AI高速互連需求升溫,傳聯電取得最多1萬片矽光子晶圓訂單

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新加坡投產,聯電躍上光學晶片焦點

據報導,聯華電子(聯電)已取得光學模組供應商 InnoLight 與光子技術設計業者 Saili 的訂單,數量最多達1萬片光子積體電路晶圓。Saili 的投資人包括騰訊旗下創投部門。產品預計在聯電新加坡廠生產;隨著客戶擴大供應用於運算系統間高速連接的晶片,未來也可能追加訂單。

目錄
  1. 新加坡投產,聯電躍上光學晶片焦點
  2. 兩家客戶各自帶來什麼
  3. 這些晶片為何攸關人工智慧網路
  4. 競爭焦點不只在最微小的電路
  5. 晶圓價格高出7倍,營收結構隨之改變
  6. 兩條技術路線支撐擴張
  7. 產能計畫延伸至2030年
  8. 對聯電及客戶的影響
  9. 重點整理

業界估計,部分先進光子積體電路產品的售價約為傳統 CMOS 晶圓的7倍。聯電拒絕評論特定客戶或訂單,該價格估算也尚未獲公司證實。據報導的訂單尚未公布交貨時程與金額。

這項發展匯聚了形塑聯電光通訊業務的兩股力量:人工智慧系統對更快速資料傳輸的需求日增,以及聯電運用成熟製程生產更高價值專業產品的布局。聯電的機會在於生產處理光訊號的晶片,拓展傳統半導體工廠熟悉的電訊號製造業務。

聯電與新加坡 SILITH 於7月宣布,首批12吋矽光子晶圓已在新加坡出貨。從開發到量產歷時18個月,產品也通過一家大型雲端客戶的認證。這代表據報導的訂單已有量產基礎,不只是技術開發計畫。

兩家客戶各自帶來什麼

InnoLight 是資料中心光收發模組的主要供應商,業務服務北美大型雲端運算業者與人工智慧市場。這類模組利用光傳送和接收資料。該公司正拓展每秒800 gigabits與1.6 terabits產品,通常簡稱為800G與1.6T。

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Saili 專注於矽光子晶片設計,並透過新加坡 SILITH 拓展國際業務。其每通道100G與200G的光子積體電路(PIC)產品,累計出貨已超過800萬顆。Saili 也正與聯電合作開發支援每通道400G的技術。

這些客戶關係讓聯電連結到光學供應鏈的不同環節。InnoLight 製造將納入資料中心網路的模組,Saili 則設計光學系統所用的光子晶片。聯電提供製造平台,將這些設計轉化為實體晶片。

據報導,初期最多1萬片的數量指的是晶圓;Saili 的累計出貨數字則是單顆晶片。一片晶圓是半導體材料的圓形薄片,包含許多晶片,之後再切割分離。若缺乏晶片尺寸與製程良率等資訊,就無法將晶圓訂單換算為可靠的成品數量。

這些晶片為何攸關人工智慧網路

光子積體電路(PIC)是在晶片上整合導引、控制或偵測光線的功能。在光通訊中,PIC 協助連結運算設備內部的電訊號,以及透過光纖傳輸資料的光訊號。

傳統電子晶片傳輸並處理電訊號。光子晶片還需要波導等結構,讓光沿著指定路徑前進;也需要調變器改變光線,使其承載資訊。整合這些功能需要專業製程,並精確控制材料與尺寸。

人工智慧運算系統需要高速連線,因為大量資料必須在處理器之間及資料中心內傳輸。光學模組正從800G邁向1.6T,最終朝3.2T發展。按標示速率計算,1.6T的容量是800G的兩倍,3.2T則是其四倍。

Saili 與聯電合作開發的每通道400G技術,則是因應這項發展的另一個層次。通道是通訊系統中的個別資料路徑。提高通道速度有助設計出更高速的光學產品,不過成品模組的總速率也取決於通道配置方式。

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競爭焦點不只在最微小的電路

聯電透過成熟半導體製程與專業光學製造拓展這些產品。這項業務重視大規模生產可靠光學結構的能力,讓聯電得以切入人工智慧基礎設施市場,走出有別於製造最先進運算處理器的路線。

Tower Semiconductor 與 GlobalFoundries 已提供矽光子製造平台。業界說法指出,兩家公司產能已滿載,這也有助解釋光學晶片客戶為何尋求更多製造夥伴。相關業者未公布產能利用率或交貨等待時間。

台積電也提供相關技術,採用先進製程,但光罩等項目的成本較高。光罩是將電路圖案轉印到晶圓上的模板。對光學晶片設計業者而言,這些開發費用還須加上每片晶圓的製造成本。

聯電提出的優勢結合成熟製程、光學製造專業,以及12吋晶圓生產。較大的晶圓在良率與工廠運作管理得當時,有助擴大產量並降低每顆晶片的製造成本。製程一致性也很重要,因為客戶需要不同批次生產的晶片都能穩定運作。

晶圓價格高出7倍,營收結構隨之改變

據報導業務最引人注目的財務特點,是估計中的價格溢價。據稱,部分先進 PIC 晶圓的售價約為一般 CMOS 晶圓的7倍。CMOS 是許多電子晶片廣泛採用的製造技術。

對聯電而言,提高高價產品在銷售中的占比,可能拉高平均售價,通常稱為 ASP。這項指標代表每售出一單位產品所取得的平均營收。即使不調漲每一項既有產品的價格,公司也能藉由調整產品組合提高 ASP。

獲利也取決於光學晶圓的生產成本、每片晶圓可產出的合格晶片數量、開發費用,以及客戶最終使用多少產能。PIC 生產涉及要求嚴格的光學結構與整合步驟,因此製程良率是營運上的關鍵考量。良率是指製造出的晶片中,符合規格的比例。

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因此,聯電的投資價值不只在於亮眼的價格倍數。重複訂單、穩定良率與產線持續使用,才能讓誘人的售價轉化為更長久的業務。初期訂單規模與後續採購的可能性顯示商業機會,而規劃中的擴產則反映聯電準備投入的規模。

兩條技術路線支撐擴張

聯電的光通訊布局涵蓋矽光子 PIC、鈮酸鋰薄膜技術與先進封裝。其新加坡廠是12吋矽光子平台的核心。

另一條路線則結合聯電全資光電子公司聯穎光電,以及與國際夥伴的合作。聯穎光電在光電元件與特殊材料晶圓製造方面具備經驗,為集團拓展傳統電子晶片以外的業務奠定現有技術基礎。

鈮酸鋰薄膜(TFLN)採用一層薄膜材料,其光學特性會隨電場變化,因此適合用於通訊裝置中的光線控制。這項技術擴大聯電的選擇,與已投入晶圓生產的矽光子平台相輔相成。

先進封裝也是策略的一環,因為光學與電子元件必須有效連結,才能整合成可用產品。聯電的做法是將製程、特殊材料與元件整合納入同一業務布局,並以不同技術滿足不同設計需求。

產能計畫延伸至2030年

聯電已宣布擴增新加坡 P4 區的矽光子產能,並開始規劃台灣南部的新 P7 與 P8 廠區。公司設定的長期 PIC 產能目標為每月1萬8,000片晶圓,預計2028年底開始裝機,目標在2030年達到完整規模。

據報導,最多1萬片的初期訂單,相當於未來每月產能目標的約56%。這項比較顯示規劃中的產能規模,但訂單本身尚未公布交貨期間。若每月穩定生產1萬8,000片,全年將相當於21萬6,000片。

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主要里程碑如下:

  • 7月,年份未明:聯電與 SILITH 宣布新加坡首批12吋矽光子晶圓出貨,歷經18個月開發。
  • 2028年底:依長期擴產計畫,預計開始裝機。
  • 2030年:PIC 產能目標達到每月1萬8,000片的完整規劃規模。

據報導,大型客戶已開始洽談未來產能分配。提早預留產能有助客戶規劃自家產品上市與供應承諾,也讓聯電在新廠全面運作前,更清楚掌握需求。

對聯電及客戶的影響

聯電有望藉由專業製造與高價值產品拓展新的成長來源。新加坡量產里程碑、Saili 既有晶片出貨,以及據報導的 InnoLight 業務,讓聯電的技術開發連結到已參與高速光通訊市場的客戶。

光學晶片設計業者在提升通道與模組速度時,將多一項製造選擇。對服務雲端業者的模組供應商而言,取得足夠晶圓產能,是滿足資料中心高速連線需求的一環。相較於初期量產成果,聯電擴產時程中的大規模產能承諾還要數年才能實現。

近期商業焦點是據報導的新加坡訂單。較長期的布局則是建立可重複運作的製造業務,涵蓋矽光子、特殊光學材料與封裝。這項布局能否對獲利帶來重大貢獻,將取決於出貨量、製造成本,以及產能擴大後聯電達成的產品組合。

重點整理

  • 據報導,聯電取得 InnoLight 與 Saili 總計最多1萬片 PIC 晶圓的初期訂單,預計在新加坡生產。
  • 聯電拒絕評論特定客戶或訂單;售價估計為傳統 CMOS 晶圓7倍的說法仍未獲證實。
  • 聯電與 SILITH 宣布,歷經18個月開發後,首批量產晶圓已出貨。
  • Saili 的100G與200G產品出貨已超過800萬顆,並與聯電合作開發每通道400G技術。
  • 聯電長期 PIC 產能目標為每月1萬8,000片晶圓,預計2028年底開始裝機,目標在2030年達到完整規模。
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