硅光芯片，代工大战

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在AI大模型向千亿、万亿参数迭代的浪潮之下，算力需求迎来指数级爆发，而数据中心的高速互联瓶颈，正成为制约AI性能突破的关键。

传统的电信号传输逐渐受限于能耗与距离瓶颈，难以支撑AI模型训练所需的庞大资料流量。当传输速率突破400Gbps并向800Gbps乃至1.6Tbps演进，铜导线的物理特性导致信号衰减严重，能耗急剧上升。

对此，产业界普遍认为，利用光子代替电子进行数据传输的硅光子技术，是解决高能耗与信号延迟的重要手段。

硅光芯片作为融合半导体与光子技术的新型器件，凭借高带宽、低功耗、小型化且兼容CMOS工艺的核心优势，正从数据中心的幕后走向AI算力集群的台前，成为破解这一瓶颈的核心方案。

对此，行业共识已然明确：2026年将成为硅光技术大规模商用的关键转折点，也就是业界公认的硅光芯片商转元年。

野村证券研报显示，800G与1.6T光模块出货量将在2026年实现显著翻倍，而硅光子技术在这一市场的渗透率预计将达到50%-70%，成为行业增长的核心引擎。作为光模块的核心组件，硅光芯片的成本占比高达30%-70%，其代工产能与技术水平直接决定了下游产业的发展节奏。据测算，2026年全球先进光芯片产能同比增长超80%，但仍落后市场需求5%-15%，产能缺口明显，这也进一步加剧了代工巨头的竞争态势。

在这股浪潮下，不仅重塑了芯片的设计逻辑，更在全球晶圆代工领域点燃了新一轮战火。这块巨大的市场，让代工厂们意识到，谁能掌握硅光代工，谁就能握住下一代高性能计算和AI芯片的入场券。

为此，全球代工巨头纷纷躬身入局、加码布局，一场围绕硅光芯片代工的激烈博弈，已全面拉开帷幕。

代工巨头，纷纷发力

Tower：产能扩张，预定量惊人

Tower Semiconductor在硅光代工领域表现得十分活跃。

2025年，Tower宣布将硅光制造产能翻倍，2026年中期计划继续扩增。其在美国运营2座200mm硅光晶圆厂，并在日本运营一座300mm硅光晶圆厂，形成了全球化的产能布局。

Tower能够提供硅光代工的晶圆厂（图源：Tower）

Tower首席执行官Russell Ellwanger表示：“我们在光模块所需的硅锗（SiGe）与硅光（SiPho）技术领域处于行业领先地位，再叠加数据中心需求的强劲上升，使Tower在收入与利润两端都具备前所未有的增长潜力。”

事实也证明了这一点，Tower的市值在短期内已实现了3倍增长，核心原因正是硅光领域产能需求旺盛、市场需求大幅增长。

Tower从25年7月-26年2月的股价走势

前不久，Tower公布2025年第四季度财报，营收创单季历史新高，达4.4亿美元同比增长14%，净利润8000万美元，双双超越市场预期。

但更令人瞩目的是其在硅光领域的激进扩产计划。

Russell Ellwanger表示：“我们的硅光晶圆厂压力很大。” 财报显示，Tower在硅光和硅锗平台上的总投资已追加至9.2亿美元——较三个月前刚刚宣布的6.5亿美元计划再增四成。这笔巨额资本开支的目标直截了当：到2026年第四季度，硅光晶圆月产能将提升至2025年同期的五倍以上。

更值得玩味的是产能的“预售”状态。Tower披露，截至2028年的硅光总产能中，超过70%已被客户预订或正在预订流程中，且有客户预付款作为保障。这意味着，在距离规模化放量尚有数季度的当下，上游晶圆厂未来三年的产出表已经填满了客户的名字——这不是试探性下单，而是真金白银的产能锁定。

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这场产能竞赛的背后，是Tower与英伟达不断深化的绑定。就在财报发布前数日，双方高调宣布合作开发面向下一代AI基础设施的1.6T光模块，Tower的硅光子平台将服务于英伟达的网络协议。

Yole Group指出，这一合作释放了明确信号：AI集群的扩展速度之快，以至于瓶颈正日益演变为数据在GPU、交换机和机架之间的移动效率。而1.6T时代的光学器件，成功的关键已不再是“更高的带宽”这一单一指标，而是可重复的制造、可预测的良率，以及大规模供应能力——这正是Tower作为晶圆代工厂的核心价值所在。

当前，Tower不仅是1.6T PIC的绝对供应商，同时也是driver、TIA、PD等核心部件的生产主力。在更远的未来——单波400G与CPO层面，Tower的布局同样清晰。与OpenLight合作，在PH18DA平台上成功演示了基于PAM4调制的400G/lane调制器，为下一代3.2T解决方案铺平了商用路径。对于CPO应用，Tower已布局TSV、混合键合、微环等关键平台技术，并与Teramount等厂商整合光纤耦合方案。

据了解，Tower的PH18系列是当前硅光行业中最具代表性的技术之一，具备从无源光路（M）到主动光源（DA/DB）的完整生态，极大地推动了光互连技术在AI和数据中心领域的商用化进程。

• PH18M (Metal)：这是最基础的版本，提供低损耗硅波导（Silicon Waveguide）‍、硅氮化物（SiN）波导、Ge光电探测器和高带宽调制器。适用于需要高密度光子集成但不涉及激光器集成的应用场景，如被动光路或单纯的光电转换。

• PH18DA (Active)：在PH18M基础上，PH18DA引入了InP激光器、调制器和探测器的异质集成技术。这是Tower推出的第一个能够直接集成主动光源（激光器）的版本。

• PH18DB (Active)：PH18系列的升级版，集成了GaAs量子点激光器和半导体光放大器（SOA）。这是全球首个在标准硅光子代工平台上集成量子点激光器的案例，主要针对高功率、低噪声的光源需求。

Russell Ellwanger直言，通过异构集成400G调制器、激光器和光放大器于单一光子集成电路（PIC），Tower正为下一代光通信技术提供可扩展、高可靠、可量产的解决方案。

在2025年11月，Tower还宣布推出了CPO Foundry，扩展其为CIS开发的300mm晶圆键合技术，进一步提升了其在硅光代工领域的技术实力和市场竞争力。

此外，Tower还与多家企业展开合作，如与Innolight扩大合作，利用其最新的硅光子平台，提升新一代硅光量产解决方案产量，以满足AI和数据中心市场需求。通过不断的产能扩张和技术创新，Tower Semiconductor在硅光代工市场中稳扎稳打，逐步扩大自己的市场份额。

GlobalFoundries：收购整合，登顶硅光代工龙头

2025年11月，GlobalFoundries宣布收购位于新加坡的硅光子晶圆代工厂Advanced Micro Foundry。格芯将整合AMF公司的制造资产、知识产权与专业人才，扩大其在新加坡的硅光子技术组合、生产能力和研发能力，补充其在美国的现有技术能力。

这一收购使格芯按收入计算成为全球最大的纯硅光子芯片代工厂。

据了解，AMF是新加坡科技研究局在2017年设立的衍生公司，也是全球首家专注于硅光子技术的芯片代工厂，拥有超过15年的制造经验，服务过300多家客户。格芯首席执行官Tim Breen表示，收购AMF使其能够提供更全面、更具差异化的可插拔收发器和共封装光器件发展路线图，同时加速光子技术向汽车和量子计算等相邻市场的发展。

GlobalFoundries计划利用AMF的新加坡200mm平台满足长距离光通信、计算、激光雷达和传感等领域的需求，并随着市场需求的增长扩展至300mm平台。在晶圆代工行业，更大尺寸的晶圆意味着更高的生产效率和更精密的制程控制，这对于未来共封装光学器件（CPO）技术落地至关重要。CPO技术可将硅芯片与光学器件封装在一起，显著缩短电信号路径并降低功耗，是下一代AI硬件架构的关键技术。

为配合此次收购，GlobalFoundries还将在新加坡建立硅光子学研发卓越中心，与当地科技研究局合作，专注研发用于400Gbps超高速数据传输的下一代材料。

GlobalFoundries在硅光芯片领域积累深厚。早在2022年3月，GlobalFoundries就推出了硅光子平台Fotonix，是业界首个将300毫米光子学特性和300Ghz级别的RF-CMOS工艺集成到硅片上的平台，使得光子芯片能够提供更快、更高效的数据传输和更优的信号质量，旨在解决数据中心与AI时代对高速、低功耗、高带宽的严苛需求。

GF Fotonix继承并发展了GlobalFoundries在45nm SOI工艺（45CLO，现已整合入Fotonix品牌下）上的深厚积累。该平台能够提供一套包含高速锗（Ge）光电探测器（据称可达数十GHz响应）、高效电光调制器（如马赫-曾德调制器MZM，支持NRZ和PAM4等多种调制格式）在内的完整光子器件“工具箱”。其波导损耗据称在C波段和O波段均有良好表现，部分关键器件的性能指标已接近或达到业界领先水平。

GlobalFoundries强调，通过在300mm晶圆上将光子元件、RF-CMOS电路以及数字CMOS控制逻辑高度集成，支持2.5D封装和片上集成激光器等，可以直接省去部分高成本的封装步骤，理论上能带来更优的信号完整性（减少片外连接的寄生参数）、更低的整体功耗（短距离互连）和更紧凑的模块尺寸。这对于空间和功耗都极为敏感的AI数据中心而言，吸引力不言而喻。

在生态方面，GlobalFoundries为客户提供成熟的PDK，支持主流EDA设计流程，并与Ansys、Cadence、Synopsys等EDA厂商合作，力图简化设计门槛，缩短产品上市周期。目前，GF Fotonix 解决方案将在公司位于纽约马耳他的先进制造工厂生产，GlobalFoundries可为客户提供参考设计套件、MPW、测试、制程前后、和半导体制造等服务，以帮助客户更快地进入市场。

据悉，Ayar Labs、PsiQuantum、Lightmatter等公司已经采用了该平台来制造硅光芯片产品。

预计未来GlobalFoundries的硅光平台将会向更高集成度演进，会集成更多功能，比如WDM复用/解复用器件、更复杂的控制逻辑等，但这对设计和制造的挑战将持续升级，如何在提升良率的同时进一步降低成本，是其需要持续攻克的难题。

此次收购AMF，是GlobalFoundries在硅光代工领域的又一次重大战略布局，进一步巩固了其在硅光代工领域的领先地位，为其未来的发展奠定了坚实的基础。

联电：携手imec，加速布局

联电在硅光代工领域选择了技术合作的道路，以加速自身的布局。

2025年12月，联电宣布携手imec签署技术授权协议，取得imec iSiPP300硅光子制程，该制程具备共封装光学（CPO）相容性，将加速联电硅光子技术发展蓝图。

据了解，过去十年IMEC 已证明在12英寸晶圆上采用先进 CMOS 工艺进行硅光子制造，可显著提升性能。iSiPP300 平台具备高紧凑度与高能效器件，包括基于微环的滤波器与调制器、锗硅电吸收调制器，并辅以多种低损耗光纤接口及3D封装模块。IMEC IC-Link与半导体产业紧密合作，确保最先进技术能应用于产品制造。

联电表示，AI数据负载日益增加，传统铜互连面临瓶颈，硅光子技术以光传输数据，成为数据中心、高效能运算及网路基础设施在超高频宽、低延迟及高能源效率的解决方案。联电此前已实现 200mm（8英寸）硅光子学芯片的量产，未来将结合imec经验证的12吋硅光子制程技术、加上联电绝缘层上覆硅（SOI）晶圆制程，为客户提供高度可扩展的光子芯片（PIC）平台。

联电资深副总经理洪圭钧指出，取得imec最先进的硅光子制程技术授权，将加速联电12吋硅光子平台的发展进程。目前，联电正与多家新客户合作，预计在此平台上提供用于光收发器的光子芯片，并于2026及2027年展开风险试产。

有供应链消息指出，联电已将新加坡Fab 12i P3 新厂确立为承载硅光子与CPO 技术的核心基地，内部已进入实质技术导入与试产准备阶段，目标于2027年实现量产。

据了解，该厂的22纳米产线已具备衔接硅光子产品的成熟制程基础。针对外界关注的布局进度，联电官方回应证实，在特殊制程的推进上，硅光子确实是公司积极投入的重点技术之一。供应链进一步指出，目前该厂内部已同步规划光电整合相关模组，预计于2026年启动风险试产（Risk Production），并全力朝向2027年量产的目标推进。

展望未来，联电的技术蓝图十分清晰。除了首波瞄准的光收发器应用外，联电计划结合多元的先进封装技术，将系统架构朝向CPO与光学I/O等更高整合度的方向迈进为数据中心内部及跨数据中心提供高带宽、低能耗且高度可扩展的光互连应用解决方案。

而业界对于联电的转型持正向看法，认为若新加坡厂能如期在2027年导入量产，不仅意味着联电成功跨入光电整合型晶圆代工领域，更能有效延伸成熟制程的生命周期，在通讯、车用、物联网与AI等四大领域中，建立起难以取代的技术护城河，成为其下一个重要的成长引擎。

台积电：COUPE整合先进封装，剑指CPO商用化

台积电作为全球晶圆代工的龙头企业，在硅光代工领域同样展现出了强大的技术实力和创新能力。

2024年，台积电就表示正在研发紧凑型通用光子引擎（COUPE）技术，以支持AI热潮带来的数据传输爆炸性成长。

在SEMICON Taiwan 2025期间，台积电首次公开“COUPE平台”，该平台的硅光子制造采用成熟节点(65nm)，同时可与先进节点(如N7及以下)的电子芯片堆叠，实现紧凑型通用光子引擎，并展示200G微环调变器与波分复用模组，预计2026年可望整合至CoWoS先进封装，推动CPO商用化。

目前，台积电的硅光子战略主要围绕三大关键平台展开，即COUPE 2.0、iOIS 和 EPIC-BOE。这些平台共同构成了台积电实现高带宽、低功耗光学集成的核心技术基础，尤其是在人工智能、高性能计算和数据中心应用领域。

与铜互连相比，台积电的硅光子技术具有显著的优势，功耗降低超10倍，延迟缩减至1/20，其主要应用于AI服务器、高性能计算的数据传输。

这一进展与英伟达共同推动的CPO技术方向一致，NVIDIA的Quantum-X交换机平台将率先导入COUPE技术，下一代Rubin平台也预计大量采用硅光子。

据经济日报此前消息，台积电在其硅光子技术实现了CPO与先进半导体封装技术的集成，预计将于2025年开始交付样品，2025年下半年迎来1.6T光传输时代。报道称，台积电与博通合作，使用其3nm工艺成功试制了一项关键的CPO技术，即微环调制器（MRM）。这一发展为将CPO与高性能计算或ASIC芯片集成用于AI应用铺平了道路，从而实现了从电信号传输到光信号传输的重大飞跃，用于计算任务。

为了进一步提升其技术实力，台积电正与硅谷的独角兽企业，如Ayar Labs、Celestial AI和Lightmatter等合作。通过这些合作，台积电能够整合各方优势资源，不断优化其硅光子技术和封装工艺，保持在硅光代工领域的技术引领地位。同时，台积电还在积极申请硅光子学相关的专利，据报道，2025年其在美国的专利申请数量已经达到友商的两倍多，展现了其在该领域的深厚技术积累和持续创新的决心。

三星：在硅光市场分一杯羹

三星也看到了硅光代工市场的巨大潜力，全力投入硅光子技术，试图在“硅光代工”市场分一杯羹。

据韩国媒体报道，三星电子器件解决方案（DS）事业部已将硅光子学选为未来的核心技术，并开始为其位于新加坡的专属研发中心招募经验丰富的专家。该新加坡研发中心由副总裁兼前台积电员工崔景建领导，正与总部技术开发办公室（由晶圆代工事业部总裁兼首席技术官南锡佑领导）紧密合作，共同推进这项技术的发展。

当前，三星正调动其遍布韩国、新加坡、印度、美国和日本的全球研发网络，致力于硅光子技术的研发。三星近期将负责硅光子技术研发的高级主管李康浩晋升为副总裁，并聘请了英特尔前首席产品官研究员朴贤大，显示出其对硅光技术研发的高度重视。

三星计划迅速提升其技术实力并吸引客户，一位业内人士表示：“2030 年后，当硅光子技术应用于人工智能服务器之后的单个芯片时，它将决定代工市场的竞争力。” 三星的目标是利用硅光子技术提高数据传输速度，降低发热量和能耗，从而在AI芯片代工市场中挑战台积电的地位。虽然目前三星在硅光代工领域的市场份额相对较小，但凭借其强大的研发实力和全球布局，未来有望在这个市场中崭露头角。

英特尔：硅光技术商用化“先行者”

作为全球著名的IDM半导体公司，英特尔是首家将硅光子技术商业化的公司，早在2016年，英特尔就成功地将硅光子技术应用于收发器中，这种设备允许远程服务器通过光进行通信。据了解，英特尔目前已经出货了超过800万个EIC（电光集成电路），尽管在代工市场的份额相对较小，但英特尔在硅光芯片的技术研发和产品应用方面有着深厚的积累。

英特尔在组织大规模调整后仍保留了核心硅光产线，维持其在数据中心互连方向的战略布局。通过不断地技术深耕，英特尔在硅光芯片的性能提升、成本降低等方面取得了一系列的成果。例如，英特尔的硅光芯片在数据中心的应用中，能够实现高速、低延迟的数据传输，为数据中心的高效运行提供了有力支持。未来，英特尔有望凭借其在硅光芯片领域的技术优势，在市场竞争中获得一席之地。

意法半导体：瞄准硅光代工服务

意法半导体（ST）虽为IDM厂商，但也提供硅光芯片代工服务。在硅光芯片代工领域，ST基于其在300mm晶圆工艺上的深厚积累，推出了PIC100平台，通过将光子与BiCMOS技术深度融合，能够实现单通道200Gbps的高传输速率。

该平台的优势在于极高的集成度，能够将调制器、探测器、光波导等光学元件与传统的BiCMOS电路集成在同一片晶圆上，适用于大规模高密度集成。

在布局上，ST正通过法国Crolles工厂和意大利Agrate工厂打造专注于硅光互连的生产基地，计划大幅提升产能。同时，ST积极参与欧盟STARLight项目，并与AWS等云服务巨头合作，聚焦AI超级计算和数据中心互连的高带宽需求，致力于通过其IDM垂直整合优势打破传统铜互连的瓶颈。

随着 AI 和高性能计算对算力互连带宽的需求激增，ST 正在积极布局其硅光技术的商业化路径。其基于 IDM 模式的垂直整合供应链，使其能够更灵活地将硅光技术与自家的模拟、数字和功率半导体技术相结合，提供全栈式的光电互连解决方案。

除了上面提到的几家硅光平台，还有新加坡先进微电子、ASE Group、Silex等厂商也可以提供硅光芯片产品的代工服务。

国内阵营：多元路径构筑本土代工能力

中国在硅光代工领域也已形成多元化布局，主要包括专业硅光代工平台、光模块与光器件企业自建代工线、以及半导体制造企业延伸硅光代工三种类型。

专业硅光代工平台方面，国家信息光电子创新中心位于武汉，建成国内最完整的8英寸和12英寸硅光子PDK与MPW服务平台，提供硅光芯片设计、流片、测试等一站式服务，支持1.6T硅光互连芯片等高端产品研发。重庆联合微电子中心、上海微技术工业研究院、陕西光电子先导院也在积极推进硅光代工能力建设。

光模块龙头企业中，中际旭创自研硅光芯片，产品覆盖400G、800G、1.6T硅光模块；光迅科技拥有成熟的硅光平台，批量生产200G、400G、800G硅光模块，具备硅光芯片代工能力。

半导体制造企业中，燕东微12英寸SOI工艺平台完成部分关键工艺开发；赛微电子持续推进硅光系列芯片的工艺开发及晶圆制造布局，境内产线目前已能够为光通信、光互连、光计算等领域的客户提供硅光工艺开发与小规模试制服务，MEMS-OCS 产品已实现小批量试产。

此外，据业内人士透露，中芯国际、华虹半导体、粤芯等本土企业也在探索硅光芯片代工业务，只是目前还没有太多公开的信息披露。

可以预见，未来的竞争将更加激烈，合作也将更加紧密。标准化、功耗、成本、光源、生态...这些横亘在前的挑战，需要整个产业链共同攻克。但AI的巨大引擎已经启动，它正以不可逆转的势头，加速着硅光制造技术的成熟与迭代。

对于中国半导体产业而言，硅光技术提供了一个在“后摩尔时代”实现追赶甚至部分领域引领的潜在机遇。尽管在核心设备、关键材料和顶尖人才方面仍面临挑战，但凭借巨大的内需市场、持续的政策支持以及本土企业的奋发努力，在未来的硅光芯片代工江湖中，中国力量或将能占据一席之地。

当前，硅光产业正处于高速发展阶段。一方面，科技巨头积极布局，投入大量资源进行技术研发和产线建设；另一方面，相关的企业并购与产业链整合也在加速，竞争日趋激烈。

在AI、云计算、大数据等技术快速发展的推动下，硅光芯片的市场需求将持续增长。据LightCounting预测，100 GbE及更高速的以太网光芯片数量将快速增长，预计从2024 年3660万，增加到2029年的8050万。其中硅光芯片的增长最快，从2024年的960万，增加到2029年的4550万。

硅光市场的高速增长，正在催生海量的硅光芯片代工订单。

这块“肥肉”，吸引着全球代工巨头投入重兵：从GlobalFoundries的收购整合，到Tower的激进扩产，再到台积电的先进封装融合、联电的技术引进、三星、Intel、ST以及国内产业链厂商的全力投入，一场围绕硅光芯片的代工大战已然打响。

而这场战争的结果，将深刻影响未来AI芯片的竞争格局。

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