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光通訊封裝大轉場(三):TSMC vs ASE vs Intel,光通訊先進封裝平台的三國演義

  • 3天前
  • 讀畢需時 6 分鐘

CPO 真正進入量產之後,下一個問題是:誰負責把 PIC 與 EIC 堆在一起?這個動作不再是 OSAT 的傳統業務範圍——它需要 hybrid bonding 或 fan-out 微凸塊、需要 TSV interposer、需要光學 alignment 與電氣 routing 同時搞定,而且要在量產規模下保證良率。

目前檯面上有三套平台正面競爭:TSMC 的 COUPE(CoWoS 加 SoIC 衍生)、ASE 的 FOCoS(VIPack CPO 框架下)、Intel 的 OCI(EMIB / Foveros 家族延伸)。三家來自不同位置——一家是純 foundry、一家是純 OSAT、一家是 IDM——但都瞄準同一個市場:成為 CPO 時代的標準平台供應商。

這篇要拆三家的技術選擇、定位差異與 2026 年的成熟度。看完之後你會發現,這場競爭不是「誰技術最好」,而是「誰先把標準鎖死」。


1. TSMC COUPE:foundry-led 的整合終局

COUPE(Compact Universal Photonic Engine)是 TSMC 在 2021 年首次公開的 optical engine 概念,2025 年正式宣告 production-ready,並指 SoIC(System-on-Integrated-Chips)已達 production maturity。它的核心定位很明確:把 optical engine 變成 CoWoS 的標準元件之一,讓 hyperscaler 設計 ASIC 的時候就可以選 optical I/O,像選 HBM 一樣自然。

技術選擇上 COUPE 走的是最激進的路:

  • EIC 與 PIC 用 hybrid bonding 直接 Cu-Cu 連接,無微凸塊,interconnect pitch <10μm(路線圖目標 3–9μm)

  • 3D 堆疊,PIC-on-EIC 或 EIC-on-PIC 都支援

  • 光學 coupling 同時支援 grating coupler(GC)與 edge coupler(EC),GC 對 wafer-level test 更友善、EC 效率更高

  • 整合在 CoWoS 框架內,可以與 GPU、HBM、switch ASIC 在同一塊 silicon interposer 上共構

選 hybrid bonding 的代價:對 wafer 平整度、潔淨度、對位精度要求極致,CMP 必須做到原子級平坦,任何顆粒污染都會讓 bond 失敗。這也是為什麼這個技術只在 TSMC、Samsung、Intel 這種少數玩家手上——production line tooling 與製程 know-how 不是 OSAT 能複製的。

COUPE 不是想跟 OSAT 競爭,是想把 OSAT 在 CPO 時代邊緣化。

優勢:頻寬密度天花板最高、與 leading-edge ASIC co-optimization 最深、能跟 hyperscaler 直接綁定 roadmap。Nvidia 的 Quantum-X800 與 Spectrum-X Photonics 都走這條路。

劣勢:成本高、產能受限於先進製程 fab,hybrid bonding 與 advanced interposer 的 cycle time 與 capex 都是 OSAT 的數倍。CoWoS 本身已經是緊張產能,再加 COUPE 不會更輕鬆。


2. ASE FOCoS:OSAT 的量產解法

FOCoS(Fan-Out Chip on Substrate)是 ASE 把 fan-out wafer-level packaging 從消費性 SoC 延伸到 advanced packaging 與 CPO 的版本,正式名稱是 VIPack 平台。ASE 在 2023 年就進入 Broadcom 的 SiPh 後段封裝供應鏈,2025 年宣告 CPO 進入小量生產。

技術選擇與 COUPE 不同:

  • PIC 與 EIC 用 fan-out 加 microbump / Cu pillar 連接,interconnect pitch 20–40μm

  • 2D 或 2.5D 為主,PIC 與 EIC side-by-side 而非堆疊(除非客戶要求 3D)

  • RDL(redistribution layer)路由訊號,整體電氣損耗中等

  • 不需要 leading-edge fab 製程,靠 OSAT 既有 fan-out 產線就能擴產

選 fan-out 的代價:interconnect pitch 較大、parasitic 較高、SerDes 每 bit 功耗約 0.5–1.0 pJ(hybrid bonding 是 0.15–0.35 pJ)。對追求極致密度的應用不是首選,但對中高量量產很友善。

最大優勢:量產可擴展性與多家 OSAT 可承接。 FOCoS 的 process 在 ASE 之外,SPIL、Amkor、Foxconn ShunSin 都能複製,這對 hyperscaler 來說是好事——避免單一供應商鎖定風險。Broadcom 的 Tomahawk CPO 就用這條路:8 個 optical engine 用 fan-out wafer-level packaging 加 dual-side attach,避開複雜的 TSV。

最大劣勢:未來如果 CPO 規格走向極致密度(例如 PIC-on-EIC 3D 堆疊變主流),FOCoS 的優勢會被壓縮。ASE 自己也清楚,VIPack 框架內已經納入 silicon bridge 等 2.5D 強化方案,向 TSMC 平台貼近。


3. Intel OCI:IDM 的 chiplet 故事

Intel 走的路線跟 TSMC 與 ASE 都不同。Optical Compute Interconnect(OCI)的核心想法是:把 optical I/O 做成一顆 chiplet,可以 co-package 在 CPU、GPU 或 switch 旁邊,類似 UCIe 但走光介面。

2025 年 Intel 展示 4 Tbps 的 OCI chiplet co-package 在 CPU 上,這是業界第一次有 IDM 把 optical I/O 跟 logic 真正同包出來。它的技術組合是:


  • EMIB(embedded multi-die interconnect bridge)做 chiplet 之間的高密度連接

  • Foveros 家族支援 3D 堆疊(目前 OCI 平台主要走 planar chiplet 整合,但 3D 路線已就位)

  • 光學 coupling 強調 detachable connector,與 edge-style coupling 對齊,重點放在 serviceability

  • 整合自家 SiPh 與 InP 雷射 heterogeneous integration know-how——Intel 是業界少數能把 InP 雷射 wafer-level 整合在 SiPh 上的玩家

選 chiplet 路線的優勢:生態系說服力強。OCI 用的是 UCIe 對應的 chiplet 框架,理論上任何採用 UCIe 標準的 ASIC 設計者都能整合 OCI,不需要綁 TSMC 或 ASE 的 packaging line。對 fabless 設計公司是個友善選項。

劣勢:生態系成熟度仍待驗證。Intel 退出自家 OT 之後,把資源集中在 SiPh + InP heterogeneous integration,但 chiplet 整合的標準化進度、其他 ASIC 廠商願不願意採用 Intel-style 介面,這些都是 open question。2026 年仍是 pilot 與 limited deployment 階段,比 TSMC 與 ASE 落後一個身位。


4. 三家平台對照表

把三家的關鍵差異一次攤開:

維度

TSMC COUPE

ASE FOCoS(VIPack)

Intel OCI

主導角色

Foundry-led

OSAT-led

IDM-led

EIC / PIC 連接

Cu-Cu hybrid bonding

Microbump + RDL

EMIB / Foveros

連接 pitch

<10μm(路線圖 3–9μm)

20–40μm

EMIB 級

整合維度

3D 為主,2.5D 共構

2.5D 為主,3D 視客戶

Chiplet planar 為主,3D 就位

SerDes 功耗

~0.15–0.35 pJ/bit

~0.5–1.0 pJ/bit

取決於配置

光學 coupling

同時支援 grating + edge

視客戶設計

強調 detachable / edge

成本

中高

量產可擴展性

受 fab 產能限制

OSAT 多家可複製,最佳

取決於 ecosystem 採用率

2026 成熟度

早期量產 + pilot 階段

小量量產 + 早期擴產

Pilot 與有限部署

已知主要客戶

Nvidia

Broadcom

(ecosystem 採用中)


5. 為什麼這場戰爭真正的贏家可能在台灣

把這三家放在地理視角看,會發現一個被低估的事實:整個 CPO 先進封裝產業,核心產能集中在台灣。

  • TSMC 在新竹做 COUPE 與 CoWoS

  • ASE 與 SPIL 在高雄做 FOCoS / VIPack

  • Foxconn 旗下 ShunSin 做 CPO 系統整合

  • MediaTek 加入 SEMI Silicon Photonics Industry Alliance,可能成為下一波 ASIC 設計參與者

  • Quanta、Browave、TFC Communication 提供 fiber array、connector、submodule

  • Greater China 圈裡的中國 OSAT 雖然有規模,但 SiPh advanced packaging 距離還遠

Intel OCI 想用 chiplet 標準繞開台灣集中度,但 SiPh wafer 製程仍然要回到 GlobalFoundries 或自家 fab——而 GlobalFoundries 的 Fotonix 平台主要客戶是 Lightmatter、Celestial AI 這類 fabless。

這個結構讓「TSMC vs ASE」的對立其實是個假命題——兩家本來就是同一個生態系。對 hyperscaler 來說,理想供應鏈是 TSMC 做 SiPh wafer + ASE 接後段 packaging,這條路在 Nvidia + Broadcom 已經初步成形。Intel 反而是台灣供應鏈外的少數選項,戰略價值在於提供「不全押台灣」的備援。


6. 標準之爭:誰先鎖死介面,誰拿下未來十年

平台競爭表面看是技術,本質是標準。下面三個標準層級會在 2026–2028 年陸續鎖定:

  • 標準層級一:EIC-PIC 整合方向。PIC-on-EIC 還是 EIC-on-PIC?TSMC 在 COUPE 對兩種都開放,但實際 first wave 案例(Nvidia)走 EIC-on-PIC。如果 hyperscaler 都跟進,這就成事實標準。

  • 標準層級二:advanced packaging 平台。hybrid bonding(TSMC)vs fan-out(ASE)。中短期兩條路線並存,但如果 scale-up CPO 真的需要 sub-1 pJ/bit,fan-out 會撐不下去,市場會往 hybrid bonding 集中。這對 ASE 是長期壓力,VIPack 必須能升級到 hybrid bonding 模式才能保住戰場。

  • 標準層級三:光學 I/O 介面。grating coupler vs edge coupler vs V-groove,再加上 detachable connector 的 mechanical 規格。這個還在打——Broadcom 用 127μm-pitch detachable connector,Nvidia 用 fiber array unit,Intel 走 chiplet-style 介面,Teramount 與 Senko 各有自己的 connector 方案。標準鎖死之前,誰先量產誰就有先進者優勢。


7. 結論:這不是 winner-take-all 的市場

三家平台未來幾年會並存。TSMC COUPE 吃 highest-end、極致密度需求;ASE FOCoS 吃中高量、需要多家 OSAT 分散風險的客戶;Intel OCI 提供 chiplet-friendly 的另一條路,是 ecosystem play。

對台廠投資人來說,這場競爭真正的 takeaway 是:ASE/SPIL 不會輸給 TSMC——兩家都會贏,因為整個 CPO 供應鏈本來就需要兩種 packaging 平台並存。ASE 的成長空間來自 fan-out 量產規模化與 VIPack 升級。

對 fabless 設計公司來說,2026 年是必須 commit 平台的一年。選 COUPE 還是 FOCoS 不只是封裝選擇,會反過來決定你的 SiPh chip layout 與 fiber coupling 方案。沒有 commitment、想保持彈性的設計,會在量產時撞牆。

下一篇要談的,是這場平台戰之外、可能改寫整個遊戲規則的長期變數——Marvell × Celestial AI 與 Lightmatter 的 SiPh interposer 路線。當 PIC 不再只是 transceiver,而是變成 GPU 與 HBM 之間的 active interposer,整個 advanced packaging 的價值結構會被再次重整。

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