無論是FMCW激光雷達，智能手表還是數據中心，龐大的數據量需求已經讓硅光子芯片開始滲透進我們生活的方方面面。隨之涌現的，是一大批硅光子芯片初創企業，然而對于這些公司來說，設計上的難題需要攻關，也必須得解決生產制造上的難題，而這一重擔自然就放在了各大代工廠的肩上。

我們可以看一下上面這張Yole去年發布的這張硅光子“版圖”，可以看出具有代工硅光元件實力的廠商并不少。而這些廠商最近也是動作頻出，為的就是在占據這一發展迅猛技術的生產制造市場。

GF Fotonix：格芯的下一代硅光子平臺

3月7日，格芯公布了下一代硅光子平臺GF Fotonix，業界首個將差異化的300mm光子和300GHz級別的CMOS集成在一個晶圓上的方案，格芯也是唯一一家具備300mm單片硅光子高速解決方案的純代工廠。憑借如此高的集成度，客戶可以在光子集成電路上實現更多產品功能，并簡化BOM。

GF Fotonix的集成方案 / 格芯

此前格芯已經有了90WG（90nm）和45CLO（45nm）兩個硅光子工藝節點，GF Fotonix很可能就是基于這兩個節點打造的。這兩個節點滿足了不僅滿足了O波段的需求，也滿足了C波段和L波段的需求，可以說是覆蓋全面了。

格芯還宣布與英偉達、博通、思科、美滿以及一眾硅光子芯片、量子芯片初創公司AyarLabs、Lightmatter、PsiQuantum、Ranovus和Xanadu達成合作，這其中既有新客戶，如英偉達，也有不少合作多年的老客戶，比如Lightmatter。從上面那張圖可以看出，可以無論是硅光子設計、收發器還是系統公司，都有不少主要玩家選擇了與格芯“結盟”。讓人好奇的是，英偉達在數據中心上的推進終于也到了硅光子芯片，而且據其聲明來看是高帶寬低功耗的光互聯產品，但考慮到已經收購了Mellanox，邁出這一步確實是遲早的事。

代工和自研：英特爾雙管齊下

其實Yole的那張圖除了沒有包含到一些優秀的硅光子芯片初創企業外，也還有一處缺了時效性，那就是英特爾自己開放的硅光子芯片代工和被英特爾收購的TowerSemiconductor（高塔半導體）高塔半導體。

高塔半導體的位于美國加州的PH18代工廠就是這樣一座硅光代工廠，滿足O波段與C波段數據中心互聯市場不斷增長的需求。除了面向所有硅光子客戶的開放平臺外，還有供特定客戶以及小批量原型設計的封閉工藝，合作客戶就包含被新易盛收購的Alpine Optoelectronics，其nCP4硅光子PAM4 模塊就是從該代工廠出爐的。

100G硅光子光收發器 / 英特爾

此外，早在硅光子代工業務之前，英特爾就已經這個領域的領軍企業之一了。在數據中心的硅光子光收發器中，英特爾早已占據了半數以上的市場份額。考慮到英特爾還沒有公布硅光子芯片代工的具體計劃，讓人不禁好奇究竟會不會將其老底掏出來供其他公司所用。

不僅如此，英特爾也在探索自動駕駛上的硅光子技術，比如為Mobileye打造的下一代運用硅光子技術的FMCW激光雷達芯片。這一芯片就將基于英特爾在新墨西哥建立的硅光子制造工廠打造，并聲稱可見其成本縮減至數百美元。

臺積電真就不堪一擊？

既然格芯和英特爾都已經搞出了這么大的動作，難道臺積電作為代工“老大哥”就真的無動于衷嗎？并非如此，臺積電作為純代工廠，雖然不說是面面俱到，但在硅光子技術迅速發展的當下，也在積極發展促進硅光子集成的封裝技術，只不過與臺積電其他代工業務相比，所占份額還是太少了。

2017年，被思科收購之前的Luxtera就曾宣布，與臺積電合作在后者的300mmCMOS晶圓代工廠中開發一個獨特的硅光子平臺。2018年，Luxtera宣布在這個TSV硅通孔技術支持的平臺上開發的多個硅光子元件，均實現了顯著的性能提升，比如PAM-4 100G收發器等等。

EIC與PIC的單片集成與異構集成 / 臺積電

此外，去年臺積電還發布了一個新的硅光解決方案COUPE（緊湊通用的光電引擎）。臺積電表示，數據中心網絡流量的爆發式發展使得硅光子芯片開始轉向高速率和低功耗，而COUPE解決的就是性能、功耗和成本的平衡問題。

固然速率和能效的問題完全可以通過單片集成來實現，但各家代工廠都面臨著一大問題，那就是EIC（電子集成電路）與PIC（光子集成電路）在工藝節點上存在差異。而COUPE作為一種異構集成技術，可以顯著減小電耦合的損耗。COUPE在EIC和PIC的電接口上擁有更低的寄生電容，與傳統的uBump相比，電容要低上85%，在同樣的速率下，功耗還要低上30%，若是相同功耗的話，則COUPE的速度可以達到uBump的170%。與TSV+uBumo的組合相比，PDN阻抗要少51%。

COUPE的存在就是向諸多硅光芯片廠商宣稱，利用臺積電先進的異構集成技術，一樣可以打造出性能極度優秀的硅光芯片，尤其是在HPC領域。這就是臺積電得天獨厚的優勢，所以所謂的弱勢其實并不存在。

結語

無論是格芯的單片集成，還是臺積電的異構集成，其實都為硅光子芯片的設計與開發提供了靈活的選項。除了性能上的差異外，最重要的還是成本和量產。所以代工廠之間的內卷，受惠的還是硅光子芯片廠商。