重磅出刊

台積電COUPE是什麼?台廠供應鏈有誰?白話解析與CPO、矽光子差異

牽動台積未來的新護城河,未來AI晶片非用不可,COUPE是什麼?與CPO、矽光子有什麼不同?概念股有哪些?白話文一次帶你搞懂。

CPO-COUPE-台積電-概念股-矽光子-半導體-先進封裝 台積電副共同營運長張曉強說,COUPE是繼CoWoS之後,下一個要記住的字。圖片來源:台積電提供
其他
  • 天下Web only
加入Google偏好來源 在Google搜尋優先看到天下

台積電 COUPE 是什麼?

台積電副共同營運長張曉強說,COUPE是繼CoWoS之後,世人們下一個要記住的字,也是牽動台積未來的新護城河。

先把COUPE拿來說文解字一下,全名是Compact Universal Photonic Engine,翻譯成中文叫「緊湊型通用光子引擎」,可簡稱為「光子引擎」,顧名思義就是讓光進入晶片

COUPE最早出現在2021年電機電子工程師學會的一篇論文,作者群包括今年6月退休的台積電資深處長侯上勇。COUPE一詞,就是出自他之手。

過去半個世紀以來,電腦晶片都是依賴「電」在銅線中傳輸訊號。但台積電COUPE技術平台厲害之處,在於將光學與電學緊密結合,像疊樂高積木一樣,把負責處理電訊號的晶片(EIC)與負責處理光訊號的晶片(PIC)精準地上下堆疊在一起,解決過往因為EIC與PIC分開,造成功耗與傳輸速度的問題。

不過,因為「矽」這個材質本身並不會發光,這套系統還必須外加「雷射光源」來打光,並透過「光纖陣列單元(FAU)」來引導光線進出。這項技術成功把原本龐大複雜的光電轉換系統,縮小到極致,成為台積電用來突破物理極限、稱霸光子時代的秘密武器。

COUPE 對AI晶片多重要?

為什麼COUPE可以變成台積電新的護城河,甚至牽動AI晶片的未來發展?

最主要的原因是:傳統的銅線傳輸已經撞上了物理極限,也就是俗稱的「電牆」。

隨著輝達等AI晶片的運算能力呈現指數級爆發,伺服器面臨了傳輸塞車與極度耗電兩大挑戰。

宜特故障分析工程處處長沈士雄用了生動比喻解釋,他說,強大的AI算力傳輸,就像是一場擠滿五萬人的大型演唱會散場。

「傳統電的傳輸,像是一台一台公車慢慢載過去,它已經變得不太夠,」沈士雄繼續解釋,COUPE技術則是建立捷運與高鐵系統,透過行控中心(電子晶片 EIC)指揮,並由高運量車廂(光子晶片 PIC)將訊號快速帶離現場,擺脫訊號堵塞,同時還能解決耗電問題。

COUPE、CPO與矽光子有什麼不同?

這些專有名詞,常讓非技術背景的大眾看得眼花撩亂,但它們代表的概念是完全不同層次。

簡單來說,它們的關係是:透過「矽光子」這項底層技術,為了達成「CPO」這個產業共同架構目標,台積電提出了「COUPE」這套具體的解決方案。

廣告
COUPE、CPO與矽光子比較表
  矽光子 CPO COUPE
核心定義 解決電傳輸與能耗瓶頸的技術統稱 將光學引擎共同封裝在一起的硬體架構概念 台積電將電晶片(EIC)與光晶片(PIC)疊加的專屬CPO平台
產業定位 基礎科學與底層技術 產業界共同追求的大概念 台積電獨家推出的具體解決方案與公版標準
涵蓋範圍 最大:涵蓋光通訊、感測等各種應用領域 中等:聚焦在伺服器端與晶片的「封裝設計」階段 最小:專指台積電提供的這一套特定技術服務
白話譬喻 地下高鐵系統的運作原理與軌道建造技術 把高鐵站直接蓋在巨蛋演唱會旁邊的場館設計概念 台積電獨家承包蓋出的那一座「微縮高鐵轉運站」

台積電 COUPE 量產時間表

其實,矽光子並非新名詞,這技術早在實驗室裡喊了十幾年,但現在終於迎來了正式「落地」的歷史性轉折點。

輝達已經成為台積電COUPE技術的最早、也是最大客戶。在輝達去年3月發布的Spectrum-X網路交換機中,其中使用的光子引擎,採用的正是台積COUPE平台。

今年這款交換器進入量產,接手新一代Vera Rubin機櫃間的傳輸,秋天就要出貨。這讓輝達成為COUPE最早、也是目前量最大的客戶。

業界預期,這還只是初期的應用。隨著下一代AI架構(例如2028年底登場的Feynman架構),COUPE將會迎來真正的大規模量產爆發期。

路博邁董事總經理侯明孝也觀察,含有COUPE交換器托盤的機櫃,頂多貢獻一季,「今年比較是宣示、象徵性量產,明後年量才比較明朗。」

COUPE-台積電-矽光子-CPO-CoWoS

台積電 COUPE 、CPO概念股有哪些?

如同台積電CoWoS帶動了一票設備與測試廠,COUPE的成形也讓台灣供應鏈再度站上技術最前沿。以下是幾家在光子革命中卡位的關鍵台廠:

供應鏈位置 負責角色 關鍵台廠
晶片巨頭 設計AI晶片,制定規格 聯發科
設備、檢測與測試 接好極小光線通道,檢查晶片瑕疵 萬潤、閎康、汎銓、宜特、旺矽、鴻勁
矽光晶片製造與封測 在小晶片印複雜線路,再將不同晶片疊起來 台積電、日月光
光子引擎與模組製造 把管光與管電的小晶片裝在一起 台積電、大立光
光學元件與連接器 用精細管子把光導到正確地方 上詮、波若威
磊晶片 把發光材料一層層鍍上 聯亞、全新、英特磊

台積電 COUPE 最大挑戰是什麼?

目前台積電COUPE要能真正爆發量產,尚需克服三大工程難關:

  • 奈米級的光學對準:電線只要碰到就能通電,但光線必須極度精準地對齊才能傳輸。這種容錯率極低的對準工作,就像是「老花眼在穿針線」一樣困難。
  • 極端的散熱管控:AI晶片運作時動輒消耗上千瓦的電力,散發出極高溫;但發光的雷射元件卻非常怕熱,溫度一高就會失真。這就像是「要把冰淇淋放在火爐旁邊」卻不能讓它融化,散熱設計極具挑戰。
  • 耗時的晶圓級測試: 測試光學訊號比測試電學訊號耗時許多,有時甚至需要花上一個小時。由於AI晶片模組造價動輒上百萬台幣,如果沒有在最一開始快速找出瑕疵,封裝後才發現壞掉,將造成極大的報廢損失。

台積電 COUPE 常見問題

台積電COUPE是什麼?
中文叫「緊湊型通用光子引擎」,可簡稱為「光子引擎」,把負責處理電訊號的晶片(EIC)與負責處理光訊號的晶片(PIC)精準地上下堆疊在一起,讓光進入晶片傳輸。
COUPE、CPO與矽光子有什麼不同?
矽光子是以光傳輸訊號的底層技術;CPO是把光學引擎與晶片共同封裝的硬體架構;COUPE則是台積電以EIC與PIC堆疊實作的專屬CPO平台。
COUPE為什麼受到AI晶片產業重視?
隨著AI晶片運算能力提高,伺服器的銅線傳輸面臨訊號壅塞與高耗電壓力。COUPE的目標是讓光訊號更接近晶片運作位置,以改善傳輸速度與功耗瓶頸。
輝達何時開始採用台積電COUPE?
輝達於2025年3月發布的Spectrum-X網路交換機所用光子引擎採用台積電COUPE平台,並在2026年進入量產。
台灣COUPE供應鏈有哪些角色?
COUPE供應鏈涵蓋晶片設計、設備與測試、矽光晶片製造與封測、光子引擎與模組、光學元件與連接器,以及磊晶片等環節。公司是否實際受惠仍須視個別接單與量產進度。
廣告
相關熱門主題
延伸閱讀
你可能有興趣
最新訊息
你是學生嗎?限定優惠$99/月
訂閱天下雜誌電子報

天下雜誌當期內容的精華與延伸,每周三發送最具時效性的深度內容