生成式AI引爆了對算力和傳輸頻寬的渴望，於是光路取代電路的呼聲響起。而矽光子也應聲而出，成為HPC伺服器數據傳輸技術的顯學。而要實現矽光子光路傳輸，共同封裝光學（CPO）技術則是不可或缺的一項。本場東西講座特別邀請安矽思（Ansys）首席應用工程師陳奕豪博士進行分享，剖析在AI世代中CPO技術的未來，包含它的市場與挑戰。

陳奕豪博士指出，數據傳輸在各個領域中扮演著越來越重要的角色，無論是工作或生活，已有很大量的數據被產生且傳輸，尤其是現在的AI應用。他強調，包含物聯網、智慧家庭、醫療，以及個人5G的行動通訊等，大量的數據傳輸已經滲透到我們生活的方方面面。而資料中心就扮演著關鍵的角色，協助這些應用來處理數據，而光學就是很重要的一個技術，目前最受注目的便是矽光子（Silicon Photonics）與共同封裝光學。

而從市場的角度來看，矽光子也可說是受到研究機構的青睞。陳奕豪博士引用Yole Group的資料指出，矽光子在2021年至2027年間的複合年均增長率（CAGR）將達到36%，而資料中心收發器是矽光子技術最主要的應用，預計到2027年市場規模將達到9.72億美元。除了資料中心收發器外，包括光纖陀螺儀、光互連、消費健康等也是矽光子技術重要的領域。而CPO技術在資料中心應用預計將從2021年的幾乎零增長到2027年的約720萬美元，CAGR高達302%。

圖一 : 安矽思（Ansys）首席應用工程師陳奕豪博士

CPO是「Co-Packaged Optics」的縮寫，是一種將光學引擎和電子晶片整合到一個單獨的封裝中的技術。這種整合減少了數據在設備內部傳播的距離，再加上使用光傳輸，能同時提高頻寬並降低延遲。此外，由於整合多項元件於單一封裝中，因此CPO還可以降低系統的複雜性和整體的成本。

CPO整合光引擎和ASIC 實現最高速率與低功耗

陳奕豪博士也解釋了矽光子共同光學封裝技術的發展過程，他指出，光傳輸技術從可插拔光學元件（Pluggable Optics）開始，它是光模組通過光纖連接到ASIC，適用於較低數據速率的場景；接著便是板載光學元件（On-Board Optics）技術，這是一種把光引擎直接安裝在PCB上的技術，它的優勢是縮短了與ASIC的距離，適用於中等數據速率；至於共封裝光學元件則是目前最受助的技術，它將光引擎和ASIC在同一封裝內緊密整合，實現最高數據速率和最低功耗。

陳博士繼續解釋道，傳統的銅線電導體在短距離、低頻寬的數據傳輸中表現出色，但隨著對更高頻寬和更低延遲的需求增加，它們的局限性日益凸顯。他將傳統電導體比作鄉間小路，只能應對有限的車流量；而光纖則像是高速公路，能夠承載更大的數據流量。

「CPO技術是將光學引擎和電子晶片整合到一個單獨的封裝中」陳博士解釋道，「這種整合減少了光在設備內部傳播的距離，進而提高了頻寬並降低了延遲。」

CPO具有許多優勢，包括可以實現更高的頻寬，滿足不斷成長的數據傳輸需求；更低的延遲，提高數據傳輸的實時性；可以降低功耗，提高能源效率；CPO可以實現更小的尺寸，提高設備的整合度。

至於在應用方面，陳奕豪博士指出，CPO技術可運用在許多領域上，包括資料中心的數據傳輸、HPC高性能運算的連接、量子運算、AI神經網路、5G網路和先進汽車的感測光達系統等。

而由於生成式AI應用當道，資料中心被認為是推動CPO成長的主要推動力。陳博士指出：「資料中心對數據傳輸的需求極為龐大，CPO技術的高頻寬和低延遲特性使其成為數據中心的理想選擇。」