当AI算力对数据传输带宽的需求每两年翻一番，而铜互连的物理极限已近在眼前，芯片之间的“交通拥堵”该如何疏解？越来越多晶圆代工厂给出的答案是：硅光子。
这项能复用CMOS工艺、在硅片上集成光路的技术，正在从实验室加速走向晶圆厂的流水线。台积电、联电、格芯、高塔半导体等晶圆代工厂商正深度布局，硅光子的产能竞赛已全面打响。
量产与扩产：晶圆代工厂的最新动作与路径选择
2026年以来，全球主要晶圆代工厂在硅光子领域的动作明显提速。
联电宣布新加坡厂完成首批硅光子晶圆量产交货，成为近期最受关注的量产里程碑。而在此之前，台积电的COUPE硅光整合平台已于2026年进入量产阶段，PIC月产能正快速爬坡。高塔半导体随即公布大规模扩产计划，格芯则通过并购完成产能整合。与此同时，中国大陆的粤芯半导体也在2025年建成了首条12英寸硅光芯片量产线。
联电与SILITH Technology于7月14日共同宣布，联电新加坡12英寸晶圆厂已完成首批量产硅光子晶圆交付，双方合作正式从技术开发阶段推进至商业化量产。此次交付的晶圆支持SILITH每秒1.6T解决方案的量产需求。联电方面称，双方团队仅耗时18个月即完成平台从研发到量产就绪，平台已通过量产良率与可靠性验证，并获得全球领先云端基础设施客户认证，具备大规模商用部署条件。
SILITH作为一家成立于2021年的新加坡光子芯片新创公司，在高速光通信领域已有扎实积累——其100G与200G产品累计出货量超过800万颗。此次与联电合作，将技术进一步推升至1.6T级别。联电方面同步披露了后续时间表：预计2027年推出自有12英寸硅光子平台；下一代每通道400G纯硅光子平台正在与SILITH联合开发。该平台采用高速马赫-曾德尔调制器设计架构；同时携手生态伙伴布局铌酸锂薄膜方案。联电资深副总经理洪圭钧表示，此次成果展现了联电在硅光子等复杂跨领域技术上的制程整合能力。
与此同时，高塔半导体公布了获日本政府援助的战略投资计划。日本政府最高补助约1600亿日元，总投资规模超过6000亿日元。具体规划包括：将新潟县妙高市的新井工厂转型为12英寸硅光子及先进封装平台，同时活用富山县鱼津市Fab 7的12英寸产能，并计划在Fab 7附近新建12英寸厂，进一步扩充硅光子及硅锗产能。量产时间锚定2027年第四季度——这与联电的自有平台的规划时间高度重合。
与联电、高塔的自建路径不同，格芯选择了并购整合。2025年11月，格芯收购了新加坡硅光子代工厂AMF，将其制造资产与知识产权整合至现有体系。AMF的新加坡平台与格芯原有的Fotonix平台（集成300GHz RF-CMOS与光子学特性）形成互补，支持2.5D封装，可服务于CPO技术的落地需求。
台积电是这一轮硅光子竞赛中布局最为系统的玩家。其硅光整合平台COUPE（紧凑型通用光子引擎）于2026年进入正式量产，通过SoIC技术将电子集成电路与光子集成电路进行3D堆叠，以提高带宽和功率效率、减少电耦合损耗。据台积电方面披露，全球首款采用COUPE技术的200Gbps微环调制器已于2026年开始生产，并已实现低于一亿分之一的误比特率。
客户层面，英伟达、博通的订单已经落地——博通基于COUPE平台的102.4Tbps CPO以太网交换机已向早期客户送样，英伟达的Quantum-X光子交换机已开始出货。由于初期PIC产能有限，2026至2027年主要量产客户预计以英伟达、博通及AMD为主。台积电的布局并非单点突破，而是系统性的生态构建——将COUPE与CoWoS、SoIC等先进封装技术整合，形成光电融合平台。此外，台积电还联合SEMI发起成立了硅光子产业联盟，将英伟达、博通、Marvell等全球巨头拉进同一生态圈。
中国大陆方面，本土力量亦在同步蓄势。粤芯半导体于2025年建成中国大陆首条12英寸硅光芯片量产线，工艺节点覆盖90nm至65nm，并计划向45nm演进。
争夺焦点：晶圆代工厂商为何押注硅光子？
业界指出，晶圆代工厂对硅光子的重视，可以从三个层面理解。
- 首先是工艺复用带来的成本优势。硅光子技术的核心价值在于，它能够利用现有成熟的CMOS半导体工艺来制造光学器件。这意味着晶圆代工厂现有的12英寸产线、设备、工艺人才可以部分迁移，边际成本低于从头建设化合物半导体产线。联电能够在18个月内实现从开发到量产，很大程度上得益于这一特性。
- 其次是先进封装环节的协同效应。CPO技术将光学引擎与交换芯片、AI加速器封装在同一基板内，对封装精度、散热管理、信号完整性提出了更高要求。而先进封装（如台积电的CoWoS、联电的2.5D封装方案）恰好是晶圆代工厂的核心能力之一。在CPO时代，光学引擎与电子芯片深度绑定，代工厂在封装环节积累的工艺经验和技术平台，成为其参与硅光子竞争的重要差异化优势。
- 第三是产业链话语权的考量。在传统光模块产业链中，晶圆代工厂的角色相对边缘。但随着CPO将光子芯片与电子芯片深度耦合，能够提供“设计支持—制造—封装—测试”一体化硅光子平台的代工厂，在产业链中的话语权有望明显提升。这正是联电推动自有平台、台积电扩充PIC产能、格芯收购AMF的共同逻辑——在技术标准尚未定型之际，率先建立平台优势。
但机遇的另一面是挑战。
硅光子的大规模商业化仍面临若干技术瓶颈。在制造端，硅基材料本身不发光，需要额外集成III-V族化合物半导体材料（如磷化铟、砷化镓）作为光源，这种异质集成工艺的复杂度和成本远高于传统CMOS制程。目前行业主流方案是通过键合或外延方式将III-V族材料与硅衬底结合，但工艺路线尚未收敛，各家代工厂的选择不尽相同，这对量产的一致性和可靠性提出了考验。
在封装与测试端，CPO将光学引擎与交换芯片集成在同一封装内，意味着封装环节必须同时处理光信号和电信号。光耦合的效率、光学接口的对准精度、封装过程中的应力管理，都是此前纯电子芯片封装未曾遇到的新问题。测试环节同样棘手——传统芯片测试以电信号为主，而硅光芯片需要同时测试光学性能和电学性能，测试设备和测试方法论尚未形成行业标准，测试成本在整体制造成本中的占比远高于传统芯片。
此外，行业标准的缺失也在延缓CPO的大规模商用。不同厂商在光纤接口、调制格式、封装尺寸等关键参数上各有主张，产业链上下游之间缺乏统一的互操作性规范。这使得光模块厂商、交换芯片厂商和代工厂之间的协同开发周期被拉长，客户在导入CPO方案时也面临供应商锁定的顾虑。
这些挑战意味着，即便代工厂完成了产能建设，从产能释放到大规模商用之间仍有距离。代工厂不仅需要解决制造端的工程问题，还需要与设备商、材料商、设计公司乃至终端客户共同推动标准建立和生态成熟——这是一个比建厂扩产更漫长的过程。
产能之外：硅光子商用还差什么？
从各家企业公布的时间表来看，2027年将是一个重要节点。联电计划在2027年推出自有12英寸硅光子平台，高塔半导体目标于2027年第四季度实现量产。多家头部代工厂的产能释放节点高度重合，意味着2027年前后可能是硅光子代工产能集中放量的窗口期。
在技术路线上，纯硅方案与新材料方案并存是当前行业的基本格局。联电目前采取双轨策略：纯硅MZM方案侧重于短期量产与成本控制，TFLN方案则面向未来超高带宽需求。这种布局方式可能被更多代工厂借鉴——纯硅方案负责快速上量、占领市场，新材料方案储备长期竞争力。代工厂如何在两条路线间分配研发资源，将直接影响下一阶段竞争格局。
中国大陆方面，粤芯半导体是目前中国大陆少数具备12英寸硅光晶圆大规模量产能力的企业之一，其产能规划和工艺演进值得持续关注。不过，业界认为，在每通道400G技术、CPO集成经验、TFLN等新材料储备方面，中国大陆厂商与国际龙头之间仍存在差距，追赶仍需时间。
此外，CPO大规模商用仍面临若干现实挑战。测试成本偏高、行业标准尚未统一、散热管理复杂等问题，都需要产业链上下游协同解决。即便代工厂完成了产能建设，下游客户的设计导入和生态适配仍需时间。
总体而言，硅光子和CPO技术已被晶圆代工行业视为后摩尔时代的重要增长方向。各家企业的布局节奏、技术选择和生态建设，将在未来三到五年内逐步接受市场检验。
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