光芯片封装,大有可为

光子封装市场概况与核心驱动力 - 光子封装市场正进入高速增长阶段,预计2025-2031年复合年增长率(CAGR)为21.5%,到2031年市场规模将达到144亿美元[8] - 市场增长主要受两大因素驱动:一是人工智能驱动的对更快、更高效率数据互连的需求;二是下一代显示技术的崛起[8] - 数据通信和电信领域的光收发器目前是市场主导,但共封装光学器件(CPO)正在崛起,成为重要的补充机遇而非替代品[8] 光子封装技术演进与架构 - 光子封装的核心在于模块级组装,集成激光芯片、光纤阵列单元、硅光子芯片、棱镜和光电二极管阵列等组件,形成完整光学引擎[2] - 光收发器正从混合集成(源芯片倒装到硅光子器件上)转向异构集成(芯片在键合后直接在硅光子芯片上进行加工)[2] - 更深层次的颠覆性变革来自共封装光学器件(CPO),它将光子集成电路(PIC)与电子集成电路(EIC)堆叠在一起[2] - 向CPO的转变需要PIC-EIC的紧密集成,这使得具备硅光子和先进封装能力的代工厂正将自身定位为端到端交钥匙解决方案提供商[11] 行业关键参与者与生态系统 - 台积电和日月光等公司作为制造领导者和潜在的标准制定者,在行业转型中具备发挥关键作用的有利地位[3] - 台湾的生态系统(日月光、SPIL、讯芯)正在构建自身结构以支持规模化发展[11] - 最终的解决方案可能更多地取决于更广泛的系统级需求,并由博通和英伟达等生态系统领导者来决定[3] - 光收发器封装市场供应链(如Fabrinet、Jabil、立讯精密)正随着Innolight和Eoptolink等厂商的崛起和垂直整合而重塑[11] 技术挑战与标准化进程 - 多个关键架构问题悬而未决:倾向于采用PIC-on-EIC还是EIC-on-PIC;混合键合技术是否会取代扇出型微凸点技术;光学耦合策略(V型槽、边缘耦合器还是光栅耦合器)哪种将占据主导[3] - 在光纤到芯片的耦合方面,业界共识是连接必须可拆卸以确保可维护性,但Teramount、Senko、Intel和ICON Photonics等厂商的解决方案尚未形成统一标准[4] - 标准化成为将光子技术与成熟的微电子制造模式相融合的关键推动因素,对于无晶圆厂设计公司而言,需要适应由PDK/ADK框架定义的代工厂和OSAT流程[11] 新兴应用领域拓展 - 除了数据通信和电信,光子封装在增强现实(AR)和量子技术领域变得越来越重要,这两个领域的关键推动因素之一都是对更小尺寸封装的需求[4] - 在增强现实(AR)领域,近期发展路线图主要由液晶半导体(LCoS)和微型LED(microLED)之间的竞争决定[4] - 在量子计算领域,先进的光子封装技术至关重要。对于基于离子和原子的平台,需要支持激光器的密集集成;对于光子量子处理器,光纤损耗必须保持在0.1 dB以下[5] - AR被视为市场的“第三大应用支柱”,预计2026-2027年将是AR的转折点,而2028年将成为microLED的关键之年,届时单面板RGB解决方案将准备量产[6] 市场价值分布与未来展望 - 目前光子封装在数据通信可插拔光收发器市场价值中约占25%,在电信领域约占20%[6] - 在仍处于早期阶段的CPO市场,光子封装的价值在2026年至2027年的市场拐点附近可能达到约50%,之后随着硅光子芯片在价值链中占据更大份额,到2031年将下降至35%左右[6] - 可插拔光收发器市场预计在2025年至2031年间仍将保持增长,CPO不应被视为对可插拔光器件的取代,而是光子封装生态系统的一个新增机遇[5] - 随着光路逐渐靠近逻辑电路,首先是在类似COUPE的EIC层,随后是类似于Marvell和Celestial AI所采用的架构中HBM/XPU的集成,封装的要求和价值必将更高[6]

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