文章核心观点 - 在AI大模型驱动算力需求指数级爆发的背景下，数据中心高速互连面临瓶颈，硅光子技术凭借其高带宽、低功耗、小型化及兼容CMOS工艺的优势，成为破解瓶颈、支撑AI性能突破的核心方案[1] - 行业共识认为2026年是硅光芯片大规模商用的关键转折点（商转元年）[1] - 全球晶圆代工巨头正围绕硅光芯片代工展开激烈竞争，因为掌握硅光代工能力被视为握住了下一代高性能计算和AI芯片的入场券[2] 行业背景与市场前景 - 需求驱动：AI大模型向千亿、万亿参数迭代，算力需求指数级爆发，传统电信号传输在速率向800Gbps乃至1.6Tbps演进时面临能耗与信号衰减瓶颈[1] - 技术方案：利用光子代替电子进行数据传输的硅光子技术是解决高能耗与信号延迟的重要手段[1] - 市场预测：野村证券研报显示，800G与1.6T光模块出货量将在2026年实现显著翻倍，硅光子技术在该市场的渗透率预计将达到50%-70%[2] - 产能与成本：硅光芯片占光模块成本30%-70%，2026年全球先进光芯片产能预计同比增长超80%，但仍落后市场需求5%-15%，存在产能缺口[2] - 长期增长：LightCounting预测，100GbE及以上高速以太网光芯片数量将从2024年的3660万增长到2029年的8050万，其中硅光芯片增长最快，从2024年的960万增至2029年的4550万[33] 全球主要代工厂商布局 Tower Semiconductor - 产能扩张：2025年宣布将硅光制造产能翻倍，计划到2026年第四季度将硅光晶圆月产能提升至2025年同期的五倍以上[3][6] - 资本投入：在硅光和硅锗平台的总投资已追加至9.2亿美元，较三个月前的计划增加40%[6] - 客户锁定：截至2028年的硅光总产能中，超过70%已被客户预订或正在预订流程中，并有客户预付款保障[8] - 技术合作：与英伟达合作开发面向下一代AI基础设施的1.6T光模块，其硅光子平台将服务于英伟达的网络协议，是1.6T PIC（光子集成电路）的绝对供应商[10] - 技术平台：PH18系列是代表性技术，提供从无源光路到集成主动光源的完整生态，并推出了CPO Foundry[11][12] GlobalFoundries - 收购整合：2025年11月收购新加坡硅光子代工厂Advanced Micro Foundry，按收入计算成为全球最大的纯硅光子芯片代工厂[12][13] - 技术平台：拥有硅光子平台Fotonix，是业界首个将300mm光子学特性与300Ghz级别RF-CMOS工艺集成的平台[14][17] - 生态与服务：为客户提供成熟的PDK，支持主流EDA设计流程，并与Ansys、Cadence、Synopsys等合作[18] - 客户与规划：Ayar Labs、PsiQuantum、Lightmatter等公司已采用其平台，计划利用收购的200mm平台并扩展至300mm平台以满足CPO等技术需求[13][18] 联电 - 技术合作：2025年12月携手imec签署技术授权协议，取得其iSiPP300硅光子制程，该制程具备共封装光学相容性[19] - 量产规划：此前已实现200mm硅光子芯片量产，未来将结合imec的12吋制程与自身SOI晶圆制程，目标于2027年在新加坡Fab 12i P3厂实现量产[20][21] - 应用方向：首波瞄准光收发器应用，并计划结合先进封装技术向CPO与光学I/O等更高整合度方向迈进[21] 台积电 - 技术平台：推出紧凑型通用光子引擎（COUPE）平台，硅光子制造采用65nm成熟节点，可与N7等先进节点电子芯片堆叠，预计2026年整合至CoWoS先进封装推动CPO商用化[23][25] - 性能优势：与铜互连相比，其硅光子技术功耗降低超10倍，延迟缩减至1/20[25] - 客户合作：与英伟达共同推动CPO技术，NVIDIA的Quantum-X交换机平台将率先导入COUPE技术，并与博通合作使用3nm工艺试制微环调制器[25] - 研发生态：与Ayar Labs、Celestial AI、Lightmatter等硅谷企业合作，并积极申请专利，2025年在美国的专利申请数量达友商两倍多[26] 三星 - 战略投入：将硅光子学选为未来核心技术，调动全球研发网络推进技术发展，并设立新加坡专属研发中心[27][28] - 市场目标：目标是在2030年后硅光子技术应用于AI服务器单芯片时提升代工市场竞争力，挑战台积电地位[28] 英特尔 - 先行者地位：是首家将硅光子技术商业化的公司，早在2016年就将该技术应用于收发器，目前已出货超过800万个电光集成电路[28] - 战略保留：在组织调整后仍保留核心硅光产线，维持其在数据中心互连方向的布局[29] 意法半导体 - 代工服务：作为IDM厂商也提供硅光芯片代工服务，基于300mm晶圆工艺推出PIC100平台，可实现单通道200Gbps高传输速率[30] - 产能布局：通过法国Crolles和意大利Agrate工厂打造硅光互连生产基地，并计划提升产能[30] 中国本土代工能力 - 多元化路径：形成专业硅光代工平台、光模块企业自建代工线、半导体制造企业延伸代工三种类型[31] - 代表平台：国家信息光电子创新中心建成国内最完整的8英寸和12英寸硅光子PDK与MPW服务平台[31] - 企业布局：中际旭创自研硅光芯片覆盖400G至1.6T模块；光迅科技拥有成熟硅光平台并具备代工能力；燕东微、赛微电子等半导体制造企业也在推进工艺开发与试制服务[32] - 未来展望：中芯国际、华虹半导体、粤芯等本土企业也在探索硅光芯片代工业务[32]