1.6T光模組啟動台廠供應鏈,AI算力引爆光互連革命

過去數年間,資料中心主流光收發模組仍以400G為主要量產規格,隨著AI叢集規模快速擴大,800G光模組已逐漸成為新一代交換機與AI伺服器的標準配置,與此同時,採用200G/lane架構的1.6T光模組,也已從技術開發階段推進到樣品驗證、系統測試與早期導入階段,預期將隨102.4Tbps等新一代交換晶片平台成熟,於2026年前後進一步擴大量產規模。由此可見在互連頻寬需求翻倍成長之時,光模組需求也同步擴大,並進一步帶動整條光通訊產業鏈,包括雷射元件、光纖耦合元件與被動光學元件的需求。
對雲端服務業者而言,在未來高速光互連成為維持大型AI系統效率的重要基礎設施。其相較於銅線傳輸光纖在較長距離傳輸環境下具備更高頻寬、較低訊號衰減與更佳抗干擾能力,因此在跨機櫃、跨列,甚至跨資料中心的高速資料傳輸應用中,已成為主流且最具可擴充性的方案。其中,美國光通訊廠Applied Optoelectronics(AAOL.US)近年積極布局AI資料中心市場,公司預期隨著800G光模組需求快速增加,2026年營收有機會達到約十億美元規模,高於市場原先預期的8億美元以上水準。
當高速互連需求從技術趨勢轉化為實際訂單後,光模組與光學元件產能擴張也逐漸成為產業關注焦點。AI晶片龍頭Nvidia(NVDA.US)宣布分別投資Lumentum(LITE.US)與Coherent(COHR.US)等光通訊元件供應商各20億美元,其總投資金額達到40億美元。Lumentum長期深耕光通訊與資料中心光子元件,產品涵蓋連續波雷射、EML雷射、光收發器與光交換平台,在高速光模組所需的光源技術中占有重要位置;Coherent則是全球主要光子與光學元件供應商之一,產品橫跨雷射、光通訊模組、放大器與各類精密光學元件。
當交換晶片頻寬由25.6Tbps提升至51.2Tbps,並進一步推進到102.4Tbps之際,資料中心網路也正由800G主流高速互連規格,逐步邁向1.6T世代。隨著單埠速率、SerDes速度與交換容量同步升級,系統設計的挑戰已不再只是頻寬堆疊,而是延伸到更嚴格的訊號完整性、熱管理與功耗控制。博通(AVGO.US)在25年宣布Tomahawk6可提供102.4Tbps交換容量,並以200GSerDes對應新一代AI伺服器架構;Nvidia也發表Spectrum-XPhotonics與Quantum-XPhotonics,主打1.6Tbpsperport的光子交換器,並強調相較傳統方式可帶來3.5倍能效提升與更高系統韌性。
雖CPO發展快速,銅線在當前AI與HPC系統中仍有關鍵角色。尤其在機櫃內、ToR交換器附近,以及交換器到網卡的短距離連接應用中,數位類比轉換器(DAC)仍具備低成本、低延遲、低功耗與整合成熟等優勢。以Nvidia LinkX為例,官方資料顯示DAC仍是短距離高速連結的重要方案;在800G產品線中,部分被動DAC型號可延伸到3公尺,更長距離則通常由線性主動銅纜(ACC/LACC)、AOC與各類光模組承接。
在未來AI工廠將發展成以數千顆、甚至未來數十萬顆GPU協同運作的平行運算系統,資料在GPU之間、伺服器之間、交換器之間來回搬移的頻率與密度,比傳統雲端負載高得多CPO也逐漸取代DAC。而高速互連不再只是單一模組廠,是從晶片、封裝、光源、連接器、光纖管理到系統組裝的全鏈條升級。對台灣廠商而言,這是一個比傳統網通升級更大的機會,因為AI資料中心的建設規模、更新速度與驗證門檻都遠高於一般雲端設備,能卡位進去的供應商,其成長往往不只是接到新訂單,而是被納入下一代架構設計的框架。
相較傳統可插拔光模組架構,光子交換器可大幅減少雷射數量並提升能源效率,大型晶片公司也開始把光學互連納入AI系統設計的一部分。過去光通訊市場多由模組廠主導,例如光收發模組廠負責整合雷射、數位訊號處理(DSP)與光纖連接器,但在CPO與矽光子架構下,關鍵價值逐漸往材料與晶片端移動。矽光子晶片需要以SOI(SilicononInsulator)晶圓作為基板,以形成低損耗光波導結構,因此SOI晶圓需求開始受到市場關注。
台灣矽晶圓大廠環球晶(6488)25年合併營收達606億元,每股盈餘15.29元。公司並指出,隨著AI、高速運算、矽光子應用及高效能電源管理技術加速發展,高階應用矽晶圓與SOI晶圓需求維持強勁,顯示原本以功率半導體與射頻元件為主的特殊材料供應鏈,正有機會進一步延伸至AI光互連相關應用。此外,矽光子技術公司AyarLabs於26年3月完成新一輪5億美元SeriesE融資,投後估值為37.5億美元。AyarLabs主打光I/O與CPO方案,透過矽光子晶片與光連接技術,讓GPU與其他加速器能在更長距離下維持高頻寬、低延遲與較佳功耗,以突破傳統銅互連的距離與能耗限制。
台灣長期在光纖元件、光模組與精密光學封裝領域具備相對完整的關鍵供應鏈能力,過去主要服務電信網路與資料中心交換設備市場;隨著AI資料中心建設加速,相關廠商也逐步切入新一代光互連架構。以眾達KY(4977)為例,公司長期深耕光收發模組與相關光通訊元件,產品應用涵蓋高速資料中心光模組市場。隨著交換器平台由51.2Tbps朝102.4Tbps升級,CPO對外部光源與熱管理的要求同步提高,眾達已揭露與博通合作的51.2TCPO平台進入量產準備階段,並指出外部光源架構是未來重要方向。外置雷射的核心價值,在於將雷射集中於獨立熱控環境,再透過光纖把光導入交換晶片上的光引擎,如此可降低熱干擾、簡化散熱設計,並提升系統穩定度與可維護性,因此被視為CPO架構中的關鍵元件之一。
上詮(3363)則致力於光纖陣列與FAU(FiberArrayUnit)元件。FAU的功能是將多條光纖精準排列並與光晶片對準,在高速光模組與矽光子系統中扮演關鍵角色。隨著800G與1.6T光模組逐漸導入,光纖排列精度與耦光效率要求同步提高,使FAU元件的重要性顯著上升。公司也投入LPO(LinearPluggableOptics)技術開發,透過線性驅動方式降低DSP功耗,以提升AI資料中心整體能源效率。在光纖被動元件領域,光聖(6442)則主要提供高精度光纖連接器與光學元件,產品應用於資料中心與高速光網路設備;波若威(3163)則是發展光纖耦光與分路器元件,在矽光子與CPO架構中同樣不可或缺。這些元件雖然單價不如光模組,但在整個光互連系統中扮演基礎角色,因此隨著AI資料中心建設增加,其需求也同步成長。
從光互連供應鏈來看最上游以環球晶為受首的SOI晶圓與材料供應商,再到AyarLabs等晶片與光I/O技術公司;再往下是IC設計與交換晶片廠,如博通與Nvidia;接著是眾達-KY等光模組與雷射元件廠。最後是光纖與被動元件供應商,例如上詮、波若威與光聖等。光通訊產業在AI資料中心需求帶動下,整條供應鏈的價值分布正逐漸向材料與晶片端延伸。
