硅光取代铜缆？

（原标题：硅光取代铜缆？）

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人工智能（AI）应用正夯，硅光子传输取代铜线议题持续增温。工研院电子与光电系统研究所所长张世杰表示，目前只有数据中心此类远距传输使用硅光子，中短距仍采铜线，主因现阶段铜线传输速度已可达每秒200 Gbit；但因应未来铜线传输仍有极限，硅光子传输技术有机会再精进，进而取代铜线。

为何硅光子现阶段仍无法取代铜线传输，张世杰解释，铜线传输属高耗能、易发热，且传输速度有极限，所以出现“光进铜退”的构想；但距离实际成真仍有一段距离，主因铜线传输技术不断精进，业界原本猜测铜线最快速度只能到每秒50 Gbit，但现在不但已达每秒100 Gbit，更有部分业者已可做到每秒200 Gbit，速度和硅光子传输一样快。

他指出，若采硅光子传输，电转光、光转电的过程需要一定的时间，并涉及雷射调校等复杂流程，整体导入在时程与工程投入上相对较高；反观铜线传输技术近年进展迅速，突破原有预期，传输速度最快已可达每秒200 Gbit，使得在现阶段条件下，光传输还无法立即全面取代铜线传输。

不过，他表示，虽然现阶段中短距传输仍用铜线，在数据中心等长距离传输才用硅光子，但硅光子传输仍有其优势，且技术不断精进下，未来成本可望大幅降低。

他举例，以往在电脑后方插槽插入光纤，在电转光、光转电的过程，走印刷电路板（PCB）再走到芯片上；现在则是把光纤直接拉到芯片旁边，由“光引擎”转电，再输入到芯片上，传输距离短。未来技术的发展，则希望光直接进到“交换器芯片”旁的光引擎，即将光引擎、交换器芯片整合到同一片基板上的做法，未来单条光纤传输速度有机会达每秒400 Gbit。

对于技术发展，张世杰分析，交换器芯片旁摆放16个光引擎，每个光引擎塞一条光纤束，每条光纤束由16条光纤组成，每条光纤每秒传输100 Gbit，每条光纤束每秒可传1.6T，16个光引擎每秒可传输25.6T，传输速度将十分可观。

他说，目前在光纤束要放进光引擎方面，对位有一定难度，成本偏高，量产有挑战，现阶段仍以铜线传输占比最高；但硅光子传输在自动化、标准化技术精进后，未来成本下降，便有机会扩大市场。

至于市场热门的共封装模组（CPO）产业，他说，就是上述硅光子制程的一部分，台厂多属代工、后段制程。

对于微型发光二极体（Micro LED）导入硅光子产业，张世杰强调，这属于另一个层面，为跨基板的图形处理器（GPU）将信号传输到另一片基板的GPU，目前处于开发阶段，已有国际大厂出资委托台厂开发中。

究竟硅光子是什么？

它是一种硅芯片，矩形外观，与手机芯片、电脑芯片雷同，但主要功能不是运算，而是进行光电信号的转换。

其实，硅光子技术已存在超过二十年，始终因为价格高、市场规模小，不受青睐而发展缓慢。

直到二二年生成式AI横空而出，掀起滔天巨浪，算力需求大爆炸，传输效率要求日益增高，传统铜线传输的缺点一一浮现。

以产业领航者辉达的GPU为例，最新一代B300算力，已是三年前的四十七倍，传输主流需求到了今年，已达每秒800 G。

GB系列机柜为了高速传输，不仅单柜得用上五千条铜线相连，总长度超过三公里，材料耗费多又占位置，且铜线还有耗电、信号衰减、发热的问题。眼看着明年传输需求将倍增至每秒1.6T，更是压垮铜线的最后一根稻草。

根据国际能源总署今年报告，一座十万瓩规模的AI数据中心，每年耗电相当于十万户家庭的总和，而数据中心会愈盖愈大，用电量甚至放大二十倍，约当两百万户家庭的用电总和，电力需求之大可以想见。

数据中心所需的电力，主要由伺服器吃掉六成，冷却系统占三成，其中数据、通讯传输过程，是耗电的主因之一。

耗电之外，信号总是“在路上”，也是一大问题。

“信号传送时有高达57％的时间，被卡在网络中，等于这些高昂的设备，有超过一半的时间闲置，”博通软体暨生态系主管西拉杰（ Hasan Siraj）点出，建置AI基础设施动辄数十亿美元，其中传输网络相关支出不多，却是极其关键的最佳化环节，可以最大化AI基础设施的利用率。

网络交换器占整体数据中心建置成本估计其实不到3％，数字虽小，却举足轻重。

眼见铜传输已达极限，一劳永逸的解决方法，就是“光进铜退”，把传输工作改为光纤负责，信号由电子转为光子。

（来 源 ： 内容来自 中央社 ）

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