August_Optical Communication｜Advanced Optical Communication Module Technology Development(M)

2.5D封裝是將矽光子與交換器晶片倒裝在中介層(Interposer)並以其導線互連，中介層再以錫球與連接下方電路板，所使用的中介層有矽、玻璃、嵌入式多晶片互連橋接(EMIB)等類型。3D封裝技術是將矽光子與交換器晶片垂直堆疊並透過凸塊、矽穿孔或混和鍵合等技術互連，不僅實現更傳輸距離、更高互連密度和更好高頻性能，還能達到更低功耗、更高集成度和更緊湊尺寸，是目前技術研究焦點。

2020年起共封裝光學技術逐漸商業化，Broadcom、Cisco、Intel、Marvell等資通訊公司均已推出多款樣品，其技術發展與網路架構優化息息相關，需要矽光子晶片、交換器晶片、光通訊模組、網路設備、伺服器等資料中心產業鏈上下廠商共同推進。Meta、Microsoft 等雲端服務大廠在JDF中成立共封裝光學工作組，促請相關企業共同推動共封裝光學標準建立和產品發展，其聚焦於3.2Tbit/s光通訊模組及外置光源方面的研究工作，路續發佈3.2 Tbit/s的共封裝光學產品需求、共封裝光學外部雷射源、共封裝光學元件等白皮書。

當前共封裝光學正處於產業化發展初期，在設計模擬、製程技術及測試等方面仍面臨很多挑戰。由於矽光子與雷射源晶片對高熱特別敏感，共封裝光學元件尺寸小容易聚積熱能而導致運作失效，加上不可插拔特性使其維修十分困難，故有效解決散熱問題與執行可靠度測試成為產業持續發展關鍵。市場研究機構Yole Développement指出隨著線性驅動可插拔光學技術推出讓可插拔光學元件達到原本共封裝光學預期的成本和功耗縮減效果，於是預估至少未來兩代交換機系統仍不會大量採用共封裝光學技術，可能於2029年當6.4 Tbit/s光通訊模組問世時，兩者才會出現激烈的市場競爭。近幾年因為通貨膨脹抑制消費而導致科技業不景氣，讓大多數投入廠商於2023年起暫停共封裝光學技術研發，使得Broadcom成為唯一持續發布新產品的供應商。該機構估計全球共封裝光學市場將從2022年的600萬美元成長至2028年的2,100萬美元，2022~2028年平均複合成長率達41%；然後再增長2033年的2.87億美元，2028~2033年平均複合成長率達69%。此估值已大幅下修，先前預估全球市場規模自2021年的1.51億美元增長至2027年的9.27億美元。目前此技術尚未量產導入，何時可以替代插拔式大量滲透的時間點？市場處於分歧階段，我們認為有幾個參考指標，首先是主要玩家的實際動作，採用Broadcom ASIC交換器的出貨情況，何時開始正式導入量產。終端大廠採用態度，特別是美系四大CSP。他們最有本錢購買最高階資料中心、相關揭露也較多，目前有2家對CPO表態，但未正式使用。這同時也是看Broadcom如何說服這些大廠，CPO帶來的優點如能耗降低、延遲降低、可靠度提升、省電效率增加等皆遠大於其缺點，像是替代成本的甜蜜點、壟斷、不易更換的風險等。可插拔式Transceiver 發展程度，目前看來到1.6T還沒有太大被替代的拐點，3.2T之後就有機會。