量產落地+產能擴張提速，矽光晶圓代工格局迎來重塑。
AI大模型持續迭代、超算算力叢集不斷擴容，直接推動晶片間資料傳輸頻寬需求每兩年翻倍增長。傳統銅質互連架構受材料物理屬性限制，傳輸損耗大、頻寬上限低、運行功耗居高不下，已然難以適配萬卡級AI伺服器高密度資料互動場景。如何疏通晶片內部、晶片之間的資料傳輸瓶頸，降低算力叢集整體能耗，成為全球半導體行業亟待破解的核心難題。在此背景下，越來越多主流晶圓代工廠將技術突破口鎖定矽光子技術，依託光電融合方案重構晶片互連體系。
矽光子技術依託成熟CMOS半導體製造工藝，將光波導、光調製器、光電探測器等各類光學元器件整合於矽基晶圓之上，打破了光路、電路分開製造的傳統模式，正穩步走出實驗室研發階段，大批次匯入12英吋標準化半導體產線開展量產交付。當下，台積電、聯電、格芯、高塔半導體等全球頭部晶圓代工企業均投入大額資金佈局矽光工藝研發與產能建設，各家依託自身技術積澱制定差異化發展路線，一場圍繞工藝開發、產能搭建、產業生態共建的矽光產能競賽全面開啟，原有光互連代工行業格局正在持續重塑。
各大代工廠矽光佈局路徑分化
2026年被業界普遍視作矽光子技術商用落地關鍵年份，全球主流晶圓廠均大幅加快矽光項目落地節奏，企業依託區位資源、技術儲備差異，走出了截然不同的產能擴張路線。
聯電新加坡12英吋綜合晶圓廠率先完成首批標準化矽光晶圓量產交付；台積電自研COUPE緊湊型矽光整合平台全面轉入大批次生產階段；高塔半導體敲定日本全域產能擴容規劃，持續加碼矽光、鍺矽工藝與先進封裝建設；格芯並未新建自有廠房，而是通過資本收購整合成熟矽光製造資產補齊業務短板。國內賽道同步穩步推進，粵芯半導體（CanSemi）已完成12英吋矽光晶片生產線搭建，也是目前中國大陸唯一實現12英吋矽光晶圓大規模量產的代工企業。
7月14日，聯電與希立科技（SILITH）共同對外發佈合作進展：聯電新加坡廠區正式交付雙方聯合研發的首批商用矽光晶圓，標誌著二者數年技術聯合研發正式邁入商業化供貨周期。希立科技創立於2021年，核心業務聚焦資料中心高速光通訊晶片研發，旗下100G、200G速率矽光收發晶片已實現穩定批次出貨；借助本次深度繫結合作，企業產品迭代路線順利延伸至1.6T超高速光晶片賽道，精準匹配下一代AI交換機頻寬升級需求。聯電對外披露規劃，將於2027年正式推出自研完整12英吋矽光工藝平台，同時攜手希立科技攻關單通道400G純矽光解決方案，同步佈局薄膜鈮酸鋰新型光電材料研發，儲備面向未來超高速傳輸場景的前沿技術。
高塔半導體將全部產能擴張重心落地日本區域，圍繞矽光子、鍺矽調製工藝、先進封裝三大類股持續加大投入。整體規劃分為兩大階段：第一階段改造升級新潟縣新井老舊晶圓廠房，打造集12英吋矽光晶片製造、光電一體化封裝於一體的綜合產業平台；第二階段擴充富山縣魚津7號工廠現有產能，同時啟動全新12英吋晶圓廠房籌備建設工作。依託日本地方半導體產業扶持政策穩步釋放產能，主打定製化矽光代工服務，現已收穫多家海外光模組廠商長期訂單。
和聯電、高塔自主建廠擴產的模式不同，格芯選擇外延收購的輕量化發展路徑。2025年格芯完成對新加坡專業矽光代工廠AMF（先進微晶圓廠）的全資收購，將其成熟矽光製造工藝、產線裝置、研發團隊全盤整合至自家Fotonix光電一體化平台，重點面向共封裝光學（CPO）架構提供光電晶片代工服務，補齊自身在光子晶片單片整合領域的技術短板。
台積電憑藉先進封裝領域的行業絕對優勢構築一體化技術壁壘，旗下COUPE矽光整合平台現已穩定量產。平台依託SoIC三維晶片堆疊技術，實現電子運算晶片與光子晶片垂直堆疊融合，有效提升頻寬密度、大幅削減訊號傳輸功耗。現階段台積電持續打通COUPE平台與CoWoS中介層封裝、SoIC堆疊技術的協同適配，搭建起光電設計、晶圓製造、封裝測試一站式綜合平台，同時聯動全球上下游裝置、材料、晶片設計企業搭建標準化矽光產業生態，牢牢佔據全球高端矽光代工市場主導地位。
國內粵芯半導體已建成完整12英吋矽光專屬產線，生產工藝覆蓋90nm至65nm主流節點，可充分滿足中短距光通訊、AI晶片互連場景的代工需求，企業後續技術迭代目標直指45nm製程，穩步縮小與國際一線廠商的工藝差距。需要區分的是，長光華芯並未佈局12英吋矽光產線，其聯合產業夥伴打造的8英吋矽光產線仍處於建設階段，計畫2026年底通線、2027年初才可投產，暫不具備量產交付能力。除此之外，中芯國際等本土頭部晶圓企業也已啟動矽光工藝預研，依託自有成熟CMOS產線開展小批次流片驗證，國產矽光代工梯隊正逐步完善。
晶圓廠扎堆佈局矽光，三大核心動因
行業分析師普遍認為，全球頭部代工廠集中押注矽光子賽道，本質是順應後摩爾定律時代半導體產業變革趨勢，核心驅動力分為三個層面，高度契合企業長期經營發展訴求。
第一，矽光子可高度復用成熟CMOS產線資源，成本與規模化擴張優勢十分突出。矽光器件生產無需從零搭建化合物半導體專屬廠房，現有12英吋晶圓廠房、光刻刻蝕裝置、整套生產管控體系以及工藝研發人才均可遷移復用；相較砷化鎵、磷化銦化合物半導體產線，前期建廠投入更低，產能爬坡、規模擴產靈活性更強，能夠持續攤薄研發與製造成本，盈利空間更加可觀。
第二，矽光子技術與先進封裝體系深度互補，完美適配CPO架構落地需求。共封裝光學將光引擎、交換ASIC晶片、AI加速晶片整合至同一封裝基板之上，對封裝精密程度、晶片散熱熱管理、高速訊號完整性提出嚴苛要求；而CoWoS、SoIC等高端先進封裝技術本就是各大頭部晶圓廠的核心競爭力，二者結合可便捷打造一體化光電整合方案，構築難以復刻的技術壁壘。隨著輝達、博通等國際晶片巨頭將CPO劃定為下一代資料中心標準互連架構，提前佈局的晶圓廠將率先承接大批次代工訂單。
第三，佈局矽光有助於代工廠向上延伸半導體產業鏈，穩固自身全鏈條話語權。傳統光通訊產業鏈價值大多集中於下游光模組組裝環節，晶圓製造端附加值偏低；CPO技術普及之後，產業價值重心向上游晶片製造、先進封裝環節轉移，能夠一站式承接光電晶片設計、晶圓代工、封測全流程業務的廠商，將牢牢掌握產業鏈議價權，開闢全新營收增長曲線。在後摩爾定律先進製程迭代放緩的大背景下，矽光已然成為晶圓廠突破營收增長瓶頸的核心增量賽道。
規模化商用前路仍存多重挑戰
儘管全球產線建設、技術迭代節奏持續加快，但矽光子技術全面大範圍商用依舊面臨製造、封測、行業標準三重現實瓶頸，諸多技術細節需要全行業協同攻克。
製造端首要難點在於矽基底本身無法產生雷射光源，必須依靠異質整合工藝嵌入磷化銦、砷化鎵等三五族半導體材料充當發光單元。不同企業分別採用晶圓鍵合、外延生長兩類技術路線，工藝方案尚未達成統一，異質整合良率偏低、生產成本居高不下，成為制約技術大規模量產的首要阻礙。
封測環節壁壘同樣顯著：CPO器件需要同步處理高速電訊號與光訊號，光纖耦合對位精度、封裝氣密性、裝置長期運行可靠性要求遠超傳統半導體晶片封裝；適配光電一體化產品的專用測試裝置、標準化檢測方案尚未全面普及，配套產業鏈成熟度不足，持續抬高整體落地成本。
與此同時，全球範圍內尚未出台統一的CPO硬體介面、封裝外形規範，各家企業自研技術規格互不相容，碎片化生態嚴重制約供應鏈協同調配，不利於行業整體降本，延緩了矽光全域普及處理程序。
矽光商用落地還需補齊那些短板？
綜合全球各大晶圓廠技術路線與產能投放規劃，2027年將成為矽光子商業化處理程序的關鍵分水嶺，行業供需格局將迎來實質性轉變。聯電計畫當年正式對外提供12英吋矽游標准化代工服務，高塔半導體瞄準2027年第四季度實現矽光晶片大規模量產；台積電、格芯也將持續上調產能利用率，屆時全球矽光代工產能將迎來集中釋放，當下供需緊張的局面會得到一定緩解。
長期維度來看，純矽光方案與新型材料光電路線將會平行發展。依託成熟CMOS工藝的純矽光方案憑藉低成本、易量產優勢，會率先在800G、1.6T資料中心光模組領域大範圍滲透；薄膜鈮酸鋰等新一代光電材料，則面向3.2T及以上超高速互連場景持續迭代升級，滿足未來算力叢集頻寬持續擴容需求。
國內企業近幾年持續加大矽光全產業鏈投入，逐步搭建起光晶片設計、晶圓代工、光模組封裝完整產業體系，本土供應鏈自主可控能力穩步提升。但客觀而言，國內廠商在高端矽光晶片架構設計、CPO系統整合實操經驗、三五族有源光源材料、光電專屬EDA設計工具等核心領域，依舊和國際頭部企業存在明顯代差，高端矽光代工產能供給缺口短期難以填補。 (半導體產業縱橫)