光晶片“新軍”崛起

2026年6月,輝達Vera Rubin平台正式進入全面量產階段,配套的Spectrum-X乙太網路矽光CPO交換機同步實現規模化交付——這標誌著AI算力叢集正式從“電互聯”跨向“光互聯”的商用臨界。

當行業目光上一秒還集中在GPU、HBM等算力核心時,眼下光通訊晶片已悄然成為百萬級GPU叢集的新瓶頸,成為撬動全球半導體產業格局的新支點。據LightCounting預測,到2029年,3.2T CPO連接埠出貨量預計將超過1000萬個。另有研報提到“預計到2027年800G和1.6T連接埠總數中,CPO連接埠將佔近30%”。

可見,一場圍繞“光”的軍備競賽已然打響。

長久以來,全球高端數通光晶片市場被博通、Marvell兩家美國企業牢牢把持,雙寡頭合計拿下90%以上的高端PAM4 DSP市場份額,技術壁壘與生態繫結幾乎讓後來者望而卻步。

而就在這一固化的產業格局下,晶片廠商們正集體突圍,試圖建構起覆蓋可插拔光模組DSP、矽光子引擎、CPO光引擎乃至上游外延材料的完整光晶片版圖。

雙寡頭統治的光晶片高地

光通訊DSP晶片是光模組的大腦,負責高速訊號的編解碼、均衡與糾錯,直接決定了光傳輸的速率、功耗與穩定性。在AI算力需求的拉動下,該市場規模成為半導體行業增速最快的賽道之一。

而這一高增長賽道,長期處於高度壟斷狀態。

根據行業機構統計,在400G及以上高端數通PAM4 DSP市場,Marvell憑藉收購Inphi繼承的全套高速SerDes與FEC演算法IP,佔據60%左右的市場份額;博通則依託交換機晶片與光晶片的光電協同能力,拿下超過30%的份額,兩家合計壟斷了九成以上的高端市場。

從800G到1.6T世代,輝達高端GPU叢集的官方標配方案、北美頭部雲廠商的定製化訂單,幾乎悉數落入兩家囊中。

雙寡頭的護城河並非只在產品端。

Marvell的1.6T Ara系列DSP已採用3nm工藝,於2026年第一季度向客戶提供樣品,覆蓋短距、中距、長距全場景;博通的Sian與Taurus系列則主打超低功耗,深度繫結Google、微軟、Meta等頂級客戶,從系統架構層面完成了技術標準的定義權。

更關鍵的是,隨著CPO技術走向商用,兩家企業已提前完成矽光子、光引擎、異構封裝的全鏈條專利佈局,試圖將壟斷優勢延續到下一代技術周期。

行業曾普遍認為,這一格局在未來5-10年內都難以撼動。直到AI算力爆發帶來了技術路線的多元化窗口,也給了後來者追趕的機會。

聯發科領銜光晶片軍團,重磅出擊

在這場競賽中,在光互連晶片這個長期被雙雄把持的領域,正迎來一個重量級玩家——聯發科。值得關注的是,聯發科不是單槍匹馬的闖入,而是一支精心編織的軍團,其陣型已相當清晰。

作為核心,聯發科的光通訊佈局直指CPO這一技術制高點,走的是“光電融合、單片整合”的差異化路線。

在自研技術層面,聯發科已實現400Gbps頻寬速率的CPO技術突破,主打Micro LED光學技術方案,可將光學器件單晶整合至與現有資料中心裝置相容的CMOS收發器中。這意味著一顆晶片就能同時處理電訊號和光訊號,省去了傳統方案中複雜的額外光學封裝,該方案既保留了銅線級的可靠性,又能將傳輸功耗降低50%,技術可向下相容近封裝光學(NPO)與傳統可插拔場景,具備極強的落地靈活性。

這一功耗優勢,恰是算力飢渴的AI資料中心最為渴求的。

另一張王牌是將自身深厚的Micro LED技術積累延伸至光互連。聯發科的Micro LED光學技術,可應用於資料中心互連的主動式光纜(AOC),並進一步延伸至CPO與近封裝光學(NPO)架構。與傳統的VCSEL光源相比,Micro LED陣列在多通道平行傳輸上展現出更高的能效與整合潛力,為下一代高密度光互連提供了全新的光源路徑。

2026年一季度,聯發科宣佈與微軟研究院合作,推出基於Micro LED光源的下一代主動式光纜(AOC)方案,在資料中心短距互聯場景驗證了技術可行性。

同時,依託消費電子時代積累的大規模CMOS設計與高速SerDes能力,聯發科的單通道200G SerDes技術已進入成熟階段,400G SerDes IP規劃清晰,為後續1.6T、3.2T世代的產品迭代打下了基礎。

然而聯發科深知,在逼近物理極限的矽光子賽道上,完全依賴自研並不明智。

今年2月,聯發科果斷出手,以約9000萬美元投資了全球CPO光引擎領域的明星初創公司Ayar Labs,獲得約2.4%的股權。Ayar Labs的核心技術TeraPHY,正是將矽光子I/O晶片與系統級晶片封裝在一起的“光芯粒”(optical chiplet),其光引擎已被輝達等巨頭納入下一代GPU互連架構的驗證路徑。

值得注意的是,Ayar Labs是全球CPO光引擎領域的領先企業,已向部分客戶交付TeraPHY產品,股東名單囊括輝達、AMD、英特爾三大晶片巨頭,並與台積電等建立了戰略合作關係。是全球矽光子與CPO領域的核心技術標竿。

通過此次投資,聯發科不僅獲得了光引擎與異構封裝的技術協同,也正式躋身全球CPO核心生態圈,補上了最關鍵的一塊拼圖,聯動台積電先進封裝工藝推進CPO的落地。

達發科技,瞄準主流市場基本盤

如果說聯發科的佈局是著眼於未來,那麼其旗下子公司達發科技(Airoha Technology)則是當下衝鋒陷陣的先鋒,直接殺入了博通與Marvell最肥美的一塊腹地——可插拔光模組PAM4 DSP晶片市場。

上文提到,DSP晶片是光模組的大腦,負責將電訊號進行複雜的調製與補償,以實現高速率長距傳輸。長期以來,這一市場被Marvell和博通兩家巨頭牢牢把持,兩者合計佔據超過90%的市場份額,尤其在高端100G/通道以上領域近乎壟斷。

達發科技的突破是實實在在的。

據瞭解,達發科技產品矩陣呈現清晰的迭代節奏:單通道50G SerDes相關PAM4 DSP產品,搭配自研TIA形成完整解決方案,已成功打入全球前十大光模組廠中的數家供應鏈,2026年一季度出貨量已實現數倍增長,並持續放量出貨;單通道100G SerDes對應的800G DSP產品已於2025年第四季度完成流片,獲得多家全球前五大模組廠的設計匯入,預計2026年年中正式量產。這意味著在800G光模組這一當前最主流的資料中心速率世代,達發已躋身牌桌。

更為關鍵的是,在代表下一波的1.6T光模組上,其更高階的單通道200G SerDes研發也已同步啟動,並直指未來的3.2T世代方案。

財務資料更直觀地說明了這場衝鋒的戰果。

達發科技樂觀預估,今年光通訊相關營收將是去年的三倍以上,成為公司成長最為強勁的產品線。法人機構也指出,雖然CPO是未來趨勢,但在短期幾年內,可插拔式光模組仍將是出貨主流,達發科技正以高性價比方案快速搶佔中高端市場份額,同時打磨客戶關係與工藝經驗,為集團整體光通訊戰略提供了堅實的現金流與客戶入口。

元澄半導體:矽光子平台的隱形棋子

在聯發科的光通訊版圖中,元澄半導體是一枚關鍵的奇兵,也是集團矽光子技術的核心承載主體。

據悉,元澄半導體專注於矽光子平台的設計與研發,核心產品包括高速光收發模組PIC晶片、光收發模組與光引擎,覆蓋LPO(線性驅動可插拔光學)與CPO-ASIC模組方案,面向AI資料中心與高性能運算場景。

更關鍵的是,元澄半導體通過收購先發電光(BrightEpi),完成了向上游材料端的延伸。先發電光原本主打傳統VCSEL外延片與InP外延片,併入元澄後全面轉向矽光子戰略,建構了從外延材料到PIC晶片再到光引擎的垂直整合能力,產品涵蓋傳統光通訊外延片、面向AI資料中心的Micro LED光源以及多通道低功耗CPO解決方案。

這種設計+材料的垂直整合模式,不僅降低了供應鏈風險,也讓元澄半導體在成本控制與定製化開發上具備了獨特優勢。

根據公開資訊,聯發科旗下聯發資本是元澄半導體重要大股東,雙方在技術與供應鏈層面深度協同,成為聯發科集團在矽光子領域的重要佈局支點。

這意味著聯發科不僅通過投資Ayar Labs切入了矽光子引擎的核心技術圈,更通過元澄半導體在上游外延材料、矽光PIC晶片與先進封裝層面布下了一枚戰略棋子。當技術路線收斂時,這枚棋子便可能迸發出打通產業鏈的價值,與聯發科本部的CPO/Micro LED技術以及Ayar Labs的光引擎形成了有機互補。

面向更長遠的技術演進,元澄半導體還投入了2D Matrix二維矩陣光學連接技術,瞄準AI模型擴展帶來的多維度光互聯需求,試圖在下一代超高速算力互聯場景搶佔技術先機。

跨界補位:老牌廠商的光電融合轉型

聯發科領軍的光晶片浪潮,也帶動了台灣老牌IC設計企業的集體轉型,義隆電子就是其中的典型代表。

據報導,這家以觸控晶片、MCU聞名的廠商,於2025年底正式宣佈攜手美國企業PETA Optronics,共同投入光通訊整合晶片市場。雙方的合作模式清晰:PETA提供光子積體電路(PIC)技術優勢,義隆則發揮自身在電子積體電路(EIC)領域的深厚積累,聯合開發新一代光電整合解決方案。

與此同時,義隆還完成了對PETA Optronics的戰略投資,成為其重要法人股東,加速矽光子技術的研發與商業化落地。

義隆的轉型並非個例,它代表著台灣IC設計產業的集體動向:當消費電子、工業控制等成熟賽道增長放緩,高景氣的光通訊成為眾多企業追逐的新增長曲線。這些跨界而來的廠商雖起步稍晚,但憑藉成熟的晶片設計經驗與客戶資源,正快速壯大台灣光晶片產業的整體規模,形成叢集效應。

高通:打造清晰的光互聯技術路徑

在AI大模型時代,高通認為“連接頻寬”與“單位位元功耗”已超越算力密度,正成為系統擴展的首要瓶頸。

為此,高通建構了一條清晰的光互連技術路徑——從封裝核心粒級的毫米級短距光電融合出發,逐步向外延伸覆蓋機櫃內、機櫃間、資料中心內,直至跨園區數十公里的長距通訊,最終實現從毫米到數十公里的全距離光連接覆蓋。

Die-to-die芯粒互連

作為整個連接體系的最內層基礎,Die-to-die技術針對封裝內的極短距傳輸場景最佳化,主打近零功耗與超短距傳輸能力,核心作用是支撐Chiplet芯粒化架構。

這既是計算芯粒、記憶體芯粒的電氣互連底座,也是共封裝光學(CPO)方案的介面基礎——高通的光學引擎芯粒正是通過標準Die-to-die介面,與計算、交換芯粒實現同封裝高速互聯,為後續光電共封裝提供了標準化的底層互連協議支撐。

共封裝光學(CPO)

高通的CPO方案採用整合光子學的光引擎架構,可支撐CPO與近封裝光學(NPO)的規模化部署,其核心創新在於提出了“可組合光學芯粒(Composable Optical Chiplet)”的開放理念。

不同於行業部分廠商的封閉捆綁方案,高通將CPO光引擎設計為符合UCIe標準的獨立芯粒:雲廠商與裝置商可以將高通的光引擎芯粒,與自研計算芯粒、第三方交換機ASIC芯粒通過先進封裝靈活拼裝,實現硬體解耦與混搭;當光介面單通道速率從100G向200G、448G迭代時,理論上僅需替換光引擎芯粒即可完成升級,無需重新設計整套大型交換晶片,大幅保護客戶研發投入。

PAM4電SerDes

該層級面向機櫃內部與機櫃間的有源銅纜(AEC)場景,採用先進工藝打造,覆蓋112Gbps、224Gbps、448Gbps三檔單通道速率,可支撐UALink、ESUN、UEC、PCIe、CXL等多種主流高速協議,是伺服器主機板、機架內高速訊號傳輸的核心硬體基礎。

這部分技術既服務於傳統銅纜互連場景,也為CPO封裝內的光電訊號對接提供了成熟的電氣介面能力,是高通連接方案中“光電協同”的關鍵紐帶。

PAM4光SerDes

這是高通光互連方案中最具差異化的切入點,主要面向有源光纜(AOC)與短距光模組場景,傳輸距離最遠可達2公里,是當前800G/1.6T資料中心內部短距互聯的主力方案。

與傳統架構中“獨立DSP晶片+獨立雷射驅動器(Driver)+獨立跨阻放大器(TIA)”的多晶片方案不同,高通將Driver與TIA深度整合進PAM4光SerDes中,可直接與光電器件對接,核心優勢十分突出:

  • 架構簡化,極致省電:去除了傳統方案中的冗餘匹配電路與多晶片互聯損耗,單位元能耗可低至約4pJ/bit,對功耗成本敏感的大規模AI叢集極具吸引力;
  • 雙模驅動,靈活適配:同一顆SerDes可同時支援直接驅動VCSEL與矽光(SiPh)調製器,統一了多模短距與單模中長距方案的硬體介面,客戶可根據場景靈活選擇光器件方案,大幅降低研發適配成本。

QAM16相干光

針對20公里以內的資料中心互聯(DCI)與園區組網場景,高通推出了QAM16輕量級相干(Coherent-lite)光模組方案,填補了普通PAM4光模組傳輸距離不足的空白。

高通在該賽道具備天然的技術同源優勢:QAM16調制解調所需的複雜數字訊號處理演算法,與高通在5G基帶領域積累的OFDM/QAM處理能力高度同源,可實現技術復用與快速迭代。該方案的核心價值在於,在光纖資源有限的前提下,通過高階調製大幅提升單波長傳輸速率與頻譜效率,以輕量化的功耗與體積,解決跨園區、跨城市資料中心之間的長距“頻寬飢渴”問題。

產品路線圖:從800G量產到3.2T迭代

基於統一的SerDes技術底座,高通光互連產品的迭代路徑十分清晰,呈現出量產一代、爬坡一代、預研一代的節奏:

  • 2025年:800G世代規模量產:800G-LR2光模組、800G光模組/有源光纜(AOC)、800G有源銅纜(AEC)均已進入批次出貨階段,是當前貢獻營收的主力產品;
  • 2026-2027年:1.6T世代產能爬坡:1.6T光模組/AOC、1.6T AEC將進入產線規模化放量階段,完成速率翻倍的商用落地,匹配AI資料中心1.6T光模組的普及周期;
  • 2028年:3.2T世代研發推進:1.6T-LR/3.2T-FR2光模組、3.2T光模組、3.2T AEC均處於研發階段,底層依託448G SerDes技術支撐下一代超高速率迭代,持續跟進行業最高速率路線。

整體來看,高通的光互連戰略以 PAM4光SerDes 為功耗與速率基石,以 QAM16 coherent-lite延伸長距覆蓋,以可組合CPO芯粒實現系統級靈活整合,並依循800G→1.6T→3.2T的量產階梯,全面覆蓋從毫米級片間互連到數十公里級資料中心互聯的全場景,為AI基礎設施提供頻寬與能效兼備的連接底座。

這支“光晶片軍團”,能否叫板雙巨頭?

在以上光晶片“軍團”各就各位之後,一個根本性的問題浮現出來:這套陣容,是否真的能夠撼動博通與Marvell的統治地位?是否擁有了與其叫板的資本?

首先,從以聯發科為代表的台灣晶片軍團分析來看:

直接殺入對手最賺錢的腹地

如前所述,PAM4 DSP是博通和Marvell光互連業務的利潤核心。其中,達發科技是迄今為止全球極少數能在50G/100G速率上同時實現規模量產,並給出200G明確路標的非“雙雄”廠商。從0到1的突破已實現,接下來就是市場份額從1到N的持續蠶食。只要可插拔光模組在未來三到五年仍是主流,達發科技就能持續對雙雄產生正面競爭壓力。

與此同時,達發作為挑戰者,定價策略勢必比雙雄更激進,這將加速DSP晶片的性價比重構。

技術路徑差異化突圍

博通與Marvell的技術根基是傳統高速雷射方案+高端DSP,圍繞單波速率提升建構壁壘。而聯發科選擇了Micro LED多通道平行的差異化路線,依託成熟CMOS工藝實現光電單片整合,在短距資料中心互聯、機櫃內互聯等場景,具備更低的製造成本、更高的整合度與更優的功耗表現。

在AI資料中心,功耗似乎正在取代絕對性能成為最大的瓶頸。聯發科標榜的Micro LED光互連“銅線可靠度+功耗減半”若真能在量產中兌現,對輝達、微軟、Google等功耗敏感型客戶將構成致命吸引力。

這種路線差異使其無需在雙寡頭的優勢賽道硬碰硬,而是從細分場景切入,逐步向核心市場滲透,符合半導體行業差異化競爭的路徑。

產業鏈協同優勢

博通之所以強大,不僅在於擁有光模組DSP,更在於擁有Tomahawk/Jericho系列交換晶片,能夠向客戶提供“交換晶片+光引擎”的捆綁方案。

聯發科目前雖暫無同等級的頂級資料中心交換晶片,但其“自家CPO/Micro LED整合能力+達發DSP+元澄矽光晶片/外延片+Ayar Labs光引擎”的組合,打造了一個完整的光通訊半導體內循環供應鏈,已能從光互連子系統角度提供一個相當完整且開放的替代方案。

在雲廠商越來越追求解耦與二層供應商的背景下,這種集團化作戰模式或許更具吸引力,也讓聯發科能夠以相對可控的投入,實現全技術路線的覆蓋,加快迭代速度。

同時,產業鏈下游還有台積電的矽光子工藝與先進封裝能力,以及眾多台系光模組廠商。這種本土化的產業協同,也能大幅提升聯發科及台企的研發迭代效率與成本控制能力,是單一企業難以匹敵的體系化優勢。

不受舊架構的包袱約束

此外,聯發科等企業還有一個隱形優勢:不受舊架構的包袱約束。博通與Marvell在傳統光模組生態中深耕多年,轉型CPO時需平衡龐大的存量業務。而後來者幾乎沒有歷史包袱,可以更決絕地將資源押注在矽光、CPO、Micro LED光源等前沿路徑上。這種輕裝上陣的姿態,在技術代際切換時往往能迸發出驚人的加速度。

能看到,以聯發科為龍頭的台灣光晶片軍團,憑藉差異化的技術路線、完整的產業鏈協同、集團化的研發體系,已經完成了從材料、晶片到系統的全鏈條佈局,具備了衝擊中高端市場、撼動雙寡頭邊緣格局的資本。

這不是某一家企業的單點突圍,而是整個台灣半導體產業在光通訊賽道的集體發力,是繼晶圓製造、先進封裝之後,在高端晶片領域的又一次集體躍升。

高通“奇襲”:技術路徑的差異化突圍

另一方面,高通在全端光互聯技術領域的深耕,也正式向傳統雙寡頭格局發起全方位衝擊,為行業帶來前所未有的全新競爭變數。

不同於博通、Marvell聚焦交換機+光DSP單點賽道的佈局邏輯,高通走出了差異化的全端一體化路線:內層依託Die-to-Die芯粒互連築牢Chiplet底層基礎,以UCIe標準化開放芯粒思路打造可組合CPO光學引擎,打破巨頭封閉捆綁的生態壁壘;中層以自研低功耗PAM4電/光SerDes搶佔當下800G/1.6T光模組存量市場,整合Driver與TIA的一體化光SerDes架構憑藉超低單位元功耗,直擊AI機房高電費核心痛點,同時相容VCSEL與矽光雙路線,適配多元化客戶需求;外層復用5G基帶QAM演算法沉澱推出輕量化QAM16相干方案,補齊20km內跨園區DCI長距互聯短板,形成從封裝內到數十公里的完整傳輸閉環。

同時,疊加高通清晰的產品迭代路線,2025年800G產品量產落地、2026-2027年1.6T規模化上量、2028年3.2T技術研發落地,統一448G SerDes底座實現全世代平滑迭代,兼顧當下商用需求與中長期CPO技術演進。

有業內人士表示,這套體系讓高通手握多重衝擊雙寡頭格局的核心籌碼:

其一,技術邊界全覆蓋,擺脫競爭對手僅深耕中短距光模組的侷限,電互連、矽光CPO、短距PAM4、長距相干光全賽道無技術斷點,搭配自研Dragonfly CPU與AI加速器,實現“計算-記憶體-互連”端到端協同,這是博通、Marvell不具備的一體化整機配套能力;

其二,開放解耦的架構更貼合白盒資料中心發展趨勢,標準化光學芯粒允許客戶自由混搭各類計算ASIC,無需繫結單一廠商全套晶片,大幅降低雲廠商技術迭代成本;

其三,移動領域數十年低功耗電路設計基因形成獨特差異化優勢,在功耗指標上形成明確競爭亮點,精準匹配超大規模雲廠商降本剛需。

客觀來看,短期內博通、Marvell憑藉深耕多年的專利壁壘、頭部雲廠商深度定製合作關係、成熟規模化供應鏈,依舊把持高端1.6T以上相干、頂級交換光互聯核心市場,高通完成份額替代仍需長期客戶驗證與生態滲透。

但中長期維度,高通的入局徹底打破了雙寡頭獨家供給的市場穩態:一方面分流中短距800G/1.6T光模組、AOC有源光纜增量訂單,分流存量市場份額;另一方面在下一代CPO共封裝光學賽道,以開放芯粒標準建立全新技術話語權,與Marvell、博通的封閉式CPO方案形成路線對抗,為產業鏈提供第二條成熟技術選擇。

從產業格局層面而言,無論是台灣光晶片陣營的突圍,還是高通這套全端光互聯佈局絕非簡單賽道跟風,而是重塑全球高速互連競爭格局的關鍵變數。過去市場只能被動接受兩大巨頭定義的技術標準與定價體系,如今算力廠商、光模組廠擁有了具備完整自研能力、覆蓋全傳輸距離、兼顧成本與能效的全新玩家,壟斷格局迎來實質性鬆動,AI光互聯賽道正式進入“雙寡頭+全新挑戰者”三足鼎立的競爭新階段。

不過需要注意的是,儘管新晉光晶片軍團的崛起勢頭迅猛,但客觀來看,要真正與博通、Marvell分庭抗禮,仍有不短的路要走。例如,對高端市場份額的把控、高企的核心技術與專利壁壘、生態的深度繫結,以及晶片良率和量產成熟度等,博通和Marvell多年積累的幾條護城河,仍橫亙在前。

寫在最後

毫無疑問,AI算力的爆發正在重構全球光通訊產業的格局。

在光通訊晶片這片曾高度固化的戰場上,技術路線的多元化與市場需求的分層化,打破了雙寡頭壟斷的固化土壤,給了後來者破局的窗口。一支擁有半導體深厚底蘊的“光晶片軍團”正逐漸浮出水面。

儘管短期內可能不擁有與博通、Marvell分庭抗禮的資本。但重要的是,這支軍團的出現,意味著全球高速光互連晶片市場正從一個寡頭市場,逐步走向一個更具競爭活力的市場格局。 (半導體行業觀察)