硅光子2027年市占超50%?CPO量产在即,AI互连革命加速

台积电先进封装技术发展副总经理徐国晋于2026年8月31日公开表示,光收发器的底层架构正在经历结构性转变,硅光子(silicon photonics)已成为主流技术路径,并预测到2027年,硅光子在光收发器市场的占有率有望超过50%。他还指出,硅光子技术的最终演进形态是共封装光学(Co-Packaged Optics, CPO),并透露已有厂商计划于2026年下半年启动CPO产品的量产。
这一表态标志着全球半导体制造龙头对下一代光互连技术路线的明确押注。随着人工智能、高性能计算和数据中心对带宽需求的指数级增长,传统铜缆互连与分立式光模块已逐渐逼近物理极限。在此背景下,硅光子凭借其与CMOS工艺兼容、高集成度、低功耗及成本可扩展性等优势,正加速从实验室走向大规模商用。
硅光子为何成为光收发器主流?
光收发器是数据中心内部及跨节点数据传输的核心组件,负责将电信号转换为光信号并通过光纤传输。过去十年,基于磷化铟(InP)或砷化镓(GaAs)等III-V族材料的分立光器件主导市场。然而,这类方案难以与标准硅基集成电路协同制造,导致封装复杂、良率受限且成本居高不下。
相比之下,硅光子利用成熟的硅晶圆制造平台,在同一芯片上集成激光器(通常通过异质集成)、调制器、探测器和波导等光学元件。台积电自2010年代中期便布局硅光子平台,并通过其COUPE(Compact Universal Photonic Engine)等先进封装技术,实现光电共封装与高密度互连。这种“以电带光”的策略不仅延续了摩尔定律在互连领域的延伸,也契合了AI集群对每瓦特性能的极致追求。
徐国晋所指的“结构性转变”,实质是产业从“可插拔光模块”向“板载光学”乃至“芯片级光学集成”的范式迁移。当前主流的800G可插拔模块仍依赖外部光引擎,而CPO则将光引擎直接与ASIC或GPU封装在同一基板上,大幅缩短电互连距离,降低延迟与功耗。据行业测算,CPO方案可将每比特能耗降低30%以上,这对运营数万张AI加速卡的超大规模云服务商而言具有显著经济价值。
2027年市占率超50%:目标是否现实?
台积电预测硅光子在2027年占据光收发器市场过半份额,这一判断建立在多重趋势共振之上。首先,AI训练集群的算力密度持续攀升。以英伟达Blackwell Ultra或AMD MI400系列为代表的下一代AI芯片,单卡互联带宽需求已突破数十TB/s,传统SerDes电互连无法满足,必须依赖更高带宽密度的光学方案。
其次,主要云厂商已明确技术路线图。Meta、微软、谷歌等均在OCP(开放计算项目)框架下推动CPO标准化,并与台积电、英特尔、思科Acacia等合作开发原型系统。2026年下半年多家厂商启动CPO量产,意味着该技术已通过可靠性验证,进入商业化临界点。
再者,供应链生态日趋成熟。除台积电外,格芯(GlobalFoundries)、IMEC、imec等也在推进硅光子工艺;Lumentum、II-VI(现Coherent)、Broadcom等光器件厂商则提供激光光源与驱动芯片。台积电凭借其在先进封装(如InFO、CoWoS)的绝对优势,成为CPO集成的关键使能者——客户可将自家AI芯片交由台积电完成光电共封装,无需自建光子产线。
尽管如此,挑战依然存在。硅基激光器的效率与温度稳定性仍逊于III-V材料,目前主流方案仍采用“混合集成”,即在硅芯片上键合外部激光器。此外,CPO的测试、维修与热管理复杂度远高于可插拔模块,初期仅适用于固定拓扑的AI训练场景,通用数据中心的大规模部署尚需时日。
考虑到AI基础设施投资的刚性需求,以及头部客户对性能优先于灵活性的取舍,硅光子在高端光收发器市场的渗透速度可能快于预期。若2026年下半年CPO量产顺利,2027年实现50%市占率并非激进预测,而更可能是保守估计。
对产业链与资本市场的潜在影响
台积电此番表态不仅确认了技术方向,也释放出产能与生态协同的信号。作为全球唯一具备大规模CoWoS封装能力的代工厂,台积电正将其在逻辑芯片制造的护城河延伸至光电子领域。这将进一步巩固其在AI硬件价值链中的核心地位——不仅是芯片制造者,更是系统级互连解决方案的提供者。
对上游设备与材料商而言,硅光子普及将带动深紫外光刻、薄膜沉积、晶圆键合等设备需求。对光器件厂商,则意味着从分立器件向集成模块转型的压力。那些未能及时切入硅光子平台的企业,可能在下一代技术周期中被边缘化。
资本市场已有所反应。然而,长期来看,硅光子与CPO的产业化将重塑光通信板块估值逻辑——从“通信基建驱动”转向“AI算力驱动”,具备光电协同设计能力的公司有望获得估值溢价。
结语
台积电高管关于硅光子将成为光收发器主流、2027年市占率超50%的判断,本质上是对AI时代互连瓶颈的回应。共封装光学作为硅光子的终极载体,正从技术概念迈向量产落地。这一转变不仅关乎光通信产业格局,更将深刻影响全球AI基础设施的演进路径。对于投资者而言,关注点应从单一器件性能,转向系统级集成能力与生态协同效率——而这正是台积电试图定义的新战场。












