生成式AI引爆了对算力和传输频宽的渴??，於是光路取代电路的呼声响起。而矽光子也应声而出，成为HPC伺服器数据传输技术的显学。而要实现矽光子光路传输，共同封装光学（CPO）技术则是不可或缺的一项。本场东西讲座特别邀请安矽思（Ansys）首席应用工程师陈奕豪博士进行分享，剖析在AI世代中CPO技术的未来，包含它的市场与挑战。

陈奕豪博士指出，数据传输在各个领域中扮演着越来越重要的角色，无论是工作或生活，已有很大量的数据被产生且传输，尤其是现在的AI应用。他强调，包含物联网、智慧家庭、医疗，以及个人5G的行动通讯等，大量的数据传输已经渗透到我们生活的方方面面。而资料中心就扮演着关键的角色，协助这些应用来处理数据，而光学就是很重要的一个技术，目前最受注目的便是矽光子（Silicon Photonics）与共同封装光学。

而从市场的角度来看，矽光子也可说是受到研究机构的青睐。陈奕豪博士引用Yole Group的资料指出，矽光子在2021年至2027年间的复合年均增长率（CAGR）将达到36%，而资料中心收发器是矽光子技术最主要的应用，预计到2027年市场规模将达到9.72亿美元。除了资料中心收发器外，包括光纤陀螺仪、光互连、消费健康等也是矽光子技术重要的领域。而CPO技术在资料中心应用预计将从2021年的几??零增长到2027年的约720万美元，CAGR高达302%。

图一 : 安矽思（Ansys）首席应用工程师陈奕豪博士

CPO是「Co-Packaged Optics」的缩写，是一种将光学引擎和电子晶片整合到一个单独的封装中的技术。这种整合减少了数据在设备内部传播的距离，再加上使用光传输，能同时提高频宽并降低延迟。此外，由於整合多项元件於单一封装中，因此CPO还可以降低系统的复杂性和整体的成本。

CPO整合光引擎和ASIC 实现最高速率与低功耗

陈奕豪博士也解释了矽光子共同光学封装技术的发展过程，他指出，光传输技术从可??拔光学元件（Pluggable Optics）开始，它是光模组通过光纤连接到ASIC，适用於较低数据速率的场景；接着便是板载光学元件（On-Board Optics）技术，这是一种把光引擎直接安装在PCB上的技术，它的优势是缩短了与ASIC的距离，适用於中等数据速率；至於共封装光学元件则是目前最受助的技术，它将光引擎和ASIC在同一封装内紧密整合，实现最高数据速率和最低功耗。

陈博士继续解释道，传统的铜线电导体在短距离、低频宽的数据传输中表现出色，但随着对更高频宽和更低延迟的需求增加，它们的局限性日益凸显。他将传统电导体比作乡间小路，只能应对有限的车流量；而光纤则像是高速公路，能够承载更大的数据流量。

「CPO技术是将光学引擎和电子晶片整合到一个单独的封装中」陈博士解释道，「这种整合减少了光在设备内部传播的距离，进而提高了频宽并降低了延迟。」

CPO具有许多优势，包括可以实现更高的频宽，满足不断成长的数据传输需求；更低的延迟，提高数据传输的实时性；可以降低功耗，提高能源效率；CPO可以实现更小的尺寸，提高设备的整合度。

至於在应用方面，陈奕豪博士指出，CPO技术可运用在许多领域上，包括资料中心的数据传输、HPC高性能运算的连接、量子运算、AI神经网路、5G网路和先进汽车的感测光达系统等。

而由於生成式AI应用当道，资料中心被认为是推动CPO成长的主要推动力。陈博士指出：「资料中心对数据传输的需求极为庞大，CPO技术的高频宽和低延迟特性使其成为数据中心的理想选择。」