三星冲刺硅光子代工:奋力追赶台积电,欲借HBM与先进封装扭转局势
三星电子(Samsung Electronics)已推出硅光子(Silicon Photonics)代工服务并进入试产阶段。在其最新的财报电话会议上,三星释放出积极信号,表明在激进投资的全力支持下,光通信模块即将迈向量产。然而,相较于台积电(TSMC)凭借台湾日趋完善的供应链生态系统,已在共封装光学(CPO)领域取得突破,三星要走的路还很长。
硅光子领域的追赶者
据韩国光电子半导体行业消息人士透露,三星已启动硅光子代工服务,并正与行业专家合作开发样品,预计近期将取得初步成果。然而,台积电在硅光子制造方面的实力已极其先进,而三星目前尚未达到将电子集成电路(EIC)与光子集成电路(PIC)进行整合的阶段。
三星勾勒宏大蓝图
在2026年第一季度财报电话会议上,三星表示计划于 2026年下半年 开始量产光通信模块,并正与多家全球大客户进行商业化洽谈。公司还透露,计划与主流光模块厂商启动量产项目,并扩大在硅光子产能与技术方面的投资,这凸显了其满足AI数据中心高速传输需求的决心。
在2026年3月于美国举行的 2026年光纤通信大会(OFC 2026) 上,三星首次公开了其硅光子代工路线图和制造进展。公司宣布已完成12英寸晶圆PIC制造的前期生产准备,并透露其核心调制器组件的单通道传输速率已达到 224Gbps。预计三星初期的重点将瞄准可插拔光模块的PIC市场,这与其近期宣布与主流光模块公司达成合作的动向相吻合。
从更长远来看:
- 2027年:三星目标实现基于热压(TC)键合的光学引擎;
- 2028年:过渡到混合键合(Hybrid Bonding)技术;
- 2029年:提供完整的一站式CPO代工服务。
三星希望通过整合高带宽内存(HBM)、晶圆代工、先进封装以及硅光子的综合解决方案,创造出抗衡台积电的竞争优势。
赛道拥挤,差距拉大
三星面临的对手远不止台积电一家,其中包括了英特尔(Intel)和意法半导体(STMicroelectronics)在内的先行者,以及此前就已经开始为可插拔光模块提供PIC相关服务的格芯(GlobalFoundries)等代工厂,这使得三星在短期内很难快速抢占客户。
与此同时,台积电近期宣布,全球首款采用其紧凑型通用光学引擎(COUPE)技术的 200Gbps 微环调制器(MRM)将于2026年进入量产,其误码率(BER)可控制在 $1\text{E-}08$ 以下。与传统铜互连技术相比:
- 集成了COUPE的CPO系统可将能效提升4倍,同时将延迟降低90%;
- 在中介层(Interposer)上,其能效提升可达10倍,延迟降低95%。
COUPE拉高竞争门槛
COUPE 是台积电独家的光学引擎平台。在硅光子代工制造过程中,该平台利用 SoIC(芯片堆叠) 技术,将电子集成电路(EIC)与光子集成电路(PIC)直接封装在单个模块中。结合 CoWoS 等先进封装技术,这些模块可以直接放置在逻辑芯片旁,从而构成一套完整的共封装光学(CPO)解决方案。
随着 COUPE 迈向量产,行业观察人士指出,台积电实际上已经把三星规划在 2027 至 2028 年实现的技术目标变成了现实。
台积电对 COUPE 寄予厚望,期待其能成为业界的标准光学引擎平台,并将其定义为“一种能够将不同需求整合至单一平台上的紧凑型通用架构”。台积电共同首席运营官(Co-COO)张晓强更是大胆预测,COUPE 有望成为继 CoWoS 之后,半导体行业的下一个现象级热门词汇。
三星战略转向对内
英伟达(Nvidia)的Quantum-X硅光子InfiniBand交换机和Spectrum-X以太网交换机预计将于2026年全面投入生产,这进一步拉高了三星的竞争门槛。部分分析师现在认为,三星的硅光子代工战略正在偏离其传统的代工模式——目前其研发似乎更侧重于将光学组件与三星自身的逻辑技术相结合,以满足内部需求,而非服务外部客户。
韩国整体实力仍有差距
全南大学(Chonnam National University)物理系柳相完(Sang-Wan Ryu)教授预计,光处理器的全面商业化将在2027年之后开始,到2034年该市场规模可能达到 27亿美元。
然而,韩国的人才队伍目前仍集中在设计环节,国内的光学I/O代工制造能力十分有限。同时,其光学封装生态系统也大幅落后于台湾。韩国能否在未来两到三年内通过产学研合作缩小这一差距,仍有待观察。
原文:TSMC's COUPE push puts Samsung's silicon photonics ambitions under pressure
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