輝達已決定暫時放棄台積電 COUPE(Compact Universal Photonic Engine)共封裝光學方案,轉而改用 Tower 半導體的矽光子平台;據 Irrational Analysis 工程分析,促使輝達啟動 Plan B 的主因為台積電氮化鈦 PDK 開發延遲,以及二維光柵耦合器開發未達預期。
Plan A 退場:台積電 COUPE 遇 SiN PDK 延遲與 2D 光柵耦合器失誤
根據 Irrational Analysis 工程分析,台積電 COUPE 平台面臨的兩大關鍵技術瓶頸如下:
氮化鈦(SiN)PDK 開發延遲:台積電的矽光子流程設計套件(PDK)延遲推出,直接影響下游客戶的電路設計時程;SiN PDK 的延遲不只波及輝達,多個 AI 晶片設計公司也在評估台積電矽光子流程,下游設計時程同步推遲
二維光柵耦合器失誤:高密度 2D 光柵耦合器開發未達規格,直接影響光訊號的耦合效率,導致 COUPE 方案進度滯後
台積電的 COUPE 平台是其通用光子引擎平台,目標為讓光學元件像電晶體一樣標準化和可互換;CPO 技術將雷射器直接封裝在交換晶片旁,可大幅縮短光訊號傳輸距離,降低功耗與訊號損耗。
Plan B 上場:Tower 半導體 NPO 架構的技術規格與效能代價
根據 Irrational Analysis 分析,輝達轉向的 Tower 半導體 NPO 架構技術規格如下:200G/400G PAM4 調變(取代原本的 50-64G NRZ);16 波長 DWDM(翻倍於 Plan A 的 8 波長,以彌補 NPO 頻寬效率較低的問題);更強大的均衡器(EQ)與驅動器(因 NPO 電氣通道較長、反射更多,bump 電容是關鍵因素)。
然而 Tower 方案也存在兩項代價:通道密度較低(需更多波長才能達到同等頻寬),以及功耗效率較差(光柵雷射的功率與雜訊需求呈指數上升,SNR 要求提高,雷射負擔加重)。
常見問題
輝達為何放棄台積電 COUPE 方案,轉向 Tower 半導體?
根據 Irrational Analysis 工程分析,主因為兩大技術瓶頸:台積電的氮化鈦(SiN)PDK 開發延遲,以及二維光柵耦合器開發未達規格。這兩個問題直接影響了輝達下一代網路架構的時程,迫使輝達啟動替代方案(Plan B),轉向 Tower 半導體的 NPO 架構。
Tower 半導體的矽光子技術背景是什麼?
根據報道,Tower 半導體為英飛凌(Infineon)旗下的半導體代工廠,其矽光子技術源自德國多年的光電積體電路研發,尤其在 Datacom 和 Telecom 領域有成熟量產經驗。輝達轉向 Tower 顯示矽光子賽道並非台積電一家壟斷。
台積電 COUPE 的 SiN PDK 延遲對行業有何更廣泛影響?
根據報道,台積電 COUPE 平台不只是輝達在使用,多個 AI 晶片設計公司也在評估台積電的矽光子流程;SiN PDK 的延遲意味著下游設計時程同步推遲,影響範圍超出輝達一家。具體開發進度以台積電官方公告為準。