SEMICON2025_Silicon Photonics Summit_AMD

前言

AI 計算需求在過去幾年快速成長，推動了 GPU 與加速器的大規模採用。然而，隨著運算規模持續擴張，互連技術、封裝設計與能耗挑戰 成為產業的關鍵痛點。

在 SEMICON 2025 矽光子高峰會上，AMD 分享了其在 異質整合（Heterogeneous Integration）、UCIe 標準、光電共封裝（CPO） 與 封裝良率挑戰 上的觀點，並強調未來矽光子要真正落地，必須從 設計工具、製程到供應鏈合作 全面提升。

內容

1. AI 模型與晶片需求爆炸

• AI 模型世代更迭速度加快，需求成長曲線比過去翻倍更快。

• AMD 的 MI300 系列晶片 採用 3D 混合鍵合（Hybrid Bonding） 與 CoWoS 封裝，晶片規模高達 800 億電晶體，展現出異質整合的強大潛力。

2. UCIe 與封裝整合

• UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express） 被視為未來異質整合與光學 I/O 的標準介面。

• AMD 強調，光學 I/O 與 UCIe 的結合仍受限於：

  • 光纖數量限制：目前封裝能支援的光纖數仍不足。

  • 良率與成本挑戰：若要達到規模化，需要大幅改善設計流程與製程控制。

• 產業需持續推動 PDK（Process Design Kit）成熟化，提升設計到製造的精準度與可靠性。

3. 光電共封裝（CPO）的挑戰

• AMD 指出，雖然 CPO 是未來趨勢，但仍存在三大問題：

  1. 封裝良率：在 120×120 mm 以上巨型封裝 中，光學元件與電子 IC 的集成良率仍是痛點。

  2. 熱管理：高密度封裝下，如何同時處理光電元件與 GPU 的散熱仍待解決。

  3. 雷射可靠性：雷射是光互連的「單點失效源」，其壽命與穩定性比其他光學元件更具挑戰。

4. 供應鏈與產業生態系

• 光學元件供應鏈仍高度分散：

  • 少數供應商能提供高品質雷射，但數量不足以滿足未來 每顆 GPU 都需要光學 I/O 的需求。

  • 光學模組裝配與光纖驗證仍以人工為主，需更多自動化來支撐規模化量產。

• AMD 認為，產業合作與供應鏈整合 是未來 CPO 與光學 I/O 成功落地的關鍵。

5. 展望未來

AMD 對矽光子未來的幾點觀察：

1. 光學是唯一解法：隨著頻寬需求持續倍增，電連線已無法滿足。

2. PDK 必須成熟：目前光子 PDK 不夠穩定，需進一步提升以支撐量產。

3. 封裝需從設計階段考慮：異質整合流要在設計初期就將光學納入考量，避免後端良率與成本問題。

4. 可靠性是關鍵：特別是雷射壽命與封裝測試，將直接影響客戶採用意願。

總結

AMD 在 SEMICON 2025 的演講，展現了對 異質整合與矽光子未來發展 的清醒認識：

• 光學互連是唯一能解決 AI 時代頻寬與能效挑戰的技術。

• UCIe 標準化 將是推動異質整合與光學 I/O 的關鍵。

• CPO 落地仍面臨封裝良率、熱管理與雷射可靠性挑戰。

• 產業需要 更成熟的 PDK、供應鏈整合與跨界合作，才能真正實現規模化部署。

AMD 的訊息很直接：光學是未來，但要成為現實，還需要整個產業鏈的共同努力。