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AI算力瓶頸轉向光互連:ams OSRAM薄型化VCSEL突破能效極限
前瞻科技

AI算力瓶頸轉向光互連:ams OSRAM薄型化VCSEL突破能效極限

#光通訊 #半導體 #VCSEL #AI基礎設施 #資料中心 #光子積體電路
就緒
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核心事實

光電元件大廠艾邁斯歐司朗(ams OSRAM)於2026年9月21日在西班牙馬拉加舉行的歐洲光通訊會議(ECOC 2026)上,正式揭曉其專為AI叢集Scale-Up互連所設計的新一代薄膜垂直共振腔面射型雷射(Thin-Film VCSEL)平台。此平台整合了頂射型薄膜VCSEL、25微米高密度微VCSEL陣列(具可定址功能)、矽穿孔(TSV)整合技術,並相容於標準多模光纖基礎設施。

關鍵效能數據方面,ams OSRAM已在矽TSV基板上成功完成微VCSEL整合,並展示單通道32 Gb/s NRZ無誤碼傳輸,能源效率達到極具競爭力的約0.25 pJ/bit。可靠度測試更在超過攝氏高溫結溫與電流過載條件下,連續運行逾2,000小時未出現任何失效。

會中同步亮相的還有與連接器專業廠商BizLink共同開發的多核心光纖接插式解決方案(connectorized multi-core fiber solution),採用廣義暨低速(Wide-and-Slow)架構,將資料分散於大量低速光通道並行傳輸,以解決AI Scale-Up網路中頻寬、功耗、延遲、密度與成本的同步優化難題。

🔥 背景脈絡與利益角力

本事件本質為技術演進與生態系擴張,核心動能在於光互連典範轉移的技術深層結構性誘因,並非典型意義上的政商博弈或地緣角力。

回顧技術脈絡,傳統資料中心互連長期採用「窄而快」(Narrow-and-Fast)架構,藉由少數高速SerDes通道(如100G、200G PAM4)堆疊頻寬,但隨著AI訓練叢集擴張至數萬顆GPU規模,單通道速率已逼近訊號完整性、功耗密度與封裝極限。業界開始反思:與其不斷拉高單通道速率,何不反其道而行,將資料分散到數百條低速通道並行傳輸?這正是ams OSRAM力推的「廣義暨低速」架構哲學。

從技術原理脈絡觀察,ams OSRAM的薄膜VCSEL平台並非憑空而生。其技術血緣可追溯至自家EVIYOS™數位照明方案——一種運用高可定址微發光陣列搭配CMOS整合與晶圓級製程的數位頭燈模組,這套在汽車產業歷經千萬顆量產驗證的微發光陣列製程,正是其進軍AI光互連市場的最深護城河。從汽車頭燈到資料中心光纖,看似天差地別的應用,底層卻共享同一套數位光子平台技術。

生態系擴張層面,ams OSRAM選擇與BizLink合作並非偶然。BizLink在光纖陣列整合、光學封裝與量產製造方面具備深厚底蘊,雙方聯手補足從VCSEL晶片、光纖陣列、連接器到系統整合的完整價值鏈。此舉凸顯AI光互連已從單一元件競爭,演進為生態系聯盟的軍備競賽,單打獨鬥的元件廠將難以滿足超大規模叢集客戶對「整體解決方案」的採購偏好。

🎯 各界影響評估
💻 產業與技術
對架構師與晶片設計工程師而言,廣義暨低速架構正在重寫AI叢集拓樸設計的底層邏輯。0.25 pJ/bit能效與32Gb/s NRZ驗證,意味著短距互連的功耗佔比可望從當前瓶頸大幅下修,迫使NVIDIA、AMD等GPU供應商重新評估其SerDes路線圖與光引擎採購策略。
📈 市場與投資
ams OSRAM此舉是其數位光子(Digital Photonics)策略從汽車單一引擎,切換至AI基建雙引擎的關鍵轉折
🛒 民眾與社會
短期內終端消費者難以直接感受光互連升級,但AI服務的單位算力成本將因光通訊能效躍進而逐步下修,間接推動雲端AI訂閱價格更具競爭力;
🚢

戰略貿易流向與供應鏈依賴度

HS 8542

資料來源:UN Comtrade 聯合國商品貿易統計庫 · 全球市場規模 $5,800 億美元 / 年

積體電路與先進半導體晶片 (Electronic Integrated Circuits)
全球主要出口國市佔分佈 (Top Global Exporters) UN COMTRADE BENCHMARK
台灣 (TW) 先進製程與晶圓代工 (TSMC) 38%
南韓 (KR) DRAM/NAND 記憶體 (Samsung/SK) 21%
中國 (CN) 成熟製程與封裝測試 14%
美國 (US) 晶片設計與架構 IP (NVIDIA/Intel) 11%
新加坡 (SG) 東南亞區域轉運與晶圓封測 6%
⚠️ 關鍵地緣斷鏈與依賴脆弱點:
美國 72% 先進 AI 晶片依賴台灣製造
歐洲 85% 車用與工控晶片依賴亞洲代工
中國 年進口半導體金額超越原油(>$3,500億)
🔮 歷史借鏡與未來展望

AI光互連市場正站在典範轉移的臨界點,ams OSRAM此時推出薄膜VCSEL平台與多核心光纖方案,預示產業接下來3至5年將沿著三條主要劇本演進:

1.
基準情境(機率約55%:廣義暨低速架構成為AI Scale-Up短距互連的主流標準,薄膜VCSEL與多核心光纖進入量產爬坡期。ams OSRAM憑藉汽車級量產經驗與BizLink等生態夥伴,在2027至2028年取得首批超大規模客戶(如Hyperscaler)的設計導入(Design-in),營收年複合成長率上看25%35%,並帶動上遊三五族半導體磊晶廠與下遊連接器廠同步受惠。
2.
極端風險情境(機率約25%:薄膜VCSEL量產良率與成本下降速度不如預期,同時矽光子(Silicon Photonics)整合方案或MicroLED-based光互連技術加速成熟並侵蝕市場。ams OSRAM被迫降價競爭,毛利率從目前的光電元件水準下殺至個位數,2028年前須進行第二輪業務重整以止血。
3.
轉折突破情境(機率約20%:ams OSRAM於ECOC 2026展示成果吸引重量級雲端客戶提早鎖定長約,2027年即啟動3D光子堆疊(整合微VCSEL陣列、微光電二極體陣列與混合訊號CMOS電子元件)的量產驗證。若能在2029年前達成單晶片超過1 Tbps的聚合頻寬,將一舉從元件供應商躍升為AI光互連平台霸主,市值重新評價幅度上看三倍以上。
💡 總結與決策建議

面對AI光互連的典範轉移,無論是技術決策者或資本配置者,皆應採取雙軌並進的行動策略:

1.
即時避險策略:對於仍在押注「窄而快」單通道SerDes路線的供應鏈業者,應立即啟動廣義暨低速架構的技術評估與小量送樣驗證,避免在2027年客戶轉向時被動挨打;同時密切追蹤ams OSRAM於ECOC 2026客戶展示會的實機回饋,作為自家技術路線調整的關鍵參考。
2.
中長期佈局:資本市場參與者應將光互連元件廠納入AI基建投資組合的核心持股之一,特別關注ams OSRAM、Coherent、Lumentum等具備三五族磊晶與封裝垂直整合能力的廠商;同時留意上游InP與GaAs磊晶、以及下游多核心光纖與MPO連接器供應鏈的轉單效應與估值重估機會。
蝴蝶效應連鎖傳導 5 階連鎖
01 起因觸發

01 起因觸發:AI叢集規模爆炸性成長,傳統SerDes互連逼近功耗與密度極限

🌊 02 一階傳導

02 一階傳導:光互連元件廠(ams OSRAM、BizLink)加速薄膜VCSEL與多核心光纖開發與結盟

💥 03 二階擴散

03 二階擴散:上游三五族磊晶廠(GaAs、VCSEL磊晶)需求倍增;下游連接器、封裝代工廠迎來轉單潮

🔥 04 三階連鎖

04 三階深化:超大規模雲端客戶(Hyperscaler)啟動廣義暨低速架構的設計導入與驗證測試

🌐 05 終局影響

05 宏觀終局:AI光互連生態系成形,矽光子、MicroLED等替代技術加速競合,AI運算單位成本與碳足跡同步下修

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