2028 年 50 億美元市場！深入解析矽光子技術的機遇與挑戰

當今數位時代的資料傳輸速度和效率是技術進步的關鍵，而隨著生成式人工智慧（AI）的蓬勃發展，對高速、低延遲資料傳輸的需求更急劇攀升。在這個背景下，矽光子技術作為一項革命性的創新，解鎖未來高速資料傳輸的關鍵。

根據市場研究機構 MarketsandMarkets 的最新報告顯示，2022 年全球矽光子市場的產值約為 13 億美元，預計到 2028 年，全球矽光子市場產值將攀升至50 億美元，年複合成長率高達 28.5%。

這個增長預測不僅反映了業界對矽光子技術的高度期待，也凸顯了其在未來科技發展的重要地位。本文將深入探討矽光子技術的原理、優勢、應用前景、面臨的挑戰以及台灣在全球矽光子供應鏈中的角色，為讀者提供一個全面而深入的認識。

台灣在全球半導體產業舉足輕重，是全球晶圓代工和封裝測試的重要基地。面對新興技術的挑戰和機遇，矽光子技術的發展對台灣繼續站穩國際半導體產業地位至關重要。

那麼，究竟什麼是矽光子技術？

矽光子技術是一種革命性的半導體技術。矽光子技術將光學元件與電子元件整合在同一塊矽晶片上，利用光子（光的基本粒子）代替電子來傳遞信號，降低元件的體積與質量，從而在更為輕量的條件下，實現更高的資料傳輸速度與效能。

具體來說，矽光子技術涉及以下 4 個關鍵要素：

1. 光子積體電路（PIC）：PIC 是矽光子技術的核心，將多個光學元件（如雷射、調製器、波導和探測器）整合到單一矽晶片上。
   
   
2. 光波導：光波導能夠引導光信號在特定路徑上傳播，減少信號損耗，也因此適合取代傳統的銅線，作為光子在晶片上傳輸的通道。
   
   
3. 光電轉換：在晶片上實現光信號和電信號之間的相互轉換，是連接光學系統和電子系統的關鍵橋樑。
   
   
4. 共同封裝光學（CPO）技術：CPO 是實現矽光子技術的重要方式。透過將電子積體電路（EIC）與光子積體電路（PIC）共同封裝在一起，提高能源效率、降低成本。

矽光子技術之所以被視為未來高速資料傳輸的關鍵，是因為矽光子技術具備多項無可比擬的優勢：

1. 傳輸速度快： 光子傳輸速度比電子快得多，可以大幅提升資料傳輸速率。
   
   
2. 傳輸距離遠： 光信號可以傳輸更長的距離，並且不易衰減。
   
   
3. 不易產生熱： 光子傳輸過程中產生的熱量遠低於電子傳輸，有助於解決散熱問題。
   
   
4. 其他效益：矽光子技術還具備抗電磁干擾、體積小、成本低等優勢。

矽光子的應用場景非常廣，目前業界主要應用於資料中心和 AI 運算領域，例如資料中心交換器、長程交換器和 5G 交換器。未來預計也可應用於光學雷達、生醫感測、量子光學、自駕車等領域。

然而，矽光子技術的實現仍面臨著一些技術挑戰，包括：

1. 光電整合模組：電子線路和光子線路需要整合在同一塊晶片上，因此如何克服光電整合的技術難題，並保證保證兩者的性能不受影響將是矽光子技術發展的關鍵。
2. 訊號轉換效率：光子的特性參數容易受到溫度、應力等環境因素影響，因此在光電轉換過程中，如何減少能量損失、提高轉換效率並保持穩定性是一大挑戰。
   
   
3. 佈建矽光子伺服器：如何大規模部署和管理基於矽光子技術的伺服器系統，將會是企業必須思考的重點。
4. 成本控制： 矽光子技術的製造成本仍然偏高，如何降低成本是推廣應用的關鍵。

不難想像，矽光子是解決能源效率和 AI 運算問題的關鍵，也因此矽光子技術已成為全球科技巨頭的兵家必爭之地，台積電、英特爾、IBM 等大廠皆積極投入研發。

台灣憑藉著完整的半導體產業生態系，也積極搶進矽光子領域。以下列出台灣矽光子供應鏈和重要廠商代表：

矽光子產業的快速發展帶動了相關人才的需求。以下列出一些常見的矽光子職缺：

想要成為矽光子產業的搶手人才，需要具備以下技能，包括學歷背景—電機工程、電子工程、光電工程、物理學等相關科系碩士以上學歷為佳。

在硬實力方面，需要具備熟悉光學元件、光通訊系統、矽光子技術等相關知識；熟練操作相關軟體，例如精通 FDTD、Lumerical、Synopsys 等光學模擬軟體、熟練使用 Python、Matlab 等程式語言進行數據分析和建模；掌握 IC 設計軟體，如 Cadence。

在軟實力方面，需要良好的溝通協調能力，能與團隊成員和客戶有效溝通；具備解決問題的能力，能獨立分析和解決技術問題。同時，良好的英文能力也很重要，該職位可能需要閱讀英文文獻和與國外客戶溝通。

台灣矽光子產業的機會與挑戰

台灣在半導體產業擁有深厚的根基，並有著晶圓代工、封裝測試、IC 設計等完整產業鏈，發展矽光子技術得天獨厚。不只如此，台灣還有許多優秀的光電人才，也是發展矽光子產業的重要資產。

不過，台灣矽光子產業仍有一些挑戰需要突破。

舉凡光電整合、光子特性穩定性等技術皆仍在找尋突破機會，再加上目前矽光子市場規模較小、應用範圍有限，因此台灣需要積極開拓新的應用市場，才能推動矽光子產業的快速發展，進而促進 5G 通訊、人工智慧、資料傳輸等領域的未來發展。

總結來說，矽光子產業榮景一片，值得關注。而台灣如何在矽光子產業脫穎而出，關鍵在於產官學三方合作。透過政府政策、企業技術、學界人才等合作支持，發揮台灣的半導體領域龍頭優勢，抓緊矽光子產業發展機運，成為下一步全球矽光子重要基地。