数据中心机架管理带来严峻挑战。

尽管铜线仍是最具成本效益的解决方案，但硅光子技术——即将光学元件直接集成到硅衬底上——正日益受到青睐。不过学界专家指出，通过多项关键技术改进，其制造良率仍有提升空间。

能效需求驱动硅光子技术普及

传统可插拔光模块的功耗约为20pJ/bit，而结合硅光子与共封装光学（CPO）技术的模块，可将功耗降至5皮焦/比特以下，还具备带宽密度更高、布线简化、占用空间更小等额外优势。

甲骨文（Oracle）与元宇宙平台公司（Meta）均已采用英伟达Spectrum-X硅光子网络交换机，这凸显了硅光子与CPO组合方案在主流AI数据中心运营商中的强大吸引力。

中国台湾地区构建完整产业生态

目前中国台湾地区供应链的重点布局包括：光联科技与台积电联合打造的硅光子平台，计划2026年量产；亿光电子的800G/1.6T高速光模块已应用于英伟达Spectrum-X；亚马逊云服务（AWS）与英伟达联合开发的CPO优化光纤，计划2026年量产，其中采用了正崴精密（Ezconn）供应的低损耗材料。

行业人士表示，中国台湾地区具备突破CPO量产瓶颈的优势：拥有涵盖晶圆制造、先进封装、模块组装到系统集成的完整生态，且具备自动化封装与测试能力。

国际硅光子异质集成联盟建议，中国台湾地区短期应聚焦数据中心800G/1.6T模块及短距离光互连的量产，同时建立地区级CPO量产验证中心；长期则需深化与荷兰PhotonDelta、埃因霍温理工大学及日本设备厂商的合作，引入硅光子工艺设计套件及面向封装、热学与光学优化的协同设计工具。

组建自动化光学测试平台联盟，将助力中国台湾地区构建从材料到系统的全链条能力。通过强化封装、测试、系统集成等核心领域，并缔结国际联盟，该地区有望在该领域占据关键地位。

持续突破性能边界

当前学术研究聚焦于异质集成与先进封装技术，目标是实现单通道200Gb/s的硅光子收发器，要求功耗低于5皮焦/比特、延迟低于100纳秒（ns），这类器件将采用波分复用（WDM）技术，支持两种及以上波长传输。

未来目标包括设计400Gb/s单通道核心器件，以及完成3.2Tb/s光收发器系统的封装与测试。

阳明交通大学光电系刘柏村教授目前担任台湾地区“国家科学及技术委员会（NSTC）硅光子先进研发与应用计划”主持人。该委员会表示，中国台湾在下一代先进光链路、传感及计算技术研发中面临挑战，核心难题在于实现高可靠性III-V族光源与硅平台的量产级异质集成。

人才缺口与良率问题亟待解决

光纤阵列与光子芯片组装过程中的可靠性及良率问题，影响了CPO模块取代铜线实现芯片级光互连的进程。目前中国台湾地区的设计与工艺协同优化流程尚不完整，缺乏跨多制程节点的仿真与验证工具链。

更关键的是，光电共封装、热结构设计、光学AI计算及自动化测试领域存在严重的专业人才缺口。

台湾地区“国家科学及技术委员会（NSTC）”计划组建跨多所大学的跨学科硅光子团队，覆盖共封装光学、异质集成、先进封装、外置激光器、3D光子集成电路（3D PIC）等核心技术，目标是建立涵盖设计、制造、封装、系统验证的完整生态。

在设计与验证层面，将重点开展集成电学、热学、高频及光学领域的多物理场仿真，优化硅光子元件库，提升设计精度与工艺良率；在封装与互连研发方面，将着力突破光纤尾纤耦合、高精度多通道光纤阵列封装、硅光子中介层与玻璃衬底集成、聚合物波导及3D光子集成电路中的光学过孔等技术壁垒。