合聖科技開發出矽光子晶片突破性解決方案

▲合圣科技在光电通讯应用及矽光子解决方案相关产品

文‧理财周刊新闻中心

矽光子(Silicon Photonics)技术，随着AI GPU系统及51.2Tbps交换机对CPO模组的需求，近来受到产业的高度重视与讨论。

成立于2019年的合圣科技，是一家提供光电通讯应用解决方案及矽光子智慧财产权公司，主要产品应用于次世代数据中心、AI GPU系统及FTTX等领域；该公司并规画于未来2~3年内IPO，正式进入资本市场。

合圣科技2023年在矽光子晶片设计取得重大突破，成功设计出矽光子晶片在半导体雷射封装及光纤封装所需的²制程设计套件²(Process Design Kit, PDK)。这些矽光子设计方案可应用在AI GPU系统、数据中心CPO交换机及FTTX网路等应用领域。

合圣科技董事长伍茂仁博士表示，目前在矽光子晶片设计中，最为缺乏且重要的是矽光子晶片的光输入与光输出技术，包括半导体雷射封装至矽光子晶片以及光纤封装至矽光子晶片的解决方案。公司所开发的矽光子智财，主要在帮助IC晶片公司开发一个完整功能矽光子晶片时，减少开发过程中的设计成本与时间。

合圣科技提出的解决方案包括：一、光纤至矽光子晶片耦光结构(WDM Coupler)PDK：可用在交换机及AI GPU系统，适用产业现行光纤自动化封装设备，减少光纤数使用，简化封装流程及成本。二、DFB雷射至矽光子晶片耦光结构PDK：是业界第一个位移容忍度大于1微米之雷射晶片封装解决方案，可使用产业现行晶片封装设备，降低成本，使得矽光子晶片能用在低单价光纤到家/户及消费产品。三、VCSEL雷射至矽光子晶片垂直耦光结构(Vertical Coupler) PDK：是业界第一个VCSEL晶片可垂直封装至矽光子晶片解决方案，大大降低VCSEL雷射封装成本及可能性，可大幅度地扩展了矽光子晶片的应用场域。

伍茂仁博士表示，矽光子的光讯号输入与输出，是靠雷射及光纤封装至矽光子晶片来实现；以目前的方式，在矽光子晶片的使用面积、波长选择多样性、以及封装技术皆碰到瓶颈，无法进一步提高生产效率与降低成本，因此只能应用于高端产品，致使矽光子晶片无法进一步扩大其应用领域，合圣科技开发的PDK则可大幅改善矽光子在光连接的效率与成本。例如：公司所开发的VCSEL雷射至矽光子晶片垂直耦光结构，可以利用于现有的量产封装设备，这种可以把雷射直接置放在矽光子晶片上的技术，大幅度地减少整个封装时间与成本，可谓业界突破性的发展。

而此解决方案日前也于日本东京举办的第59届IEEE 电子封装协会(Electronic Packaging Society)会议邀请演讲中发布，获得广泛讨论与热烈回响；目前已与日本客户进行合作，助其解决矽光子晶片元件整合上所碰到的挑战。

伍茂仁博士表示：期待通过这一套创新PDK方案协助客户快速发展矽光子晶片，在其应用领域及市场开创新的可能性，促使AI GPU系统、次世代交换机对CPO、光纤到家/户等光通讯、车用光学传感和生物医学…等领域应用快速发展。

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