臺積電、英偉達(dá)、英特爾、蘋果等大廠搶攻硅光子技術(shù)

近期臺積電對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運算兩大問題的關(guān)鍵技術(shù)后，硅光子一躍而成業(yè)界討論熱點。業(yè)界并傳出臺積電正在與其大客戶博通以及英偉達(dá)開發(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)。稱霸CPU市場多年的英特爾也早已投資這項技術(shù)超過10年的時間，而蘋果、英偉達(dá)、臺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，硅光子市場（以裸晶計算）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，硅光子市場才正要起飛，其年復(fù)合成長率達(dá)到36%，無疑是讓業(yè)界看重并起而投入的一大原因。

帶動硅光子技術(shù)發(fā)展，并且成為新興潛力市場的一大原因，是來自光通訊的需求。延續(xù)摩爾定律越來越困難，但數(shù)據(jù)傳輸效率與運算效能需求卻仍快速增長的情況下，透過半導(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)動的光通訊領(lǐng)域，是目前硅光子應(yīng)用最大市場。但硅光子能讓全球科技業(yè)巨頭紛紛投入，它的應(yīng)用市場絕不僅僅于此。

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

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

根據(jù)Bloomberg的報道，蘋果采用的正是硅光子技術(shù)，技術(shù)原理為透過激光發(fā)出特定波長的光，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導(dǎo)將委由臺積電制造。

從感測的應(yīng)用來看，硅光子在自動駕駛汽車與無人機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域也同樣受到關(guān)注。 激光雷達(dá)（LiDAR）的高感測精準(zhǔn)度被視作自駕車發(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車上的組件體積并且降低成本。

另外則是運用無人機(jī)的高階陀螺儀，過往因為體積龐大加上成本昂貴，沒有辦法搭載在一般商用無人機(jī)上，若透過采用硅光子技術(shù)，光纖陀螺儀將可望大幅降低成本與體積，未來可望在消費型無人機(jī)裝置上看到光纖陀螺儀的采用。

此外，量子計算和通信的發(fā)展也可望由硅光子推動，硅光子的應(yīng)用領(lǐng)域中，光子運算（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，和消費者健康相關(guān)的市場則會躍升至第三大應(yīng)用領(lǐng)域，其他具強(qiáng)力成長動能的還包括目前臺廠積極開發(fā)的co-packaged engines、免疫分析 （immunoassay）、光互聯(lián) （optical interconnects）等領(lǐng)域。