從一張草圖到技術突破 迎來量產契機

台積電力邀大立光加入ＣＰＯ供應鏈生態圈，讓技術突破嶄露新曙光。不過，這項預計於二○三○年量產的先進封裝技術能否成功，決定權還在台積電的大客戶手上。

文／陳碧珠


▲台積電副共同營運長張曉強樂觀預期，COUPE將會成為AI時代關鍵字。取自台積電官網

▲資料來源：陳碧珠整理 製作：財訊雙週刊
「未來COUPE將和今天的CoWoS一樣家喻戶曉，成為ＡＩ時代的熱門關鍵字。」五月中，台積電副共同營運長張曉強在年度技術論壇上向與會者預告。這個看似嶄新的概念，在台積電內部已醞釀了近七年，如今正從概念走向量產。

現階段，台積電全力發展名為COUPE（Compact Universal Photonic Engine，緊湊型通用光子引擎）的光封裝平台，其目的就是要將光電轉換位置，推進至封裝基板上，解決ＡＩ資料中心晶片間銅線傳輸的功耗與延遲瓶頸。簡單說，傳統銅線就像數據卡在車水馬龍的市區，若在晶片旁裝上光引擎，數據就像穿過任意門，不用踩油門一秒抵達目的地。

起步：從技術演進 看見平台的起點

「很多人以為，COUPE是生成式ＡＩ興起後才誕生的新技術，事實並非如此。」一位台積電供應鏈人士透露，早在二○一九年前後，台積電3DIC團隊便開始思考，如何讓光整合到電晶片，並導入先進封裝。然而，據悉團隊第一次向高層單位簡報時，得到的反應卻是半信半疑，甚至有副總級主管半開玩笑反問：「你們是在講真的，還是在幻想？」

這樣的質疑並不難理解，因為當時光通訊主要仍應用於電信設備、交換器及傳統資料中心，目的只是提升系統與系統之間的傳輸效率；全球並不是沒有矽光子、光收發器或光模組等技術。但沒有人相信，光會一路走進晶片封裝，更遑論成為ＡＩ晶片架構的一部分。

據了解，當時團隊為了說服公司支持這項構想，會議上展示的是一張張工程師親手繪製的光封裝架構圖，而這些草圖也正是台積電第一次提出將電晶片（ＥＩＣ）、光子晶片（ＰＩＣ）整合成光引擎（Optical Engine），並與CoWoS共同封裝的構想，成為後來COUPE平台的起點。

這條技術路徑的演進，也能從台積電近年的公開論文清楚看見。二一年，台積電首度於ＩＥＥＥ電子元件與封裝技術會議，提出可與主晶片共同封裝的光電異質整合架構，COUPE平台在業界第一次亮相。二四年，進一步把過去放在系統連接的光纖陣列單元（ＦＡＵ）納入到半導體製程，與CoWoS共同設計。二五年，台積電導入微環光調變器（ＭＲＭ），使整體光引擎尺寸成功進一步縮小，讓光封裝能朝更高頻寬、更低功耗的方向發展。