业界消息透露,全球晶圆代工龙头台积电正加速布局光子集成电路(PIC)领域,计划大幅扩充其PIC专用产能,目标在2028年实现月产能2.5万片(以300毫米晶圆当量计算)。这一举措被视为台积电抢占下一代高速数据传输与AI互连技术制高点的重要战略动作。

据知情人士向本台记者透露,台积电目前已在旗下多个先进制程工厂内启动PIC产线改造与扩建工程,重点围绕其独创的“紧凑型通用光子引擎”(COUPE)技术平台展开。该技术将电子集成电路与光子集成电路进行异质整合,可大幅降低芯片间数据传输的功耗与延迟,被视为突破传统电互连带宽瓶颈的关键方案。

“台积电在PIC领域的目标非常明确:不仅要成为全球最大的电子芯片代工厂,还要在光子芯片代工领域占据主导地位。”一位接近台积电供应链的业内人士表示,“目前PIC产能主要集中在小批量、高定制化的阶段,但台积电试图通过标准化平台和规模化生产来改变这一局面。”

根据规划,台积电的PIC产能将分阶段释放:2024年底前先达到月产3000片左右,主要用于客户验证与早期设计定案;至2026年,月产能将跃升至1万片以上,主力覆盖800G/1.6T光模块、数据中心板载光学及共封装光学(CPO)应用;最终在2028年达到2.5万片的规模,届时可满足超大规模云厂商对高能效互连器件的爆发式需求。

分析人士指出,此举与当前AI浪潮下算力集群对高速互连的迫切需求密切相关。随着英伟达、博通等公司持续推出更大规模GPU集群,芯片间通信带宽正从数百Gbps向Tbps级演进,传统铜互联已逼近物理极限。硅光子技术凭借低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优势,成为业界公认的下一代互连方案。台积电适时扩充PIC产能,正是看准了这一结构性机遇。

“台积电在先进封装领域积累了丰富经验,尤其是CoWoS和3D封装技术,而PIC的制造流程与硅基CMOS工艺高度兼容,这为台积电提供了天然优势。”半导体产业分析师李明指出,“相比其他PIC代工厂如格芯、意法半导体等,台积电拥有更成熟的客户生态和更先进的制程整合能力,2.5万片的月产能目标若达成,将使其在光子代工领域占据绝对领先地位。”

不过,PIC规模化量产仍面临诸多挑战。首先,光子器件对工艺均匀性、损耗控制要求极高,良率提升需要长期积累;其次,PIC设计工具链尚不成熟,客户从电芯片设计转向光电协同设计存在较高门槛;此外,上游铌酸锂、氮化硅等特种衬底材料的供应稳定性也需要时间验证。

对此,台积电方面已与多家EDA工具厂商及IP供应商展开合作,共同构建PIC设计生态。据悉,台积电位于新竹的PIC创新中心已于去年投入运营,专门为客户提供光电协同设计支持与工艺设计套件(PDK)。预计未来两年内,将有超过20家头部光模块与系统厂商基于该平台完成流片。

行业观察者认为,台积电的PIC扩产计划有望改写光通信领域的供应链格局。传统上,光芯片制造分散在IDM厂商和垂直整合企业手中,代工化程度远低于电子芯片。台积电的入局将推动光芯片从“定制化手工打造”走向“标准化规模制造”,从而大幅降低成本、缩短开发周期,最终加速光子技术向数据中心、自动驾驶、激光雷达等新兴领域的渗透。

截至发稿,台积电官方尚未就PIC产能扩产消息正式回应。但多位供应链人士证实,相关设备采购订单已陆续下达,主设备商包括应用材料、ASML及荷兰光刻机制造商ASM等。可以预见,随着2028年2.5万片月产能的逐步落地,台积电将在后摩尔时代的新一轮技术竞赛中,再次扮演规则定义者的角色。