矽光子（Silicon Photonics）將傳統「電子訊號」傳輸轉為「光訊號」傳輸，核心目標是突破AI與高效能運算（HPC）資料中心在傳輸頻寬、功耗與散熱上的瓶頸。
整理矽光子產業鏈的架構與四大關鍵要素如下：
一、 產業鏈架構（上、中、下游分工）
- 上游：晶片設計、矽智財（IP）與關鍵材料
- 矽智財與設計（IP/Design）： 包含光學傳輸與電氣訊號處理控制晶片（如 DSP, EIC, PIC）。
- 化合物半導體材料（磊晶/Epi-wafer）：
矽本身無法發光，需要整合磷化銦（InP）或砷化鎵（GaAs）等化合物半導體作為雷射光源。 - 關鍵業者： 全新、聯亞、穩懋、英特磊 (IET-KY) 等。
- 中游：晶圓代工、光學元件與先進封測
- 矽光子晶圓製造：
利用傳統 CMOS 半導體成熟製程生產矽基光波導與晶片。 - 關鍵元件與光模組：
包含雷射光源（Laser Source）、光波導（Waveguide）、調變器（Modulator）及光檢測器（Photodetector）等。 - 先進封測（CPO 共同封裝）：
運用矽中介層（Silicon Interposer）與異質整合封裝技術，將光引擎（Optical Engine）與交換器/計算晶片（ASIC/GPU）緊密整合。 - 關鍵業者： 台積電（晶圓平台與封裝）、聯電、日月光投控、訊芯-KY、聯鈞、上詮、波若威等。
- 下游：設備、交換器與終端應用
- 自動化對準與測試設備：
光訊號耦合精度要求極高（微米甚至奈米級），需要高精度的光學自動對位（Active Alignment）與晶圓級光電測試設備。 - 終端系統：
高速光收發模組、高階 AI 交換器（Switch）、超大型資料中心與 AI 伺服器。 - 關鍵業者：
致茂、旺矽、穎崴（測試/設備）；智邦（交換器）；廣達、緯創、鴻海（伺服器組裝）。
二、 矽光子產業鏈的 4 大關鍵技術要素
- 異質材料整合（Heterogeneous Integration）：由於矽無法直接發光，如何透過外延生長、貼合（Wafer Bonding）或微微型化外接方式，將 III-V 族化合物半導體光源（如 InP）無縫整合到矽基板（SOI）上，是產業鏈最核心的材料與技術關卡。
- CPO / NPO 封裝與高精度對位（Co-Packaged Optics）：傳統光模組採用可插拔（Pluggable）結構，電路走線長、損耗大。CPO 將光引擎與 ASIC 晶片共同封裝在同一個載板上，縮短傳輸距離至 0.1 公分以內。這要求極高精度的光纖與光波導耦合（Coupling）對準技術。
- 微型化與低損耗光路設計（Optical Component Integration）：如何在微小的矽晶片內精準實現光調變、光分路（Splitter）、波分複用（WDM）與光檢測，且降低光傳輸在彎曲波導時的能量散失。
- 晶圓級光電同步測試（Wafer-Level Testing）：傳統晶片僅需測試電性，矽光子晶片需要同步檢測光功率、光波長、插入損耗（Insertion Loss）與光纖耦合品質。開發自動化且高可靠度的晶圓級光電量測設備是量產良率的關鍵。
