近日,有报道称,三星电子计划于2027年全面进军硅光子学(SiPh)领域,按照规划,公司将率先利用12英寸晶圆技术为客户代工光子集成电路(PIC),随后再把业务逐步延伸至PIC与电子集成电路(EIC)的整合,以及光封装环节,最终目标是形成从光子器件、光引擎到先进封装的完整闭环。这意味着,硅光将不再只是三星内部的一个研发方向,而是被摆上了与存储、逻辑、先进封装并列的产业化台面。
据早先披露的进展,三星已经完成了PIC芯片的测试,并计划把测试范围进一步扩展至EIC与PIC集成后的光引擎,针对高速数据传输性能做时域验证。按照规划,三星将从2027年起正式对外提供硅光代工服务,对外输出光器件工艺、光器件库以及工艺设计套件PDK。其最终构想,是把光引擎与逻辑芯片、高带宽内存HBM共同封装进同一系统级封装之中,这与三星此前提出的2027年实现共同封装光学(CPO)商用化的目标相互印证,也说明三星是把硅光当成一个覆盖器件、集成、封装的系统工程来推进,而不只是单一环节的点状突破。
三星押注硅光的逻辑,源于AI算力扩张正在逼近的互联瓶颈。随着大模型训练和推理集群规模持续扩大,数据中心内部对高带宽、低功耗互联的需求水涨船高,传统铜互连的带宽天花板已经逐步显现,在更大规模的集群中,铜缆在传输距离、功耗和布线密度上的劣势越来越明显。光互连凭借更低的功耗损耗和更长的有效传输距离,被普遍视为解决大规模集群互联难题的关键路径,这也是英伟达、博通等巨头纷纷加码共封装光学方案的根本原因。当算力堆叠从单芯片走向集群化,谁先打通芯片与芯片之间的光通道,谁就能在系统级性能上占据先机。
在这一赛道上,台积电目前处于明显领先的位置。台积电于2026年正式将紧凑型通用光子引擎COUPE平台推入量产,第一代平台可经标准连接器实现1.6Tbps的数据传输,约为当前铜以太网上限的两倍,第二代平台预计2027年问世,吞吐量将进一步跃升至6.4Tbps。台积电还提出了光互连“未来最重要”的明确判断,计划在2030年之前,通过400Gbps光调制器、多波长与多光纤阵列等技术持续拓宽带宽。从客户绑定看,英伟达的Quantum-X与Spectrum-X平台,以及博通从51.2T的Bailly向102.4T的Davisson持续迭代的交换平台,都已拥抱台积电的先进3D堆叠硅光子引擎技术。先发量产叠加头部客户,构成了台积电在硅光代工领域的双重护城河。
不过,三星内部人士对追赶抱有相当程度的自信。在三星看来,企业与台积电在硅光子学上的差距,主要在于市场份额而非技术本身。换言之,三星自认硅光技术能力并不逊色,真正需要补课的,是客户导入与规模放量。这一判断背后,是三星独有的竞争筹码,也就是从存储到逻辑再到先进封装的垂直整合能力。硅光系统的核心竞争力,恰恰体现在芯片、存储与封装的高度协同上,三星希望凭借这种全栈能力,在与台积电的对垒中打出差异化优势,而不是在单一制程节点上与对手拼刺刀。
技术之外,三星还在为这一布局配置资本层面的手段。报道指出,三星正考虑对硅光子学相关公司进行合并与收购,以加速技术积累并补足生态短板。硅光产业链环节相对分散,从外延、器件设计、晶圆制造到封装测试,上下游参与者众多,一家厂商很难在短时间内靠自研补齐所有能力。通过并购快速获取成熟团队、工艺资产和既有客户关系,是缩短追赶周期的现实路径。对坐拥庞大现金储备的三星而言,在产业放量前夜以合适的价格锁定稀缺资产,既是为硅光业务储备弹药,也是向市场释放长期投入信号的明确姿态。
值得注意的是,硅光晶圆代工的竞争格局,并不只有台积电和三星两家。市场正在变得多元,Tower、格芯、意法半导体、联电等厂商都在2027至2028年间扩充12英寸硅光产能,台积电与英特尔则更多采用内部垂直整合的方式运营自有产线。对代工厂而言,硅光并非单纯的制程比拼,它更考验工艺库的完备程度、PDK的成熟度以及与客户协同设计的能力。新进入者想要真正拿到订单,需要在良率、成本与生态配套上拿出足够有说服力的表现,仅靠宣布进入并不足以改变客户的选择。
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