2026矽光子產業爆發元年：矽光子原理、優缺點、概念股一次看

2026年被全球光通訊產業廣泛定義為「矽光子關鍵元年」，隨著AI萬卡級算力集群快速落地，傳統銅互連技術已難以負荷海量數據的高速傳輸需求，矽光子技術從過去的實驗室概念正式邁入大規模量產階段。

那究竟什麼是矽光子？又為何在現階段投資熱潮快速升溫？本文將對矽光子進行完整解析，包括其技術原理、應用、優勢、面臨的調整、相關概念股及發展前景， 帶你一次了解這一熱門產業。

什麼是矽光子？

矽光子（Silicon Photonics）簡單來說，就是利用矽半導體材料製作光子元件，讓資料以光訊號而非純電訊號進行傳輸與處理。它是一種將調變器、光偵測器、光波導等元件整合至PIC（光子積體電路）中的技術。事實上，矽光子並非新技術，問世已數十年，真正的商轉轉折出現在2016年。那一年，英特爾推出100G矽光子光收發器，讓技術從實驗室走向商用。

傳統電子晶片主要透過銅線傳輸電訊號，而矽光子則利用光纖與光波傳遞資料。透過半導體製程，可以在矽晶片上整合光波導、調變器、光偵測器等元件，形成「光子積體電路（PIC）」。實際上，矽本身並不容易產生雷射光，因此實際的矽光子系統通常仍需要搭配外部雷射光源（External Laser Source, ELS）或其他光源，再透過調變器將電訊號轉換成光訊號。

自 1980 年代推出以來，矽光子型元件的角色已從支援電信光纖通訊的基礎功能，逐漸向外發展。隨時間推進，矽光子的用途變得更廣，並往運算領域發展，而現在更踏入光學感應器的領域。2026年更被產業界視為矽光子及CPO從研發、驗證走向商業化與量產的重要轉折年。NVIDIA目前已推出Spectrum-X Ethernet Photonics，官方資料顯示其光子交換器可提供最高409.6 Tb/s頻寬，並預計於2026年下半年供貨。

矽光子應用領域有哪些?

矽光子的應用範圍並不只限於AI資料中心，而是涵蓋資料中心、電信、高效能運算、AI、LiDAR等領域。

其中AI資料中心是目前最受到市場關注的應用。AI模型的參數量與GPU數量快速增加，使GPU之間、GPU與交換器之間需要交換大量資料。當資料中心進入數十萬甚至百萬級XPU規模後，網路互連可能成為整體系統效能的瓶頸。

CPO被視為矽光子商業化的重要落地方式。Broadcom已推出具備CPO支援的高速交換器，其中Tomahawk 6具備102.4 Tb/s交換容量。這代表矽光子已逐漸從實驗室技術走向AI資料中心的實際產品。

為何矽光子在現階段被受追捧？

隨著生成式AI、大型語言模型（LLM）及AI資料中心持續擴大部署，GPU、CPU與網路交換器之間的資料交換需求快速攀升，對高速互連技術提出更高要求。相較之下，傳統銅線及可插拔式光模組在傳輸速率不斷提升的情況下，逐漸受到頻寬、能源消耗、訊號衰減及散熱效率等因素限制。在此背景下，能夠透過光訊號進行高速資料傳輸的矽光子（Silicon Photonics），被市場視為下一代AI高效能運算與資料中心基礎建設的重要技術方向，亦因此獲得半導體、光通訊及雲端資料中心業者高度關注。

此外，CPO（Co-Packaged Optics，共同封裝光學）由技術驗證逐步邁向商業化量產，亦成為矽光子產業的重要催化因素。包括NVIDIA與Broadcom在內的AI及網路晶片大廠，正加速將CPO技術導入實際產品，其中NVIDIA已推出Spectrum-X Photonics，Broadcom亦持續推進支援CPO架構的Tomahawk系列產品。根據TrendForce最新產業觀察，NVIDIA的Spectrum-X CPO交換器與Broadcom相關CPO產品正逐步進入量產階段，市場預期2026年下半年有望進一步擴大部署規模，帶動高速光互連及矽光子供應鏈的市場關注度持續升溫。

矽光子優點有哪些?

矽光子被市場視為下一代高速光互連的重要技術之一，核心優勢在於能同時滿足AI資料中心對高頻寬、低功耗、高密度及高速資料傳輸的需求。其主要優勢如下:

高頻寬、提升資料傳輸效率：矽光子透過光訊號進行資料傳遞，相較傳統電氣傳輸具有較高的頻寬與資料傳輸潛力，能因應AI與高效能運算日益龐大的資料交換需求。此外，矽光子還可結合波分多工（WDM）技術，利用不同波長的光訊號同步承載多組資料，在無須大幅增加實體傳輸線路的情況下，提高單一光纖或光路的資料容量，進一步提升整體傳輸效率。

低功耗，具備降低能源成本的潛力: 光訊號傳輸不像高速電流通過金屬導線時會產生相同形式的電阻性焦耳熱，因此在高速資料傳輸環境下，矽光子具有降低單位資料傳輸能耗的發展潛力。另一方面，若進一步採用CPO（共同封裝光學）等架構，將光學介面更加靠近運算晶片，可以縮短高速電訊號傳輸距離，降低訊號傳輸過程中的能源損耗，對於電力需求持續攀升的AI資料中心而言，也有助於緩解能源消耗與散熱管理等問題。

訊號衰減較低，有助維持傳輸品質: 矽光子將資料轉換為光訊號後進行傳輸，可減少高速電訊號長距離經由金屬導線傳遞時所面臨的部分訊號損耗與衰減問題。同時，光訊號本身具有較強的抗電磁干擾能力，因此在AI資料中心等高頻寬、大資料量的應用環境中，有助於維持訊號完整性及傳輸穩定度，尤其適合高速互連需求持續提升的應用場景。

高度整合、體積更小: 矽光子可以利用半導體製程，將光波導、分光器、調變器及光偵測器等不同光學元件整合於光子晶片中，將原本需要分散配置的光學功能集中於較小的晶片空間。這種高密度整合方式不僅有助於縮小整體光電元件尺寸，也能降低伺服器與主機板所需的空間，使有限的硬體空間能配置更多資料傳輸通道，符合AI伺服器朝向高密度化發展的趨勢。

有利Chiplet與Optical I/O技術發展: 隨著AI運算需求持續增加，未來高效能運算晶片可能不再單純依賴單一大型晶片，而是透過Chiplet多晶粒架構整合不同功能。當晶片、封裝甚至不同運算節點之間需要交換大量資料時，傳統電氣互連可能面臨頻寬與功耗限制，因此具備高速、低功耗特性的Optical I/O（光學輸入／輸出）有機會成為重要解決方案。若相關技術持續成熟，矽光子將有望進一步延伸至晶片級、封裝級及機架級高速互連市場。

矽光子面臨的挑戰有哪些?

儘管矽光子具備高速傳輸、低功耗及高整合度等優勢，但若要進一步從技術驗證階段走向大規模商業化與量產，產業仍需克服多項技術與製造上的挑戰。矽光子系統涉及光波導、調變器、光偵測器及雷射光源等多種元件，而不同元件在材料選擇、製程條件與製造要求方面存在差異。當這些元件需要進一步整合於同一光電系統時，將提高整體的設計、製造及封裝複雜度。此外，光纖與光子晶片之間的「光學耦合（Coupling）」需要極高的定位精度，任何細微偏差都可能影響光訊號傳輸效率，因此也進一步增加封裝難度、製造成本及良率管理的壓力。

另一方面，隨著矽光子技術逐步由研發與實驗階段邁向商業化生產，相關測試流程的速度、重複性及自動化程度也成為影響量產效率的重要因素。與傳統電子晶片測試相比，矽光子在晶圓級測試（Wafer-level Test）階段除了需要進行一般電氣特性驗證，還必須同步檢測光功率、光纖耦合效率等多項光電參數，因此測試設備必須整合光學自動對準、精密微動定位與電氣探測等功能。若測試過程出現微小的位置偏移、環境溫度變化或其他外部因素，都可能影響量測結果的準確性，進而增加量產階段的測試時間與成本。對矽光子產業而言，如何在確保測試精度的同時提高自動化與測試效率，將是未來推動大規模量產的重要課題。

矽光子 vs. CPO

當談到矽光子的時候，常常會與CPO混為一談，甚至會認為這兩者屬於同一個概念。事實上，這兩者並不一樣，屬於「技術元件」與「系統架構」互相搭配的兩個不同層次。

CPO（Co-Packaged Optics，共同封裝光學）是一種先進封裝技術，它將光學引擎（Optical Engine）與交換器（Switch ASIC）或 AI 晶片整合在同一個封裝內，讓兩者封裝架構高度接近，藉此縮短電訊號傳輸距離，降低功耗並提高頻寬，被視為因應 AI 與高效能運算大量資料傳輸需求的重要架構。

矽光子可以將光波導、調變器、光偵測器等光子元件高度整合在晶片上，形成光學引擎，而 CPO 則進一步將矽光子做成的光引擎放到交換器 ASIC 或其他運算晶片附近，縮短訊號傳輸距離，降低電訊號傳輸的損耗與功耗，並改善高速訊號的完整性。

簡單來說，可以將兩者理解為不同層次的技術：矽光子解決的是「如何利用光來傳輸資料」；CPO則解決「如何將光學引擎與運算晶片更有效率地整合」。前者屬於光電元件與技術基礎，後者則是封裝及系統實現方式。隨著AI算力及資料中心互連需求持續提升，兩者結合有望成為下一代高速光互連的重要發展方向。

台灣矽光子概念股有哪些？

台灣具備完整的半導體、封裝、光通訊及網通產業鏈，因此在全球矽光子／CPO供應鏈中具有重要地位。

以下整理市場目前較常關注的台股矽光子／CPO相關公司。

當中台積電是市場最關注的矽光子公司之一。台積電作為全球先進製程與先進封裝的核心樞紐，帶動台灣半導體產業鏈全面參與矽光子浪潮。其COUPE技術利用SoIC-X等先進封裝能力整合光子與電子元件，並朝CPO方向發展。台積電2026年技術論壇資料指出，COUPE on substrate預計於2026年開始生產，並可降低延遲及提升功耗效率。

矽光子產業發展前景如何？

從產業規模與技術進展來看，矽光子正逐步進入由技術驗證走向商業化放量的關鍵階段。2026年最大的產業變化之一，是NVIDIA、Broadcom及台積電等主要業者開始加速將CPO與矽光子技術導入實際產品與量產布局。其中，NVIDIA的Spectrum-X Ethernet Photonics預計於2026年下半年推出，官方資料顯示其最高頻寬可達409.6 Tb/s；Broadcom則持續推進支援CPO架構的Tomahawk 6，其交換容量達到102.4 Tb/s，顯示高速光互連正逐步由前期技術驗證進入AI網路設備的實際應用階段。

從中長期市場規模來看，矽光子及CPO的成長空間同樣受到市場關注。TrendForce於2026年6月預估，全球CPO／NPO市場至2030年有望突破390億美元，其中較明顯的高速成長期可能集中在2028至2029年。換言之，矽光子並非僅是2026年的短期市場題材，而是具有中長期產業發展潛力。若未來AI算力需求持續維持高成長，資料中心互連架構逐步由傳統「電互連」向「光互連」轉型，矽光子有機會成為AI基礎建設的重要技術支柱。

從更宏觀的角度來看，矽光子的意義也不僅限於傳統光模組產品的技術升級，而可能代表半導體產業從「銅互連」逐步邁向「光互連」的結構性變革。隨著AI伺服器、資料中心及高效能運算持續擴張，其潛在影響範圍將延伸至規模龐大的算力基礎設施市場。整體而言，未來數年的矽光子成長動能主要可歸納為三大方向：AI資料中心持續擴建、高速傳輸規格不斷升級，以及CPO技術滲透率逐步提升。這三項因素能否同步發展，將是決定矽光子產業實際成長速度的關鍵。

總結

2026年被視為矽光子產業加速發展的重要起點，其意義並非僅在於一項新興技術受到市場關注，而是AI算力需求持續攀升、半導體製程技術演進，以及光通訊供應鏈逐步成熟等多重因素共同作用下形成的產業轉折點。隨著AI資料中心對高速頻寬與能源效率的要求不斷提高，傳統電氣互連在傳輸距離、功耗與頻寬等方面逐漸面臨限制，矽光子則藉由光訊號進行高速資料傳輸，有望成為新一代AI資料中心高速互連架構的重要技術方案。

就台灣市場而言，從台積電、聯電、日月光，到聯亞、上詮、波若威、華星光、光聖及訊芯-KY等業者，皆分別布局於矽光子及CPO相關供應鏈環節，具備不同程度的潛在受惠機會。對台股投資人及產業業者而言，矽光子趨勢除了可能帶動先進封裝、光學元件、光通訊模組與測試檢測等領域的需求成長，也進一步強化台灣半導體供應鏈在下一世代AI高速光互連市場中的戰略地位。

FAQs

Q1：什麼是矽光子？
A：矽光子（Silicon Photonics）是利用矽半導體製程整合光學元件，透過光訊號取代部分高速電訊號傳輸的技術，主要目的是提升資料傳輸速度、頻寬與能源效率，目前主要應用於AI資料中心、高速網路及高效能運算。

Q2：為什麼2026年被視為矽光子產業的重要年份？
A：AI資料中心規模快速擴大，GPU、AI加速器與交換器之間需要更高頻寬的資料傳輸。2026年NVIDIA、台積電、聯電等業者持續推進矽光子及CPO商業化，產業已從研發驗證逐步走向量產。

Q3：矽光子與CPO有什麼不同？
A：矽光子是一項利用光學技術進行高速資料傳輸的核心技術；CPO（Co-Packaged Optics）則是一種封裝架構，將光引擎與交換ASIC等晶片更緊密地整合，以縮短高速電氣傳輸距離。兩者密切相關，但並非完全相同。

Q4：矽光子主要應用在哪些領域？
A：目前主要包括AI資料中心、800G／1.6T高速光模組、CPO、HPC高效能運算、電信網路及Optical I/O等。隨AI叢集規模持續擴大，高速光互連的重要性也同步提高。

Q5：矽光子有哪些優點？
A：主要優勢包括高頻寬、低功耗、高傳輸效率、低延遲及高整合度。NVIDIA指出，其矽光子CPO交換器相較可插拔式方案可實現約5倍電力效率，瞄準百萬GPU規模的AI工廠。

Q6：矽光子有哪些缺點或技術挑戰？
A：目前仍面臨光電整合、雷射光源、精密封裝、散熱、良率及成本等挑戰。此外，CPO、NPO、OBO及傳統可插拔光模組等技術路線仍可能長期並存，因此產業最終採用速度仍具有不確定性。

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