【時報記者張漢綺台北報導】矽光子為光學鏡頭產業帶來新商機，吸引國內光學廠積極搶進，但相較於傳統光通訊的光學元件，半導體先進封裝CPO製程下的矽光子光學元件不僅要完全配合半導體元件EIC與PIC不同搭配設計產品，更必須精準掌握各式光源波段差異，光學廠若無法打通「半導體、光通訊及精密光學元件」三脈頂尖技術，只能望「矽光」商機興嘆。

　相較於傳統光通訊的分離式光學元件架構，矽光子先進光引擎是由負責高速電訊號處理的EIC（Electronic IC）與負責光訊號處理的PIC（Photonic IC）緊密結合而成，其中PIC是利用半導體製程，在晶片上形成多種不同功能的光學元件，並將其整合為積體光學平台，以處理光訊號的導引、耦合、分光、合光、調變、監測與感測等功能，也就是說，PIC並非單一功能晶片，而是將多種原本分散於傳統光學模組中的關鍵元件，透過半導體方式微縮並整合在同一平台上，使其成為真正可進行大規模量產的光學積體電路。

　再者，由於PIC的半導體製程相當複雜，不僅牽涉波導尺寸、蝕刻深度、材料堆疊、折射率控制與耦光效率等問題，還必須兼顧插入損失、回波反射、偏振特性、熱漂移與製程一致性，同時，PIC 與EIC之間也有不同的整合方式，且不同光源訊號又對應不同波段，因此「稜鏡準直鏡頭」必須因應光引擎架構與波長條件進行客製化設計。

　舉例來說，矽光引擎（EIC與PIC）的搭配方式，主要有EIC與PIC並排、以2.5D封裝實現的水平式（Horizontal），以及 垂直式（Vertical），即 EIC 垂直堆疊在PIC上方的架構；在雷射光源部分，目前主流有VCSEL 850 nm、O-band 1310 nm與C-band 1550 nm 三種波段，以及開始被納入未來光源技術評估選項的Micro LED，就光學技術來看，矽光引擎不同的搭配方式，採用之光源種類與波長亦不同，其對應的出光模式、入射角度、波導耦合條件與材料折射率皆有所差異，因此會直接影響光學菱鏡準直鏡的設計，尤其在垂直式CPO架構中，光路必須在極小空間內完成90度轉折，同時還要兼顧耦光效率、準直品質與封裝容差，設計難度明顯提高。

　再者，矽光晶片輸出的光束通常呈現近似高斯分布（Gaussian profile），其發散角相對較大，若未經適當的準直與整形，光束在進入光纖、外部波導或其他光學元件時，便容易發生能量溢散、耦合效率下降與損耗增加等問題，因此，準直器在整體光引擎中扮演極關鍵角色，不只是單純改變光路方向的元件，更是控制光束發散、匹配數值孔徑、穩定入射角度與提升耦合效率的重要核心；光學廠除必須充分掌握各式光源在不同波段下的折射路徑、材料色散特性、鍍膜條件與偏振差異外，亦須具備高度精密的光軸心調校、焦距控制、位置補償與微組裝能力，才能在極小尺度與嚴苛公差條件下，達到高速、低損耗且可量產的要求。

　因此，光學廠不僅要完全配合半導體製程條件與封裝形式，更必須精準掌握各式光源波段差異、PIC元件配置與出光特性，才能生產符合高速且穩定的精準傳輸要求的光學元件產品。