人工智慧(AI)熱潮席捲全球，科技巨頭競相投入數百億美元擴建AI基礎設施，市場對投資效益的質疑也日益升高。從龐大資本支出能否轉化為實質營收、GPU投資回收期是否符合預期，到近期AI資料中心擴建潮衍生的電力、能源與建置成本壓力，AI產業正面臨雙重考驗。
更值得關注的是，當業者持續擴充GPU算力，晶片之間的資料傳輸卻逐漸成為限制整體效能的瓶頸。未來AI競爭不只是比誰擁有更多、更強大的晶片，更要看能否以更低功耗與成本，讓龐大算力真正發揮效益。矽光子與共封裝光學(CPO)因此從前瞻技術走向產業布局核心。
Lightmatter創辦人暨執行長Nick Harris博士在今年OCP Global Summit會後接受台灣媒體採訪時主張，AI產業不能只關注GPU運算能力，晶片之間如何高速、低功耗地交換資料，同樣決定整體系統效能與擴充規模。從Passage L20、Guide DR到CPO交換器，Lightmatter正推動光學互連從元件走向系統整合。
448G成為電互連轉折點，光學傳輸優勢浮現
Harris認為，224G與448G SerDes是電氣互連轉向光學互連的重要交會點。隨著單通道速率提高，電路板走線、連接器及封裝寄生效應帶來的訊號損耗與功耗日益增加。這並不代表銅線在448G便完全失去使用價值，而是在傳輸距離、頻寬密度與能源效率要求同步提高下，光學方案的競爭優勢將更加明顯。
矽光子利用光波傳輸資料，可降低高速訊號對電氣通道的依賴，並透過波長多工及多通道設計擴充頻寬。Harris表示，Lightmatter正朝每光通道1,600Gbps及單根光纖10Tbps的長期技術方向發展，實際商用規格則仍須依產品架構與系統驗證而定。
Passage L20導入BiDi，光纖用量減半
Scale-up架構連接更多GPU形成大型運算叢集，光纖與雷射光源也可能成為供應鏈瓶頸。Lightmatter因此在Passage L20導入雙向傳輸(BiDi)技術，利用不同波長讓傳送與接收訊號共用同一根光纖，在適用的雙纖連線架構下，可減少50%的光纖芯數。
以Passage L20 CPX為例，產品採用1311nm與1331nm波長區分傳送及接收方向，官方公布總雙向頻寬為12.8Tbps，TX與RX各為6.4Tbps，每方向配置32條光學Lane，單Lane線路速率為212.5Gbps PAM4，支援超過500公尺單模光纖傳輸。
Lightmatter公布的512-GPU Scale-up模型顯示，導入BiDi後，光纖數量可由約13萬條降至約6.5萬條，並減少約1.6萬個連接器，公司估算可降低約15%的Scale-up互連網路成本。
Harris另以典型1GW AI資料中心為例指出，導入Passage L20有機會降低約16%的網路建置支出，相當於節省約16億美元。這是公司依特定系統配置所做的成本估算，實際效益仍取決於網路拓撲、設備價格及布線方式。
Guide DR整合64顆雷射，提升光源密度
除了光纖數量，雷射光源也是光互連擴張的重要環節。Lightmatter推出的Guide DR採液冷式雷射網路介面卡(LNIC)設計，單一模組整合64顆雷射，光學輸出功率最高達12.8W，相當於每顆雷射約200mW。
依官方規格，Guide DR最高支援51.2Tbps光學互連頻寬，並提供單向與雙向傳輸配置。其設計將高密度雷射光源集中管理，再透過光纖連接交換器或運算模組內的光學引擎。
須注意，12.8W是光學輸出功率，並非模組耗電量；51.2Tbps則代表支援的光學互連頻寬，兩者分別反映光源輸出能力與系統傳輸規模。
1U整合204.8Tbps，CPO頻寬密度提升8倍
今年OCP展會的重要展示之一，是Lightmatter與Flex合作推出的1U CPO交換器托盤。系統整合8顆Passage CPO光學引擎，每顆提供25.6Tbps雙向頻寬，總頻寬達204.8Tbps，並搭配Guide DR外置雷射及液冷系統。
若與約100Tbps、占用4U空間的傳統交換器相比，新架構的單位機架頻寬密度約提升8.2倍。這代表交換器頻寬密度大幅提高，並不等於整座資料中心的算力或能源效率也同步提升8倍。另一套2U CPO運算托盤則整合4顆加速器ASIC及2顆CPU，搭配4顆Passage CPO引擎及Guide DR光源，提供102.4Tbps Scale-up總頻寬。
NPO先行、CPO接棒，2029年挑戰高量出貨
在商業化進度方面，Lightmatter採取NPO先行、CPO逐步擴大的策略。公司規劃Passage L20與Guide DR於2027年開始出貨，2028年擴大部署；CPO則預計2027年推出工程樣品並進行初期出貨，2028年底至2029年邁向高量部署。
Passage L20 CPX主要面向Scale-up應用，將光學引擎配置於靠近XPU或交換器晶片的位置；XPO則鎖定高密度Scale-out網路需求。
NPO與CPO並非互相取代。NPO透過縮短光學引擎與運算晶片之間的電氣走線，降低訊號損耗；CPO則進一步將光學引擎整合至晶片封裝周邊。兩者在封裝、散熱及維修方式上各有挑戰，客戶將依系統需求逐步導入。
光學互連進入系統競爭，台灣迎產業升級契機
從Passage L20、Guide DR到CPO交換器，Lightmatter的布局顯示，AI產業下一階段的競爭將不再只是GPU效能，而是整體互連架構能否兼顧頻寬、功耗、散熱與部署成本。
不過，CPO要進入超大規模量產，仍須克服光學封裝良率、雷射可靠度、散熱、維修及多供應商互通性等挑戰。2027年的NPO出貨與CPO工程驗證，將是檢驗技術成熟度的重要階段；2028年底至2029年的高量部署，仍取決於客戶驗證與供應鏈產能。
對台灣而言，這波轉型帶來的機會不僅是光學元件或封裝訂單，更是從晶片設計、先進封裝延伸至交換器、伺服器及整體機架的系統整合能力。當光學互連逐步成為下一世代AI基礎建設的重要技術，台灣半導體與ODM產業也有機會從零組件供應者，進一步提升為全球光子互連架構的重要設計與製造夥伴。