從矽光子到積木晶片:台灣半導體技術雙箭齊發 AIoT應用全面加速
2025年SEMICON Taiwan展10日登場,經濟部產業技術司「科技研發主題館」整合工研院、金屬中心,攜手日月光、承湘科技、和亞智慧科技、巽晨國際、德律科技等業者。(攝影/李海琪)
具備高速傳輸與低功耗優勢的矽光子晶片技術,以及全球首創、設計高度彈性的「3D客製化晶片通用模組」,10日在2025 SEMICON Taiwan國際半導體展中亮相,兩項技術已促成逾24億元重大投資,加速AIoT產品應用落地。
經濟部產業技術司此次整合工研院、金屬中心,打造「經濟部科技研發主題館」,並攜手日月光、承湘科技、和亞智慧科技、巽晨國際、德律科技等業者,共同展出37項前瞻技術,展現臺灣半導體產業的創新能量。
矽光子技術國際接軌,加速高速傳輸新里程碑
傳統方式需要先經由電路板,將運算晶片的資料傳送至光晶片再輸出,傳輸路徑長,速度受限。矽光子結合先進封裝技術,則能使資料可即時傳輸,大幅降低延遲、提升頻寬與效率,為資料中心與高效能運算所需的超高速、低功耗傳輸能力奠定基礎。
經濟部產業技術司副司長周崇斌表示,工研院成功開發國內首款1.6 Tbps矽光子光引擎模組,效能已達國際水準,並與日月光等業者串聯,打造「矽光半導體開放式平台」,提供設計、製造、整合及封測的一站式服務,加速資料中心升級。
同時,工研院也透過「矽光半導體開放式平台」,以高密度元件設計(2.5D/3D)結合超高速及多通道量測能力(224Gbps/Lane),搭配光電晶片異質封裝,以一站式服務協助業者快速發展矽光子技術。並成功鏈結設計、製造、封裝、量測、設備等供應鏈夥伴,強化臺灣在下一代高速運算的全球競爭力。
另外,工研院也推出全球首創「3D客製化晶片通用模組」,讓晶片如積木般能快速組合,無需從零設計,縮短開發時程七成並降低成本,已服務逾133家業者、促成逾21億元投資。
插拔式FAU模組亮相,大幅縮短維修與測試時間
除了矽光子引擎模組,展出亮點之一也包含工研院推出的插拔式FAU(光纖介面模組化設計)。
工研院電子與光電系統研究所副組長吳明憲指出,透過模組化,能夠快速進行插拔,不僅提升製程良率,也能在模組出現異常時,立即判斷問題並迅速更換,大幅縮短維修與測試時間。
這項設計在CPU架構中扮演關鍵角色,未來更可搭配開放式平台,支援少量多樣的驗證需求,協助廠商快速接軌矽光子應用,進一步延伸至CPU架構,加強台灣在AI半導體與資料中心高速資料交換的全球競爭力。
在矽光子模組設計上,工研院同時布局「固定式」與「可插拔式(Detachable)」兩種架構。固定式設計的優勢在於結構可靠、介面設計較單純,但一旦元件損壞,往往需要整組更換,維修不便。
相較之下,可插拔式則能在模組局部出現問題時,快速替換單一元件,提升維修效率,雖然在傳輸損耗方面可能不如固定式,但更能符合資料中心及 AI 運算對維修彈性的需求。
同時,光纖耦合方式也影響效能表現。以光柵耦合(Grating Coupling) 為例,檢測較為容易,但對角度偏移十分敏感,功耗也相對較高;而 邊緣耦合(Edge Coupling) 則能降低訊號損耗,具備更高的傳輸效率,不過必須等到模組完成封裝後才能進行測試,檢測難度較高。吳明憲指出,這兩種方式各有優缺點,工研院均已具備技術能力,能依產業需求提供不同選擇。
吳明憲說,工研院主要角色在於建立技術、進行小量試製並完成驗證,之後再透過技術移轉協助業者進一步量產。這種模式不僅能縮短新技術商品化時程,也讓台灣業者能以更低風險的方式切入矽光子應用,加速搶攻國際市場。
全球首創3D客製化晶片通用模組,小晶片推動AIoT加速上市
最後,關於工研院首創的「3D客製化晶片通用模組」。傳統封裝方式往往需要約九個月才能完成驗證,而工研院藉由分層式 3D 封裝技術,先建立完整的基板與線路,再將晶片快速堆疊,整體驗證時間可縮短至三個月,時程大幅減少七成。
工研院指出,這項技術的靈活性,讓晶片模組能像積木般快速組合,進而應用於各式 AIoT 場景;未來,這套技術可廣泛應用於無人機、智慧監控、膠囊內視鏡等領域,推動百工百業加速導入智慧化。
現場展示中,工研院將模組安裝在小火車的「第一視角攝影機」上,能清晰捕捉火車交會或進出山洞的即時影像,欲展現模組在影像感測上的潛力。(攝影/李海琪)
目前,該技術已成功技轉至巽晨國際開發的微型模組,並預計涵蓋七成以上 AIoT 市場應用。工研院同時與欣興電、鼎晨科技等廠商攜手建置試產線,帶動投資逾 21 億元,成為推動台灣 AIoT 產業加速發展的重要動能。
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