在生成式AI帶動下,半導體產業焦點多集中於資料中心伺服器的「光進銅退」。然而,受限於雲端大廠的高度集中與嚴格價格要求,伺服器光互連已面臨激烈競爭,事實上,矽光子的商業潛力不僅限於伺服器傳輸,還有三大方向:自駕、生醫與國防都有可能點燃新一波產業商機。
根據歐洲光子聯盟Photonics21統計,全球約8650億美元的光子母市場正逐步推動晶片化。光學儀器能夠透過半導體製程微縮成晶片,便有機會從當前炙手可熱的資料中心光互連與傳輸需求跨入實體世界,在自駕車、生醫檢測與國防導航三大領域展現高附加價值的利基商機。
矽光子拓自駕車新局
先看自駕車與機器人的「眼睛」光達(LiDAR)。早期光達常仰賴機械旋轉結構掃描周遭環境,不僅體積較大、成本較高,也不容易塞進車身。
隨著光學元件逐步晶片化,業界正嘗試把光達做得更小、更耐用,也更容易大量生產。
矽光子正是其中的重要技術路線,能把原本分散的光學功能集中到晶片上,縮小光達模組;若搭配FMCW(調頻連續波)架構,還能同時量測物體的距離與移動速度。
市場研究與產業諮詢機構Yole Group預估,涵蓋各類技術架構的全球車用LiDAR市場,2030年可望達35.6億美元。Aeva、SiLC等業者,也正以FMCW與矽光子技術切入車用與自動駕駛市場。
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矽光子也能切入生醫檢測
再看醫療檢測的即時化。許多傳統生醫檢測仰賴大型儀器與實驗室,從採樣到取得結果,往往還得經過多道處理流程。矽光子希望把其中部分光學檢測功能縮小到晶片上,讓設備變得更小,也有機會把檢測帶出實驗室。
目前相關技術已在研究與部分檢測平台中,用於蛋白質、發炎指標、病原體與腫瘤生物標記的偵測;也有團隊嘗試分析呼出氣體中的分子訊號,尋找疾病篩檢線索。惟多數應用距離大規模臨床使用,仍須經過臨床驗證與法規審查。
例如,Genalyte、SiPhox Health與台灣奈微光等業者,分別從即時血液檢測、居家血液檢測技術開發與氣體感測等方向切入,推動檢測設備朝小型化與即時化發展。
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國防自主導航也需要
第三個關鍵應用,則是國防航太的自主導航。
當GPS受干擾、甚至無法使用時,無人機與軍用載具仍需依靠慣性導航系統,持續推算自己身在何處、往哪移動;其中,光纖陀螺儀是量測旋轉的重要元件。不過,慣性導航的誤差會隨時間累積,實務上仍常與GPS及其他感測器融合使用。
當GPS受干擾、甚至無法使用時,無人機、軍用載具仍得知道自己身在何處、往哪移動,因此需要其他導航方式維持定位,光纖陀螺儀便是其中一項重要技術。
台灣也已有團隊投入。中山大學光電系教授洪勇智等人利用矽光子技術,將光纖陀螺儀中的多項光電元件整合至4×1.2毫米的晶片上,並與國防及產業合作,希望進一步縮小導航設備,應用在無人機與其他自主系統。
雖然從技術研發走向規模商用,仍須跨越車規、臨床與醫療法規,及國防航太可靠度驗證等不同門檻,但相較競爭激烈的資料中心傳輸市場,這些高技術、需求差異化的感測領域,確實也增添了矽光子商機更多想像空間。