全球資料中心與5G網路建設持續推動高速光收發模組需求，然而產業界近期發現，高精度對準製程正成為擴產的主要限制因素。光收發模組作為光纖通訊系統的核心元件，其性能取決於光學元件（如雷射二極體、光偵測器）與光纖之間的耦合效率。隨著傳輸速率從100G邁向400G甚至800G，光學元件的尺寸持續微縮，對準公差要求從微米級降至次微米級，傳統的手動或半自動對準方式已無法滿足量產需求。業者指出，每顆模組需要進行多達六次以上的精密對準，每次對準誤差若超過0.5微米，即可能導致耦合損耗過高，最終良率大幅下降。目前全球主要光收發模組廠商均面臨擴產瓶頸，原因在於高精度對準設備的投資成本高昂，且自動化對準系統的開發週期長，加上製程參數需要針對不同設計進行客製化調整，導致產能擴張速度遠跟不上訂單成長。更嚴峻的是，熟練的對準工程師培養不易，人才短缺進一步限制了生產線的擴充。業界預估，若無法在對準製程取得突破，未來兩年高速光收發模組的供需缺口將持續擴大。
高精度對準技術的關鍵挑戰
高精度對準技術的核心在於如何將發光元件與光纖端面精確耦合，以達到最低插入損耗。現行主流方式包含主動對準與被動對準兩種路線。主動對準透過雷射二極體發光並偵測光功率，即時調整位置至最佳耦合點，此方法精度最高但耗時較長，每個模組需數分鐘至十數分鐘。被動對準則依賴機械定位結構與視覺系統，速度較快但精度受限於零件公差。面對400G/800G模組的亞微米對準需求，主動對準的循環時間成為產能瓶頸；被動對準則因溫度變化造成的熱膨脹偏移，難以維持長期穩定性。此外，多通道陣列元件（如矽光子晶片）的出現，要求同時對準多個光學路徑，進一步提高對準難度。設備廠商雖推出多軸奈米級定位平台，但其重複定位精度與長期穩定性仍待驗證，且每台設備單價動輒新台幣數百萬元，導致中小型廠商難以負擔全面升級成本。
現有製程的局限性與良率問題
目前量產線最常使用的紫外線固化膠合製程，在對準完成後需透過紫外光照射固定光學元件，然而固化過程中的膠體收縮會造成微米級的位移，抵消部分對準精度。為補償此誤差，工程師常需預先偏移對準位置，但預補償量需依據膠材特性與環境條件反覆測試，增加製程開發時間。另一方面，雷射焊接固定方式雖能避免膠體收縮問題，但焊接熱應力同樣會導致光學路徑偏移，且設備投資更高。現有良率統計顯示，高速光收發模組的一次對準良率僅約60%至70%，許多模組需經過二次或三次重工，嚴重影響產出效率。廠商為提升良率，往往被迫降低產線速度，導致單位產能成本居高不下。更棘手的是，當模組設計從單一波長擴展至多波長或相干通訊架構時，對準參數組合呈指數成長，傳統試誤法已不敷使用，亟需導入機器學習輔助的製程最佳化系統。
突破限制的解決方案與產業趨勢
為突破高精度對準對擴產的限制，業界正從多個面向尋求解方。首先是設備端：自動化對準系統整合高解析度視覺定位與即時回饋控制，結合壓電致動器實現奈米級步進調整，並透過感測器監控固化或焊接過程的位移變化，進行閉環補償。部分設備商已開發出多站並行處理架構，將對準、固化、檢測整合在同一生產單元，縮短整體週期時間。其次是製程材料：低收縮率的紫外線固化膠與低熱膨脹係數的基板材料逐漸普及，有效降低後製程偏移。同時，矽光子技術的成熟提供另一條路徑，利用半導體製程直接在晶圓上製作光學耦合結構，免除後段對準步驟，但需克服光損耗與散熱問題。最後是人才培養：業界協會與大學合作開設光學對準專班，並開發虛擬實境訓練系統，加速技術人員養成。長期而言，標準化模組設計將有助於共用對準參數，降低客製化開發負擔。這些措施能否及時紓解擴產壓力，將左右高速光收發模組市場的供需平衡。
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