臺(tái)積電、英偉達(dá)、英特爾、蘋(píng)果等大廠(chǎng)搶攻硅光子技術(shù)

近期臺(tái)積電對(duì)外分享了其硅光子布局進(jìn)度，并將硅光子視作解決能源效率和AI運(yùn)算兩大問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)后，硅光子一躍而成業(yè)界討論熱點(diǎn)。業(yè)界并傳出臺(tái)積電正在與其大客戶(hù)博通以及英偉達(dá)開(kāi)發(fā)基于硅光子技術(shù)的新產(chǎn)品，最快2025年進(jìn)入量產(chǎn)階段。

事實(shí)上，IBM 早在20 年前就已積極投入集 20 世紀(jì)兩大最重要的發(fā)明「硅集成電路」與「半導(dǎo)體鐳射」大成的「硅光子」技術(shù)。稱(chēng)霸CPU市場(chǎng)多年的英特爾也早已投資這項(xiàng)技術(shù)超過(guò)10年的時(shí)間，而蘋(píng)果、英偉達(dá)、臺(tái)積電等巨頭公司也已投入多年研發(fā)硅光子技術(shù)。

業(yè)界預(yù)測(cè)，硅光子市場(chǎng)（以裸晶計(jì)算）規(guī)模將從2021年的1.52億美元，在2027年攀升至9.27億美元，對(duì)于許多已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展高原期的領(lǐng)域而言，硅光子市場(chǎng)才正要起飛，其年復(fù)合成長(zhǎng)率達(dá)到36%，無(wú)疑是讓業(yè)界看重并起而投入的一大原因。

帶動(dòng)硅光子技術(shù)發(fā)展，并且成為新興潛力市場(chǎng)的一大原因，是來(lái)自光通訊的需求。延續(xù)摩爾定律越來(lái)越困難，但數(shù)據(jù)傳輸效率與運(yùn)算效能需求卻仍快速增長(zhǎng)的情況下，透過(guò)半導(dǎo)體制程整合光電組件，不僅能提高元件密度、增加整體操作效率、減少耗能，還能達(dá)到有效降低成本的效益。

盡管，由數(shù)據(jù)中心需求驅(qū)動(dòng)的光通訊領(lǐng)域，是目前硅光子應(yīng)用最大市場(chǎng)。但硅光子能讓全球科技業(yè)巨頭紛紛投入，它的應(yīng)用市場(chǎng)絕不僅僅于此。

業(yè)界指出，硅光子技術(shù)可望帶來(lái)的突破還包括更精準(zhǔn)、敏感的生物分析和檢測(cè)，其中最受市場(chǎng)期待的應(yīng)用是血糖偵測(cè)。

在穿戴型設(shè)備上搭載血糖檢測(cè)功能是各大科技公司正在努力的目標(biāo)，蘋(píng)果正是其一。為了開(kāi)發(fā)這項(xiàng)功能，蘋(píng)果曾與英國(guó)硅光子新創(chuàng)公司Rockley Photonics合作開(kāi)發(fā)，后來(lái)歷經(jīng)終止合作關(guān)系，以及Rockley Photonics于今年初申請(qǐng)破產(chǎn)后，蘋(píng)果傳出在非侵入性血糖偵測(cè)功能上取得大進(jìn)展。

根據(jù)Bloomberg的報(bào)道，蘋(píng)果采用的正是硅光子技術(shù)，技術(shù)原理為透過(guò)激光發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，照射到皮膚下組織被葡萄糖吸收的區(qū)域，并且反射回傳感器，顯示出葡萄糖的濃度。而此硅光子芯片與傳感器則被報(bào)導(dǎo)將委由臺(tái)積電制造。

從感測(cè)的應(yīng)用來(lái)看，硅光子在自動(dòng)駕駛汽車(chē)與無(wú)人機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域也同樣受到關(guān)注。 激光雷達(dá)（LiDAR）的高感測(cè)精準(zhǔn)度被視作自駕車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵，但目前的發(fā)展卻仍受限于成本高昂與技術(shù)復(fù)雜程度，未來(lái)若應(yīng)用硅光子技術(shù)，預(yù)期將可以有效縮小搭載在電動(dòng)車(chē)上的組件體積并且降低成本。

另外則是運(yùn)用無(wú)人機(jī)的高階陀螺儀，過(guò)往因?yàn)轶w積龐大加上成本昂貴，沒(méi)有辦法搭載在一般商用無(wú)人機(jī)上，若透過(guò)采用硅光子技術(shù)，光纖陀螺儀將可望大幅降低成本與體積，未來(lái)可望在消費(fèi)型無(wú)人機(jī)裝置上看到光纖陀螺儀的采用。

此外，量子計(jì)算和通信的發(fā)展也可望由硅光子推動(dòng)，硅光子的應(yīng)用領(lǐng)域中，光子運(yùn)算（photonic processing）將從2021年幾乎不存在，到2027年竄升至硅光子第二大的應(yīng)用領(lǐng)域，和消費(fèi)者健康相關(guān)的市場(chǎng)則會(huì)躍升至第三大應(yīng)用領(lǐng)域，其他具強(qiáng)力成長(zhǎng)動(dòng)能的還包括目前臺(tái)廠(chǎng)積極開(kāi)發(fā)的co-packaged engines、免疫分析 （immunoassay）、光互聯(lián) （optical interconnects）等領(lǐng)域。