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台积电在 ISSCC 2024 上明确表态：硅光子是未来 CPO（光电共封装）的必然选择。
以50T 交换机为例，用当前主流的插拔式模组，功耗达1500W，仍难满足未来高速高带宽需求。而硅光方案与 CPO 结合后，能在此基础上再降50%功耗，最终可降至约 850W。
今天，我们来了解：硅光技术是什么？为什么是下一代光模块的主要支撑技术？
一、硅光：从“组装”到“集成”
二、迈向CPO，为何硅光是主流方案
三、硅光需求爆发和国产化进度
一、硅光
从“模块组装”到“芯片集成”
硅光技术不是简单材料升级，而是光模块的制造工艺革新。
传统光模块需要像拼乐高一样，将40多个激光器、调制器等分立元件对准组装，成本高、效率低。
而硅光技术的关键突破在于，它利用成熟的半导体CMOS工艺，将这些光学元件像雕刻电路一样，“印刷”在1-2片硅基光芯片上。
分立元件光模块与硅光集成芯片对比
硅光芯片横截面图：集成多个器件（除了激光器）
硅光在光模块应用有以下优势：
1）集成度高，体积小
元件密度提升，模块体积大幅缩小，支持进一步的精密封装。
同一功能的光芯片和硅光芯片尺寸对比
2）高速率，低耗能
光信号传输能耗仅为电信号的1/10，在数据中心等能耗敏感场景，单模块功耗可从百毫瓦级降至微瓦级。例如，博通的一款51.2Tbps CPO交换机芯片采用硅光技术，功耗较传统方案降低30%。
硅光能更高效支持1.6T/3.2T高速率模块的多通道集成需求，有更好的带宽拓展潜力。
硅光技术适合多通道的高速率光通讯
3）成本优势
a.多模组→高度集成
集成后使用更少的器件，800G硅光模块物料总成本可比传统方案降低近20%，约100美元。
800G单模光块硅光方案器件成本对比
source：国信证券
b.人工组装→自动化
传统光模块多个器件的组装和耦合需要密集人工，硅光生产的组装步骤更少，组装精度要求更高下厂家不断建设自动化程度更高的产线，将大大减少人力成本。
高度集成的硅光模块人工组装环节减少
c.化合物晶圆→12寸硅晶圆产线
传统光器件生产用砷化镓(GaAs)/磷化铟(InP)等 III-V 族化合物衬底晶圆（主流2-6英寸），成本高、良率低、拓产慢；而硅光芯片待工艺成熟后可使用 12 寸硅晶圆产线，晶圆尺寸大、单颗芯片成本低，光芯片尺寸不依赖于加工工艺的精细度，使用成熟工艺制程(130nm/90nm/45nm）。
化合物晶圆和硅基SOI晶圆对比
二、迈向CPO
为何硅光是主流方案？
硅光是实现下一代CPO光电共封装光模块的关键“使能技术”。
上期CPO引爆光博会，先进封装下一赛道提到，CPO（共封装光学）的原理 —— 把光引擎像 “邻居” 一样，直接 “搬” 到交换机芯片旁边住。这样一来，电信号不用再跑远路传递，功耗自然就降下来了。
Source：ISSCC
但 “邻居同住” 没那么简单：光引擎体积得足够小，才能塞进交换机芯片旁边的 “小空间”；工艺还得和芯片兼容，不能 “处不来”；高密度的散热也得解决 —— 这三大难题让传统方案很难实现。
而硅光芯片刚好是 “理想帮手”：它把调制器、探测器等多个部件 “打包集成”，个头变小既满足了体积要求，模块内器件数减少了，又减少功耗和温度。
CPO 方案（基于硅光芯片）与热插拔方案对比
三、硅光需求爆发和国产化进度
硅光技术已成为高速率光模块的主流选择之一。
根据Yole预测，硅光模块2029年市场规模将达到103亿美元，近5年CAGR达45%；对应硅光模块销量近1800万只。
硅光模块应用阶段
800G：成熟商用，批量出货；
1.6T：进入量产阶段，2025年硅光技术在1.6T光模块中的渗透率将达45%；
3.2T：已在AI与超算等前沿领域试用。
LightCounting预计，在CPO等先进封装方式的应用下，硅光光收发器市场份额从2025年的30%翻倍增长至2030年的60%。
硅光收发器的市场份额：硅光占比不断上升
硅光芯片的销售额将从 2023 年的 8 亿美元增至 2029 年的略高于 30 亿美元。
2029年硅光方案在激光器和光芯片的占比52%
全球硅光产业链由英特尔、思科等国际巨头主导，而我国依托庞大光通讯市场与成熟光模块产业基础，硅光子产业设计、制造等各环节正在持续突破。
中际旭创、新易盛、光迅科技等光芯片/模块企业在积极推进硅光技术布局和量产。
部分上市光芯片/模块企业硅光布局
艾科瑞思
硅光模块产线应用设备
硅光应用对封装设备提出了更高要求。针对硅光产品结构复杂、材料敏感、集成度高的特点，艾科瑞思聚焦关键环节进行技术突破，RX 系列分选机与 ZX 系列多芯片高精度贴装设备，已在国内头部厂商的 400G/800G 光模块产线中实现规模应用。
以今年出机多台的12 寸多功能分选设备RX3000为例，针对客户需求不断迭代，核心特性如下：
1.高价值芯片拾放
适配性广：稳定处理 InP、GaAs、SiPho 硅光芯片，兼容空气桥、深腔等特殊结构；
精确拾取：焊头多配置可选不同拾取精度，支持 5-10g 小力控实现轻柔取放，升级版配备旋转晶圆台可精准控制芯片拾取角度；
安全保障：针对光芯片薄、结构精密的特性，规避传统设备力控不足导致的隐裂、损坏问题。
2.高度柔性化的产线适配
核心痛点：光模块生产需兼容多种芯片与材料，传统分选设备产品 / 工艺切换时耗久、人工调试频繁，制约生产效率。
设备方案：RX3000支持多吸嘴工具（Max 14）、四顶针工具快速切换，搭配自动标定功能，无需频繁人工调试，覆盖多类物料处理需求。
核心价值：实现不同产品 / 工艺无缝转换，单台设备适配多物料分选，既增强产线应对多品类生产的灵活性，又显著提升生产效率，提高设备投资回报率。
3.高效生产
分BIN拾取与定制化跑图：可识别晶圆图中不同批次芯片，实现分批按需分选；
自动化上下料：可定制联网集成至客户自动化生产线；减少人工干预，直接提升整体生产效率。
灵活配置：根据实际产品需要可选择多种上下料方式组合。面向8/6寸晶圆分选，睿芯系列RX2000多功能分选机可同样满足多种分选需求。
下期预告
光模块升级关键：先进封装应用
艾科瑞思多芯片贴装设备应用场景
END
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