三星加码硅光子，CPO布局再进一步

三星电子正在加速推进硅光子业务，并开始建立自己的测试能力。

据业内消息，三星已经选用与台积电相同的测试设备供应商，用于硅光子PIC（光子集成电路）晶圆的测试。公司计划在今年年底前完成内部PIC晶圆测试，并进一步推进光引擎开发和测试，为后续进入CPO（共封装光学）市场做准备。

硅光子利用光信号代替部分传统电信号完成数据传输。随着AI数据中心中的数据吞吐量不断提升，传统电互连面临功耗、发热和传输距离等方面的压力，因此，利用光进行高速数据传输逐渐成为先进计算系统的重要方向。CPO则是其中的重要应用方式之一，即将光学器件与交换芯片、计算芯片等更紧密地集成，以缩短芯片与光模块之间的连接距离，从而降低高速数据传输带来的损耗和功耗。

而PIC正是硅光子系统中的核心组成部分。它可以在一块芯片上集成波导、调制器、光电探测器等光学器件，分别承担光信号传输、电信号与光信号转换等功能。因此，在真正进入CPO之前，首先需要验证PIC上的这些光学器件能否按照设计正常工作。

目前，三星正在使用美国FormFactor和中国台湾地区MPI提供的探针台，对硅光子PIC晶圆进行测试。这些探针台与光学、电学测量设备连接，可以从波长域、频率域等不同维度对PIC进行测试。

传统探针台主要用于半导体器件测试，可以固定晶圆或单个芯片，并通过探针连接器件电极和外部测量设备。对于硅光子器件而言，除了电信号测试，还需要处理光信号，因此探针台还必须能够让光纤与PIC上的光学输入、输出端口进行精确对准。

测试设备向PIC发送光信号和电信号，再测量其输出特性，与此同时，探针台移动晶圆，对不同芯片逐一进行测试。对于三星而言，这一步不仅是在判断单个PIC是否能够正常工作，更重要的是通过大量测试数据验证现有设计，并进一步优化器件和工艺。

一位业内人士表示：“三星电子正在自行对PIC晶圆进行评估，目标是在年底前完成。”据介绍，三星目前使用的正是两家已经通过台积电CPO和硅光子测试设备认证的供应商。

无独有偶，台积电目前使用FormFactor和MPI的探针台开发并验证COUPE（Co-Packaged Optical Engine，共封装光引擎），这是其基于硅光子的CPO平台。截至目前，两家公司是仅有的通过台积电CPO相关测试设备认证流程的探针台供应商。

对于三星而言，从过去依靠外部机构进行验证，到如今建立内部测试环境，意味着其硅光子业务正在从研发验证进一步向工程化推进。

事实上，自去年以来，三星一直将PIC晶圆验证工作外包给包括比利时半导体研究机构imec在内的外部机构。如今，公司已经建立自己的测试环境，并开始对PIC进行反复评估。目前三星处于优化阶段，一方面验证初始设计的PIC性能，另一方面将测量结果反馈给设计环节，形成“设计—制造—测试—优化”的迭代流程。

完成PIC测试之后，三星还将继续向光引擎推进。

光引擎可以理解为连接电子芯片与外部光通信链路的中间环节。它将EIC（电子集成电路）与PIC结合起来，其中EIC负责处理和放大电信号，PIC则负责完成光信号相关的转换和传输。通过将两者集成，再配合连接外部光纤的光路，就可以形成完整的光引擎。

相比单独测试PIC，光引擎测试需要进一步验证整个系统在高速数据传输过程中的实际表现。因此，三星计划在光引擎测试阶段增加时域测量，以验证高速数据传输性能。

三星已经在今年开始开发结合EIC和PIC的光引擎，并计划明年开始测试。与此同时，公司也在为客户评估做准备。包括博通在内的全球网络和通信半导体企业被认为是潜在客户。三星在第一季度业绩发布会上曾表示，公司已经获得一家大型光通信模块公司的项目，并计划在下半年开始量产。

从产业链角度看，三星目前的布局也并非只停留在单个光学器件或光引擎产品，而是希望进一步切入硅光子代工。

三星计划在2027年推出硅光子代工服务，为客户提供光学器件工艺技术、光学器件库以及工艺设计套件（PDK）。客户可以基于这些平台设计PIC，再由三星晶圆代工完成晶圆制造。这意味着三星希望建立从光学器件工艺、PIC设计，到晶圆制造和后续光引擎集成的完整能力。

最终，三星希望将光引擎进一步与逻辑芯片和高带宽存储器（HBM）共同封装，这也是CPO进一步面向AI计算的重要方向。

在三星近期公布的一款演示模型中，逻辑芯片和光引擎被放置在同一块硅中介层上，而光引擎内部的PIC和EIC则采用包括混合键合在内的技术进行垂直堆叠，以缩短芯片之间的连接距离。这也是CPO受到关注的原因之一。CPO通过把光学引擎进一步靠近计算或交换芯片，将高速互连中的部分电连接转换为更短距离的光连接，从而降低互连带来的压力。

三星目前计划首先将CPO应用于网络交换机，随后进一步拓展至GPU和CPU。三星电子半导体研发中心先进封装实验室副总裁崔元京在7月举行的Nano Korea活动上表示，公司目前正在自行开发包括PIC在内的光学器件，并计划通过开发集成EIC、PIC和光连接的光引擎进入硅光子市场，随后将应用拓展至交换机、GPU和CPU。

从PIC晶圆测试，到光引擎，再到CPO以及硅光子代工，三星正在逐步补齐硅光子产业链上的关键环节。眼下，公司首先需要完成的是PIC内部测试以及后续光引擎验证，而这些测试结果也将直接影响其硅光子工艺、产品设计和未来量产能力。随着AI计算对高速、低功耗互连的需求持续增加，硅光子也正在从单纯的光通信技术，逐渐成为先进封装和高性能计算体系中的重要组成部分。