格羅方德收購 AMF,鞏固矽光子領先地位,搶攻 AI 資料中心市場

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格羅方德收購 AMF,鞏固矽光子領先地位,搶攻 AI 資料中心市場

AI 資料傳輸轉向光學:格羅方德整合新加坡 AMF

格羅方德(GlobalFoundries)收購總部位於新加坡、專精矽光子的先進微電子鑄造公司(Advanced Micro Foundry,AMF),將光學技術推上人工智慧基礎設施的核心位置。交易條件未公開,此次收購結合 AMF 超過 15 年的光子製造經驗與智慧財產權,以及格羅方德的全球布局。公司高層表示,合併後的事業體將成為營收規模最大的純矽光子晶圓代工廠,為 AI 資料中心、高速通訊、感測及新興量子系統提供服務。此次收購也搭配一項在新加坡與新加坡科技研究局(Agency for Science, Technology and Research,簡稱 A*STAR)的新研究合作計畫,並計畫成立矽光子卓越中心,專注於新一代材料及每秒 400 gigabits 以上的連結技術。

目錄
  1. AI 資料傳輸轉向光學:格羅方德整合新加坡 AMF
  2. 矽光子為何對 AI 與先進網路至關重要
  3. AMF 交易為格羅方德帶來什麼
  4. 新加坡研發中心與 A*STAR 長期合作
  5. 企業代表談合作
  6. 這項轉變如何融入全球光學連結競賽
  7. 技術簡介:從晶圓尺寸到共同封裝光學
  8. 從 200 毫米晶圓邁向 300 毫米晶圓
  9. 從可插拔模組到共同封裝光學
  10. 400G 為何重要
  11. 風險、整合與觀察重點
  12. 對新加坡與亞洲晶片生態系的影響
  13. 重點摘要

矽光子技術是在矽晶片上,將波導、調變器等以光傳輸為基礎的元件與標準電子元件整合。它以光纖和整合光學元件取代許多短距離及長距離資料連結中的銅導線。這項轉變可降低耗電與發熱,並大幅提高伺服器、加速器機櫃及儲存系統之間的頻寬。隨著 AI 訓練叢集每小時在資料中心內傳輸數 PB 資料,銅連結也日漸逼近物理極限,光學傳輸路徑已成為產業優先發展方向。

矽光子為何對 AI 與先進網路至關重要

現代 AI 仰賴由大量 GPU、客製化加速器及高速儲存設備組成的龐大網路。這些元件之間的資料傳輸,往往是耗電預算與效能的主要限制。銅纜與電訊號 SerDes 連結在高頻或長距離傳輸時會有訊號衰減,因此需要中繼器及更大的電壓擺幅,進而增加耗能與延遲。光學連結以光傳輸資料,能以遠低於銅線的每位元能耗,跨越長距離傳輸,且訊號損耗與串音極低。

矽光子技術將光學功能整合在矽晶圓上,並與控制電子元件並置。晶圓代工廠會製造傳導光線的波導、用來編碼資料的調變器,以及將光轉回電訊號的光偵測器。整合式設計以體積更小、散熱更佳且通常成本更低的光引擎,取代分離式收發器模組。整體而言,這能提高每個機櫃的傳輸量、降低散熱需求,並提升超大規模資料中心與電信網路的可靠性。

這項技術也相當靈活。它支援可插拔收發器,讓既有交換器得以升級;也支援共同封裝光學(co-packaged optics),將光引擎與交換器或加速器矽晶片相鄰放置於同一封裝中。共同封裝光學將封裝內的電訊號路徑縮短至僅數毫米,再透過光纖進行較長距離傳輸。隨著連結速度從 400G 提升至 800G 及更高,這種設計有助於改善能耗與訊號完整性。

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AMF 交易為格羅方德帶來什麼

先進微電子鑄造公司是公認第一家專門從事矽光子的晶圓代工廠。該公司於 2017 年從新加坡科技研究局旗下微電子研究院分拆成立,為電信、資料中心、光達(LiDAR)及感測器領域的客戶提供製造、原型開發與測試服務。AMF 約有 250 名員工,透過 200 毫米晶圓平台服務全球客戶,並規劃隨產量增加擴大至 300 毫米晶圓生產。

收購 AMF 後,格羅方德取得成熟的製程設計套件、元件資料庫,以及具備深厚光子元件整合與測試經驗的團隊。公司將能因應長途光纖通訊、資料中心內部連結,以及汽車感測與量子光子等特殊市場的需求。擴大後的規模也讓客戶能向多個地區採購並認證第二供應來源,降低關鍵基礎設施專案的供應風險。

格羅方德表示,其在美國既有的矽光子技術能力,將由新加坡的製造據點補足,服務全球客戶。公司目標是加快光收發器、共同封裝光學及整合式光子解決方案的上市速度,以滿足 AI 與雲端業者日益增加的頻寬和效率需求。

新加坡研發中心與 A*STAR 長期合作

格羅方德計畫在新加坡設立矽光子卓越中心,與 A*STAR 合作研究材料與元件,目標是開發每秒 400 gigabits 及更高速的連結技術。這項速度指標符合目前資料中心的發展週期:400G 與 800G 已是交換器及伺服器連線的標準基礎,業者也已開始評估下一代模組。

公司表示,新加坡研發計畫的成果將直接導入其光子平台與產品發展藍圖。新加坡早期投入光子與量子研究,加上現有的半導體人才基礎,使其成為擴大製造、推進元件物理與製程創新的務實據點。格羅方德在新加坡多座晶圓廠雇用約 3,800 人,有助於將實驗室成果順利導入產線。

這項布局也展現公共研究如何轉化為商業能力。AMF 源自 A*STAR 微電子研究院,呈現了從學術研究到工業規模解決方案的發展路徑。新的合作旨在縮短未來光子平台的發展時程,包括開發能實現更高速、低損耗及低功耗光學連結的新型材料。

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企業代表談合作

格羅方德執行長 Tim Breen 表示,矽光子是當前與未來 AI 基礎設施的核心需求。他指出,公司將運用 AMF 的產能與專業,擴展光學解決方案的產品發展藍圖,以降低資料中心內部及廣域網路的耗電並提高傳輸量。

矽光子技術是 AI 基礎設施不可或缺的一環。隨著資料傳輸速度加快、工作負載日益複雜,能以更高速度、更精準度與更佳能源效率傳輸資訊,如今已是 AI 資料中心與先進電信網路的基本要件。

AMF 執行長 Jagadish CV 強調兩家公司的契合之處,以及透過更廣泛的產品組合拓展市場的潛力。

AMF 與 GF 都致力於創新,並重視與客戶密切合作,以提供差異化解決方案。雙方的技術組合相輔相成,我們期待推動矽光子技術發展,服務更多市場與客戶。

這項轉變如何融入全球光學連結競賽

光學連結已成為整個產業的策略重點。網路晶片廠商與超大規模業者正推進可插拔及共同封裝光學技術,以跟上 AI 大規模叢集的需求。輝達(Nvidia)等公司已與領先晶圓代工廠合作,將網路矽晶片與光學連結封裝在一起。獲創投支持的 Ayar Labs、Celestial AI 與 Lightmatter 等公司正打造晶片間光學連結,其中一些採用格羅方德代工。在量子運算領域,格羅方德與 PsiQuantum 合作,開發用於大型量子系統的光子晶片。

新加坡產能增加,加上美國與歐洲的既有營運據點,讓格羅方德擁有更多元的製造布局。這有助於希望從多個區域採購關鍵零組件的雲端服務供應商與電信業者,也讓新加坡在矽光子應用擴及資料通訊、感測與運算之際,有機會成為設計、製造與測試樞紐。

此次收購也延續格羅方德與新加坡長期以來的連結。2010 年,格羅方德收購特許半導體(Chartered Semiconductor),擴大在當地的布局。AMF 交易則增添光子技術專長,與當前 AI 基礎設施支出的浪潮相呼應。

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技術簡介:從晶圓尺寸到共同封裝光學

兩項細節有助於說明這筆交易為何可能加快光子技術的普及:晶圓尺寸與封裝方式。

從 200 毫米晶圓邁向 300 毫米晶圓

AMF 目前使用 200 毫米晶圓生產。格羅方德計畫在客戶需求增加時擴大至 300 毫米。較大的晶圓可製造更多晶粒、提升規模經濟,且通常可採用更先進的設備。將光子平台移轉至 300 毫米晶圓,可降低每項功能的成本,並支援更大量的收發器與光引擎生產。這項轉型需要謹慎轉移製程並完成認證,以維持光學效能,例如波導的低傳播損耗,以及晶圓間一致的調變器表現。

從可插拔模組到共同封裝光學

數十年來,網路設備一直仰賴插入交換器前面板的可插拔光學模組。這類模組仍將扮演重要角色,因為業者無須更換整套系統,就能升級光學元件。共同封裝光學則帶來新的設計方式:光引擎與交換器 ASIC 或加速器位於同一基板上,電訊號導線也因此極短。這能將訊號損耗降至最低、降低耗電,並提高每個機箱的總頻寬。晶圓代工層級的光子與電子元件整合,是實現此架構的關鍵,也是格羅方德產品發展藍圖的重點領域。

400G 為何重要

現代 AI 資料中心機櫃透過多條 100G 通道傳輸資料。400G 收發器通常採用四條 100G 通道,800G 則是其兩倍。要以低耗電在大規模部署中實現可靠的 400G 與 800G,是邁向 Tb 等級連結的務實一步。針對這些速度所進行的材料、調變器及低損耗波導研究,有助於降低每位元成本與每位元耗電,而這兩項指標主導資料中心網路設計。

風險、整合與觀察重點

擴大矽光子平台並非易事。良率取決於光學損耗、元件均勻性、封裝對準及測試涵蓋率。從 200 毫米晶圓轉向 300 毫米晶圓,需要對更多晶粒進行製程控制,且往往得使用新設備。整合團隊與製程設計套件時也必須審慎,以維持客戶設計規則的穩定。雷射、材料與先進封裝的供應鏈也必須同步擴大,才能配合晶圓產出。

客戶採用週期也是一項變數。許多雲端業者依循多年期升級時程更換光學元件,並配合交換器矽晶片與網路架構的更新。要說服客戶從可插拔模組轉向共同封裝光學,取決於經驗證的可靠性、服務模式,以及在現場維修或更換光學元件的能力。

產業競爭十分激烈。領先晶圓代工廠與網路矽晶片供應商都在投資光學互連技術。能結合高良率製造、成熟設計生態系與穩固封裝合作關係的公司,將在新一代交換器與 AI 叢集中取得最多採用機會。

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對新加坡與亞洲晶片生態系的影響

新加坡多年來持續投資光子、量子研究及半導體製造。半導體產業對該國國內生產毛額有顯著貢獻,公共部門也推出多項計畫,以強化設計、先進封裝與特殊材料領域。AMF 從研究機構分拆成立、成為全球供應商,如今再納入領先的合約晶片製造商,展現公費科學研究如何培育可出口的專業技術。

新設的卓越中心與擴大的產能,可能吸引希望在亞洲設計並製造光引擎,同時維持使用北美與歐洲晶圓代工產能管道的新創公司與跨國企業。新加坡作為中立且穩定樞紐,對強化供應鏈韌性具有吸引力。對從事光子、量子與感測技術的深科技新創公司而言,在同一個生態系內更容易取得原型開發、試產及擴大量產的資源,有助於縮短產品上市時間。

對格羅方德而言,通訊基礎設施與資料中心業務已是成長最快的業務之一。公司高層表示,若採用速度延續目前趨勢,矽光子業務在本十年結束前可能達到數十億美元的年營收規模。收購 AMF 並與 A*STAR 合作,正是為了提高產能、加速創新及減少區域瓶頸,讓業務維持這項成長趨勢。

重點摘要

  • 格羅方德收購新加坡的先進微電子鑄造公司,以擴大矽光子產能與技術能力;交易財務條件未公開。
  • 合併後的事業體將使格羅方德成為營收規模最大的純矽光子晶圓代工廠。
  • 新加坡將成立矽光子卓越中心,與 A*STAR 合作開發 400G 及更高速的光學技術。
  • AMF 帶來 200 毫米晶圓平台、成熟的製程設計套件及全球客戶群,並計畫擴大至 300 毫米晶圓生產。
  • 矽光子以光傳輸資料,相較銅線可降低耗電與延遲,對 AI 資料中心及電信網路至關重要。
  • 格羅方德計畫加快從可插拔收發器到共同封裝光學等產品的發展,服務資料通訊與運算市場。
  • Ayar Labs、Celestial AI、Lightmatter 等新創公司,以及量子運算業者 PsiQuantum,都參與了光學連結的整體轉型。
  • 主要執行挑戰包括良率、向大尺寸晶圓移轉製程、先進封裝及客戶採用週期。
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