机构PhotonCap于7月12日发布的实地调研报告揭示,数据中心共封装光学技术正从验证阶段加速迈入商业部署,而台积电与三星电子在两条截然不同的技术路径上展开错位竞争。
当前,台积电在交换机CPO赛道占据绝对领先地位。调研显示,博通基于台积电COUPE平台的102.4Tbps CPO以太网交换机已向早期客户送样;英伟达的Quantum-X光子交换机已开始出货,Spectrum-X以太网光子交换机也进入生产阶段,首批采用者包括CoreWeave、Lambda和甲骨文。这一代产品的核心特征是将光学引擎部署在交换机ASIC附近,其制造基础是台积电成熟的硅光子技术与SoIC 3D堆叠能力,竞争焦点集中在光子集成电路与电子集成电路的堆叠、键合及与交换机封装的整合,HBM并非必要组件。
三星则选择将筹码押注于更远期的战场。三星电子高级副总裁Won-Kyoung Choi于7月9日在Nano Korea论坛上透露,公司正在开发2.xD先进封装技术,拟将HBM、逻辑芯片和硅光芯片整合至同一封装中,并通过面板级再布线层中介层扩展系统封装能力。这一方案瞄准的是XPU-HBM系统的光学I/O,即让光学引擎不再只是交换机的外围组件,而是成为计算封装的一部分。三星公开的“一站式CPO方案”路线图将目标定在2029年,若以现有交换机CPO的出货量和客户验证衡量,其商业化节奏尚未与台积电同频。
驱动光学I/O从板级向封装内部迁移的核心动力是功耗焦虑。三星晶圆代工在OECC 2026展示的材料揭示了一条清晰的能耗阶梯:可插拔光模块部署在板级时,单比特能耗约10pJ;光学引擎置于交换机附近基板上时,能耗降至约5pJ;若进一步深入到XPU附近的中介层,能耗可大幅降至约2pJ。缩短电信号传输距离意味着减少信号调节所需的功耗,先进封装因此成为将物理功耗优势转化为商业产品优势的关键环节。三星数据预测,可插拔光学市场年增长率超过25%,而CPO市场年增长率高达150%以上,资本和研发资源正加速涌向高集成度光学架构。
两种CPO架构的竞争逻辑截然不同。交换机CPO考验的是单一制造与封装工艺,台积电的护城河在于硅光技术、先进键合和交换机封装整合能力。而XPU-HBM光学I/O封装则要求计算、内存、光学和封装在设计初期就进行深度联合优化,竞争维度从工艺层面上升至系统协同设计层面。
三星最大的潜在差异化优势在于其“三位一体”业务版图——同时拥有HBM、逻辑芯片代工和硅光平台。台积电虽拥有顶尖的逻辑代工与CoWoS封装能力,但本身不生产HBM。三星已能通过SF4基础裸片将HBM与其晶圆代工能力连接,理论上可在内部完成HBM接口、逻辑I/O、光学引擎和热管理的联合协同设计,不必受制于外部存储供应商。
然而,2.xD封装面临极严苛的多裸片良率考验。当逻辑芯片、HBM、光子集成电路、电子集成电路和中介层被塞进同一封装时,任何单一组件的失效都会导致整套昂贵封装的报废。芯片数量增加、封装面积扩大和键合复杂度提升,正成倍放大良率压力与成本风险。与此同时,竞争对手并未停步。台积电正在推进COUPE与CoWoS封装的整合,通过成熟的外部生态接入HBM;SK海力士在美国印第安纳州投资38.7亿美元的先进封装工厂将于2028年量产,且已将CPO纳入内存系统的技术研发版图。光学、内存和封装的跨界协同,已成为全产业链的共同发力点。
台积电赢得了交换机CPO的首轮胜利,其优势建立在客户送样、产品出货和量产进度的实绩之上。三星则在押注下一场战役,试图凭借垂直整合能力在AI计算封装领域实现弯道超车。但技术路线图并不等同于商业护城河。未来12个月,行业最值得追踪的信号是:市场上是否会出现一项具名客户的设计订单,明确要求将HBM、逻辑芯片和光学I/O绑定在同一封装中交由三星代工。若这项订单落地,三星的“三位一体”将从纸面资产转化为真正的商业利器;若迟迟无法兑现,台积电依托领先工艺与外部HBM生态所构建的灵活路径,仍将是AI巨头们最稳妥的选择。