台積電引爆矽光子革命:PIC產能三年擴增30倍 CPO供應鏈迎來商業化元年

隨著全球 AI 算力競賽進入白熱化,資料傳輸的頻寬與能耗已成為技術發展瓶頸。為應對次世代高效能運算 (HPC) 需求,台積電 (TSM-US)(2330-TW) 正加速佈局矽光子 (Silicon Photonics) 與共封裝光學 (CPO) 技術。
根據最新市場資訊,台積電的光子積體電路 (PIC) 產能規畫已進入「三級跳」階段,預計月產能將從目前的 500 片,在三年內擴容逾 30 倍,於 2028 年達到至少 2.5 萬片的規模,為 CPO 供應鏈開啟放量視窗。
2026 年進入爆發期
券商指出,台積電的 PIC 產能擴張路徑清晰:2026 年第二季將先拉升至 1 萬片,第四季增至 1.5 萬片,最終在 2028 年突破 2.5 萬片。以此推算,年化 PIC 產出將從目前的 400 萬顆飆升至近 1.94 億顆,對應的實際光引擎 (Light Engine) 年出貨量估計可達 4,860 萬顆。
在客戶端,2026 至 2027 年將由輝達 (NVDA-US)、博通 (AVGO-US) 及 AMD(AMD-US) 等頭部客戶率先採用台積電的 COUPE 平台,主要應用於高頻寬、低功耗的 AI GPU 與資料中心交換器。隨後,聯發科、Marvell 及 Ayar Labs 等公司也預計於 2028 年接棒加入量產平台,象徵 CPO 技術將從旗艦產品擴散至更廣泛的 ASIC 與網絡晶片市場。
CoPoS 提前上陣與「化圓為方」的變革
為了與英特爾 (INTC-US) 的 EMIB-T 技術抗衡,台積電計畫將次世代封裝技術「CoPoS」(Chip on Panel on Substrate) 的量產時程提前至 2028 年。CoPoS 技術的核心在於利用大面積的重布線層 (RDL),打破傳統矽中介層 (Silicon Interposer) 的光罩尺寸限制,實現超大面積的晶片整合。
該技術在製程上推動了「化圓為方」的材料革命:
方形矽晶圓:環球晶 (GlobalWafers) 與合晶已進入驗證階段。環球晶研發的 310mm×310mm 方形矽晶圓預計 2026 年第四季小量出貨。
玻璃基板與 TGV 技術:台積電攜手日本載板龍頭揖斐電 (Ibiden) 與台灣面板大廠群創進行驗證。群創利用其台南廠區負責關鍵的玻璃通孔 (TGV) 製程,這標誌著面板產業跨界切入 AI 封裝供應鏈。
外資調查顯示,CoPoS 技術已被納入輝達的「Feynman」GPU 架構藍圖中,預計 2029 年的 Feynman Ultra 版本將全面改採此架構。
良率爬坡與定價權
儘管技術佈局領先,但 CPO 量產仍面臨嚴峻的良率挑戰。PIC 晶圓完成後,需經過 SoIC 整合、光電測試、FAU(光纖陣列單元) 耦合等多道工序。以 SoIC 良率 50% 的情境推算,每月 1 萬片晶圓的產出在經過層層損耗後,實際終端出貨量可能僅約 39 萬顆。
此外,台積電 2026 年下半年毛利率可能受到 2 奈米初期投產與海外擴廠成本的侵蝕。然而,分析師認為台積電具備強大的先進製程定價權,預計 2 奈米晶圓單價將逼近 3 萬美元,透過調漲價格可有效對沖成本壓力,維持獲利動能。