機構PhotonCap於7月12日釋出的實地調研報告揭示,資料中心共封裝光學技術正從驗證階段加速邁入商業部署,而台積電與三星電子在兩條截然不同的技術路徑上展開錯位競爭。
當前,台積電在交換機CPO賽道佔據絕對領先地位。調研顯示,博通基於台積電COUPE平台的102.4Tbps CPO乙太網路交換機已向早期客戶送樣;輝達的Quantum-X光子交換機已開始出貨,Spectrum-X乙太網路光子交換機也進入生產階段,首批採用者包括CoreWeave、Lambda和甲骨文。這一代產品的核心特徵是將光學引擎部署在交換機ASIC附近,其製造基礎是台積電成熟的矽光子技術與SoIC 3D堆疊能力,競爭焦點集中在光子積體電路與電子積體電路的堆疊、鍵合及與交換機封裝的整合,HBM並非必要元件。
三星則選擇將籌碼押注於更遠期的戰場。三星電子高階副總裁Won-Kyoung Choi於7月9日在Nano Korea論壇上透露,公司正在開發2.xD先進封裝技術,擬將HBM、邏輯晶片和矽光晶片整合至同一封裝中,並通過面板級再佈線層中介層擴充套件系統封裝能力。這一方案瞄準的是XPU-HBM系統的光學I/O,即讓光學引擎不再只是交換機的外圍元件,而是成為計算封裝的一部分。三星公開的“一站式CPO方案”路線圖將目標定在2029年,若以現有交換機CPO的出貨量和客戶驗證衡量,其商業化節奏尚未與台積電同頻。
驅動光學I/O從板級向封裝內部遷移的核心動力是功耗焦慮。三星晶圓代工在OECC 2026展示的材料揭示了一條清晰的能耗階梯:可插拔光模組部署在板級時,單位元能耗約10pJ;光學引擎置於交換機附近基板上時,能耗降至約5pJ;若進一步深入到XPU附近的中介層,能耗可大幅降至約2pJ。縮短電訊號傳輸距離意味著減少訊號調節所需的功耗,先進封裝因此成為將物理功耗優勢轉化為商業產品優勢的關鍵環節。三星資料預測,可插拔光學市場年增長率超過25%,而CPO市場年增長率高達150%以上,資本和研發資源正加速湧向高整合度光學架構。
兩種CPO架構的競爭邏輯截然不同。交換機CPO考驗的是單一製造與封裝工藝,台積電的護城河在於矽光技術、先進鍵合和交換機封裝整合能力。而XPU-HBM光學I/O封裝則要求計算、記憶體、光學和封裝在設計初期就進行深度聯合最佳化,競爭維度從工藝層面上升至系統協同設計層面。
三星最大的潛在差異化優勢在於其“三位一體”業務版圖——同時擁有HBM、邏輯晶片代工和矽光平台。台積電雖擁有頂尖的邏輯代工與CoWoS封裝能力,但本身不生產HBM。三星已能通過SF4基礎裸片將HBM與其晶圓代工能力連線,理論上可在內部完成HBM介面、邏輯I/O、光學引擎和熱管理的聯合協同設計,不必受制於外部儲存供應商。
然而,2.xD封裝面臨極嚴苛的多裸片良率考驗。當邏輯晶片、HBM、光子積體電路、電子積體電路和中介層被塞進同一封裝時,任何單一元件的失效都會導致整套昂貴封裝的報廢。晶片數量增加、封裝面積擴大和鍵合複雜度提升,正成倍放大良率壓力與成本風險。與此同時,競爭對手並未停步。台積電正在推進COUPE與CoWoS封裝的整合,通過成熟的外部生態接入HBM;SK海力士在美國印第安納州投資38.7億美元的先進封裝工廠將於2028年量產,且已將CPO納入記憶體系統的技術研發版圖。光學、記憶體和封裝的跨界協同,已成為全產業鏈的共同發力點。
台積電贏得了交換機CPO的首輪勝利,其優勢建立在客戶送樣、產品出貨和量產進度的實績之上。三星則在押注下一場戰役,試圖憑藉垂直整合能力在AI計算封裝領域實現彎道超車。但技術路線圖並不等同於商業護城河。未來12個月,行業最值得追蹤的訊號是:市場上是否會出現一項具名客戶的設計訂單,明確要求將HBM、邏輯晶片和光學I/O繫結在同一封裝中交由三星代工。若這項訂單落地,三星的“三位一體”將從紙面資產轉化為真正的商業利器;若遲遲無法兌現,台積電依託領先工藝與外部HBM生態所構建的靈活路徑,仍將是AI巨頭們最穩妥的選擇。