Guest4月28日TSMC台積電が積極的に推進するシリコンフォトニクスおよびCPO技術とは何か、関連企業を一覧表で確認24/4/26の工商時報によると；生成AI市場が盛り上がっており、半導体産業はチップの計算能力と高速伝送効率の向上に対する需要が高まっている。TSMC総裁である魏哲家氏が北米技術フォーラムで、シリコンフォトニクス（SiPh）およびCPO（Co-Packaged Optics, CPO）の封入技術について共有した。「シリコンフォトニクス統合」が市場で急速に注目されるトピックになった。シリコンフォトニクスやCPO技術とは何か？AI産業にどのような変化をもたらすのか？また、関連企業にはどのようなものがあるのだろうか？「銅退光進（銅の退潮、光の前進）」と称されるシリコンフォトニクスやCPO技術は何か？既知の集積回路は数億のトランジスタを一つの小さなチップ上に統合し、複雑な計算機能を行う。技術が進歩するにつれて、単一のチップに収容できるトランジスタの密度が高まり、処理するプログラムもより複雑になっている。しかし、これは集積回路上に収容可能なトランジスタ（電晶體）の数が物理的な限界に達したのではないかという疑問をもたらし、電気信号を用いた伝送では、速度と消費電力、そして発熱の問題が依然として存在する。シリコンフォトニクスは光を使用して情報を伝送するもので、「光」の集積回路と言える。光はより遠くまで伝送でき、物理的な配線の干渉がないため、信号の損失がなく、また光の速度は電気よりも速い。そのため、銅などの金属線を使用する代わりに「光波導」を用いた伝送により、トランジスタの数やより小さな製造ノードを追求せずとも、より低い消耗とより高速な効率、さらにはより低い製造コストを実現できるが、現在まだ光電整合技術は多くの困難に直面している。光電科技工業協進会（PIDA）の執行長羅懷家氏によれば、シリコンフォトニクスは半導体技術を利用して光学特性を有する技術プラットフォームを作り、光と電信号を統合する目的で、従来の光学部品、光波導、発光部品、受発信モジュールなどを全て一緒にパッケージする必要があるため、異質封入も関与する。CPOはシリコンフォトニクスチップと共に開発されたパッケージ技術であり、光通信部品とスイッチチップ（交換器晶片）を光エンジンモジュール内に共同で封入し、同じスロットに設置することで、データ伝送のパスを短縮（減少資料傳輸的路徑）し、高速計算下での消費電力と信号遅延を低減する。工業技術研究院の分析報告によると、この技術は同じ時間内にデータ転送量を8倍に増加させ、50%の消費電力を節約し、30倍以上の計算力を実現する。AI計算効率向上、シリコンフォトニクスの利点とその応用が注目2025年までに、データセンター（資料中心）のスイッチの帯域幅需要は51.2Tbpsに達する予定である。スイッチの帯域幅需要が持続的に増加するにつれて、光トランシーバーやフォトニックエンジンの数と伝送速度への要求も高まっており、スイッチ内部の空間設計と熱管理に大きな挑戦をもたらしている。共封装光学（CPO）によって伝送信号の損失を減少させ、パッケージ密度を増加し、熱管理を強化することができるため、これはプラグアンドプレイ（可插拔）の光トランシーバー（光收發器）にとって重要な代替案である。シリコンフォトニクス光トランシーバーは、シリコンチップと光電部品を統合し、プラグアンドプレイで利用可能である。これにより、データセンターサーバーからの電信号を光信号に変換し、光ファイバー（光纖）を介して迅速に伝達する。データセンターがデータ伝送の帯域幅と伝送速度を持続的に求める中、光伝送はデータセンター内部のラック間（Rack-to-Rack）、およびデータセンター間（Inter-Datacenter）のデータ伝送の主流技術になっている。関連業者は、シリコンフォトニクス光トランシーバー（Optical Transceiver）が離散コンポーネントで構成されるデータ伝送モジュールを置き換え、装置のサイズを大幅に縮小し、消費電力を低減すると考えている。伝統的な30x30cmの100Gbps高速データ伝送装置と比較して、シリコンフォトニクスプロセス技術を用いて製造された小型光通信部品と、7ナノメートルの先進プロセスで製造されたデジタル信号プロセッサー（數位訊號處理器）を統合した光トランシーバーは、小型で低消費電力の利点を持つ。業界関係者によると、シリコンフォトニクスはクラウド産業（雲端產業）を変革し、通信伝送速度が1.6T以上になるにつれて、CPO封装を用いてシリコンフォトニクス光学部品とASIC技術を一つのモジュールに統合することができ、消費電力問題を軽減する。ただし、現在はまだ多くの課題があり、2025年以降に実際の貢献が期待される。しかしながら、シリコンフォトニクスは通信伝送、生体センサー、LiDAR、AI高速伝送、スマートヘルスケア、自動運転車など、幅広い応用が可能であり、想像の余地が大きい。光通信とパッケージ試験は鍵、関連供給チェーンが大規模に点検シリコンフォトニクスの供給チェーンは、絶縁シリコンSOIウェハーと光電材料ウェハーから始まり、製品設計、ウェハー製造、封装を経て、主要なシステム業者が形成される。例えばIntel、Cisco、HP、 NEC、Fujitsuなどが光トランシーバーの製品開発に参入している。IDMの垂直統合モデルと比較して、一部の光トランシーバー開発業者はウェハーの受託製造を必要としている。光トランシーバーは現在シリコンフォトニクスの最も主要な製品である。業界分析によると、関連技術は継続して向上しており、主流の製品のデータ伝送速度は2016年の100Gbpsから2023年には800Gbpsに進歩し、1.6Tbpsへの研究開発が積極的に進められている。また、一部の台湾メーカーは、製品ラインを拡大し技術力を強化するために、M&Aを通じて上下流の垂直統合を行っている。台湾メーカーではTSMC台積電が先頭に立ち、そのコンパクトな汎用フォトニックエンジン（COUPE）は、フォトニックIC（PIC）と電子IC（EIC）の異種統合を提供し、エネルギー消費を40％削減することで、顧客の採用意欲を大幅に高めることが期待されている。ASE日月光投資控股およびその子会社であるSPIL矽品も、シリコンフォトニクスとCPOパッケージ技術の研究開発に投資しており、VIPack先進封装プラットフォームを通じて市場の位置を確保している。市場予測によれば、2024年下半期に関連業務が徐々に増加し、2025年には注文の動きが顕著に加速するとされている。ネットワーク機器大手のAccton智邦は、交換機の各部品の光電統合に更に注力し、ASICおよびCPO光モジュールの統合が完了した後、下流の顧客に納品することで、供給チェーンにおいて重要な役割を果たしている。その他、光トランシーバーモジュールを手掛けるBrowave波若威（3163）、FOCI上詮（3363）、shunsin訊芯-KY（6451）、APAC前鼎（4908）も静かに進行中である。特にFOCI上詮は最近私募を行い、外部からの大きな投資が予想される。また、エピ製造VPEC（2455）、Landmark聯亞（3081）も恩恵を受ける見込みである。シリコンフォトニクス関連産業チェーンは以下の通りである。■エピ製造：Landmark聯亞（3081）、VPEC全新（2455）■チップ設計および代工：TSMC台積電（2330）■光トランシーバーモジュール：Browave波若威（3163）、Luxnet華星光（4979）、PCL眾達-KY（4977）、Truelight光環（3234）、FOCI上詮（3363）、shunsin訊芯-KY（6451）、APAC前鼎（4908）■交換器：Accton智邦（2345）、Alpha明泰（3380）■封入および検査：ASE日月光（3711）、SPIL矽格（6257）、Winstek台星科（3265）■テストインタフェース製造：MPI旺矽（6223）、Winway穎威（6515）■米国シリコンフォトニクスおよびネットワーク通信関連企業：Cisco、Intel、Broadcom、 Marvell、Nvidia参考： https://www.ctee.com.tw/news/20240426700900-430501#a01
24/4/26の工商時報によると；生成AI市場が盛り上がっており、半導体産業はチップの計算能力と高速伝送効率の向上に対する需要が高まっている。TSMC総裁である魏哲家氏が北米技術フォーラムで、シリコンフォトニクス（SiPh）およびCPO（Co-Packaged Optics, CPO）の封入技術について共有した。「シリコンフォトニクス統合」が市場で急速に注目されるトピックになった。シリコンフォトニクスやCPO技術とは何か？AI産業にどのような変化をもたらすのか？また、関連企業にはどのようなものがあるのだろうか？「銅退光進（銅の退潮、光の前進）」と称されるシリコンフォトニクスやCPO技術は何か？既知の集積回路は数億のトランジスタを一つの小さなチップ上に統合し、複雑な計算機能を行う。技術が進歩するにつれて、単一のチップに収容できるトランジスタの密度が高まり、処理するプログラムもより複雑になっている。しかし、これは集積回路上に収容可能なトランジスタ（電晶體）の数が物理的な限界に達したのではないかという疑問をもたらし、電気信号を用いた伝送では、速度と消費電力、そして発熱の問題が依然として存在する。シリコンフォトニクスは光を使用して情報を伝送するもので、「光」の集積回路と言える。光はより遠くまで伝送でき、物理的な配線の干渉がないため、信号の損失がなく、また光の速度は電気よりも速い。そのため、銅などの金属線を使用する代わりに「光波導」を用いた伝送により、トランジスタの数やより小さな製造ノードを追求せずとも、より低い消耗とより高速な効率、さらにはより低い製造コストを実現できるが、現在まだ光電整合技術は多くの困難に直面している。光電科技工業協進会（PIDA）の執行長羅懷家氏によれば、シリコンフォトニクスは半導体技術を利用して光学特性を有する技術プラットフォームを作り、光と電信号を統合する目的で、従来の光学部品、光波導、発光部品、受発信モジュールなどを全て一緒にパッケージする必要があるため、異質封入も関与する。CPOはシリコンフォトニクスチップと共に開発されたパッケージ技術であり、光通信部品とスイッチチップ（交換器晶片）を光エンジンモジュール内に共同で封入し、同じスロットに設置することで、データ伝送のパスを短縮（減少資料傳輸的路徑）し、高速計算下での消費電力と信号遅延を低減する。工業技術研究院の分析報告によると、この技術は同じ時間内にデータ転送量を8倍に増加させ、50%の消費電力を節約し、30倍以上の計算力を実現する。AI計算効率向上、シリコンフォトニクスの利点とその応用が注目2025年までに、データセンター（資料中心）のスイッチの帯域幅需要は51.2Tbpsに達する予定である。スイッチの帯域幅需要が持続的に増加するにつれて、光トランシーバーやフォトニックエンジンの数と伝送速度への要求も高まっており、スイッチ内部の空間設計と熱管理に大きな挑戦をもたらしている。共封装光学（CPO）によって伝送信号の損失を減少させ、パッケージ密度を増加し、熱管理を強化することができるため、これはプラグアンドプレイ（可插拔）の光トランシーバー（光收發器）にとって重要な代替案である。シリコンフォトニクス光トランシーバーは、シリコンチップと光電部品を統合し、プラグアンドプレイで利用可能である。これにより、データセンターサーバーからの電信号を光信号に変換し、光ファイバー（光纖）を介して迅速に伝達する。データセンターがデータ伝送の帯域幅と伝送速度を持続的に求める中、光伝送はデータセンター内部のラック間（Rack-to-Rack）、およびデータセンター間（Inter-Datacenter）のデータ伝送の主流技術になっている。関連業者は、シリコンフォトニクス光トランシーバー（Optical Transceiver）が離散コンポーネントで構成されるデータ伝送モジュールを置き換え、装置のサイズを大幅に縮小し、消費電力を低減すると考えている。伝統的な30x30cmの100Gbps高速データ伝送装置と比較して、シリコンフォトニクスプロセス技術を用いて製造された小型光通信部品と、7ナノメートルの先進プロセスで製造されたデジタル信号プロセッサー（數位訊號處理器）を統合した光トランシーバーは、小型で低消費電力の利点を持つ。業界関係者によると、シリコンフォトニクスはクラウド産業（雲端產業）を変革し、通信伝送速度が1.6T以上になるにつれて、CPO封装を用いてシリコンフォトニクス光学部品とASIC技術を一つのモジュールに統合することができ、消費電力問題を軽減する。ただし、現在はまだ多くの課題があり、2025年以降に実際の貢献が期待される。しかしながら、シリコンフォトニクスは通信伝送、生体センサー、LiDAR、AI高速伝送、スマートヘルスケア、自動運転車など、幅広い応用が可能であり、想像の余地が大きい。光通信とパッケージ試験は鍵、関連供給チェーンが大規模に点検シリコンフォトニクスの供給チェーンは、絶縁シリコンSOIウェハーと光電材料ウェハーから始まり、製品設計、ウェハー製造、封装を経て、主要なシステム業者が形成される。例えばIntel、Cisco、HP、 NEC、Fujitsuなどが光トランシーバーの製品開発に参入している。IDMの垂直統合モデルと比較して、一部の光トランシーバー開発業者はウェハーの受託製造を必要としている。光トランシーバーは現在シリコンフォトニクスの最も主要な製品である。業界分析によると、関連技術は継続して向上しており、主流の製品のデータ伝送速度は2016年の100Gbpsから2023年には800Gbpsに進歩し、1.6Tbpsへの研究開発が積極的に進められている。また、一部の台湾メーカーは、製品ラインを拡大し技術力を強化するために、M&Aを通じて上下流の垂直統合を行っている。台湾メーカーではTSMC台積電が先頭に立ち、そのコンパクトな汎用フォトニックエンジン（COUPE）は、フォトニックIC（PIC）と電子IC（EIC）の異種統合を提供し、エネルギー消費を40％削減することで、顧客の採用意欲を大幅に高めることが期待されている。ASE日月光投資控股およびその子会社であるSPIL矽品も、シリコンフォトニクスとCPOパッケージ技術の研究開発に投資しており、VIPack先進封装プラットフォームを通じて市場の位置を確保している。市場予測によれば、2024年下半期に関連業務が徐々に増加し、2025年には注文の動きが顕著に加速するとされている。ネットワーク機器大手のAccton智邦は、交換機の各部品の光電統合に更に注力し、ASICおよびCPO光モジュールの統合が完了した後、下流の顧客に納品することで、供給チェーンにおいて重要な役割を果たしている。その他、光トランシーバーモジュールを手掛けるBrowave波若威（3163）、FOCI上詮（3363）、shunsin訊芯-KY（6451）、APAC前鼎（4908）も静かに進行中である。特にFOCI上詮は最近私募を行い、外部からの大きな投資が予想される。また、エピ製造VPEC（2455）、Landmark聯亞（3081）も恩恵を受ける見込みである。シリコンフォトニクス関連産業チェーンは以下の通りである。■エピ製造：Landmark聯亞（3081）、VPEC全新（2455）■チップ設計および代工：TSMC台積電（2330）■光トランシーバーモジュール：Browave波若威（3163）、Luxnet華星光（4979）、PCL眾達-KY（4977）、Truelight光環（3234）、FOCI上詮（3363）、shunsin訊芯-KY（6451）、APAC前鼎（4908）■交換器：Accton智邦（2345）、Alpha明泰（3380）■封入および検査：ASE日月光（3711）、SPIL矽格（6257）、Winstek台星科（3265）■テストインタフェース製造：MPI旺矽（6223）、Winway穎威（6515）■米国シリコンフォトニクスおよびネットワーク通信関連企業：Cisco、Intel、Broadcom、 Marvell、Nvidia参考： https://www.ctee.com.tw/news/20240426700900-430501#a01
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