三星矽光子布局加速！測試設備比肩台積電 PIC 年內完成驗證、2027 啟動晶圓代工服務
Celine
三星電子加速搶進矽光子（Silicon Photonics）市場，據了解，已選定與台積電相同的測試設備合作夥伴，利用美國 FormFactor 與台灣 MPI 的探針台（Probe Station），展開矽光子光集成電路（PIC）晶圓測試，目標在今年內完成初期驗證，並進一步為客戶評估與量產做準備。
三星導入 FormFactor、MPI PIC 晶圓測試拚年內完成
業界指出，三星目前正利用 FormFactor 與 MPI 的探針台，搭配光、電量測設備，針對矽光子 PIC 進行波長域（Wavelength Domain）及頻率域（Frequency Domain）測試，確認晶圓上的光元件是否能依照設計傳輸光訊號，並完成光、電訊號轉換。
探針台主要用於半導體元件特性量測，透過探針與晶片電極接觸，再連接外部量測設備；而矽光子測試則進一步加入光纖對位功能，讓光纖能精準連接 PIC 的光輸入、輸出端，並逐一完成晶圓上不同 Die 的重複測試。
業界人士透露，三星設定今年內完成 PIC 晶圓自主評估，並採用兩家已通過台積電 CPO 及矽光子測試設備驗證的供應商，等於直接導入領先業者已驗證的測試基礎架構，加快自身矽光子技術驗證進度。
台積電同樣採用兩大探針台 CPO 測試基礎成熟
值得注意的是，台積電在矽光子領域同樣採用 FormFactor 與 MPI 的探針台，支援其矽光子 CPO 平台「COUPE（Co-Packaged Optical Engine）」的開發與驗證。目前業界已知通過台積電 CPO 相關測試設備 Qualification 的探針台供應商僅兩家，三星此次採用相同設備，也顯示雙方在矽光子測試環節的基礎建設逐步靠攏。
三星並非近期才投入矽光子。公司自去年起已透過比利時半導體研究機構 imec 等外部單位進行 PIC 晶圓驗證，如今進一步建立自主測試環境，持續反覆測試與優化，藉由量測結果回饋設計，逐步提升 PIC 光損耗、不同波長響應及頻寬等關鍵性能。
從 PIC 測試邁向光引擎 明年擴大實際高速傳輸驗證
在完成 PIC 晶圓測試後，三星下一階段將把測試範圍擴大至光引擎（Optical Engine）。光引擎主要由 PIC 與電子集成電路（EIC）結合而成，其中 EIC 負責處理及放大電訊號，再驅動 PIC 內部光元件完成高速光電轉換。
相較於單純 PIC 晶圓測試，光引擎測試將更貼近實際應用情境，除了波長域與頻率域量測，也可望加入時間域（Time Domain）測試，以確認高速資料傳輸能力。
三星目前已同步進行客戶評估準備，市場傳出包括博通（Broadcom）等全球網路及通訊晶片大廠都可能成為潛在客戶。三星今年第一季法說會也曾透露，已成功取得一家大型光通訊模組業者的專案訂單，正式建立矽光子事業基礎，並預計自下半年開始進入相關課題的量產階段。
2027 年啟動矽光子晶圓代工 搶攻 CPO 新商機
在商業化布局方面，三星計畫自 2027 年起提供矽光子晶圓代工服務，將提供光元件製程技術、光元件 Library 及製程設計套件（PDK），讓客戶完成 PIC 設計後，再由三星晶圓代工平台負責生產。
三星更進一步瞄準 CPO（Co-Packaged Optics）應用，規劃將光引擎與邏輯晶片及高頻寬記憶體（HBM）整合封裝。近期三星公開的展示模型中，就已呈現邏輯晶片與光引擎共同配置於矽中介層（Silicon Interposer）的架構，並透過混合鍵合等 3D 堆疊技術縮短 PIC 與 EIC 之間的連接距離。
三星的終極目標，是將 CPO 應用從目前的網路交換器進一步擴展至 GPU、CPU 等高效能運算晶片，藉由光訊號取代部分傳統電訊號傳輸，降低高速運算時的訊號損耗、傳輸瓶頸與功耗，同時改善 AI 資料中心日益嚴重的散熱問題。
三星半導體研究所先進封裝實驗室日前表示，目前公司正直接開發 PIC 等光元件，並以 EIC、PIC 與光連接整合的光引擎為核心，先切入矽光子市場，再逐步擴大至交換器、GPU 及 CPU 等產品。
隨著 AI 運算規模持續放大，傳統電訊號傳輸在頻寬、功耗與散熱上的限制日益明顯，矽光子及 CPO 因此成為半導體產業下一波競逐焦點。三星此次選擇與台積電相同的核心測試設備夥伴，並加速建立自主 PIC 驗證能力，代表全球晶圓代工大廠的矽光子競賽，正從技術研發進一步進入測試、客戶驗證與量產布局階段。
