一、AI資料中心驅動通訊走向全光通訊發展
生成式AI正式進入商用化，帶動雲端服務擴張與資料流量持續增加。2024年起基於生成式AI演算法架構而設計的大規模資料中心投資興起，帶動以高速光收發器為主的相關需求成長。邁入2025年，除建立資料中心投資外，不同資料中心之間連接架構與基礎建設需求同步成長，對應長距離大容量傳輸技術開發，用以解決傳輸容量瓶頸之需求。時至2026年，AI資料中心投資仍為各國研發資源投入重點，持續帶來可觀資金投入以及擴張，除了在本國使用外，也相應帶動全球資料傳輸流量需求增加，驅使國際資料中心大廠與各國電信商持續擴大海纜、骨幹網路類的投資。
目前全球範圍內的長距離資料傳輸，主要仰賴光纖網路，如海底通訊電纜與通訊骨幹，隨著資料流量持續增加，光通訊網路也必須擴充傳輸容量才能滿足需求。目前主流雖是單芯光纖，但光纖單芯之傳輸容量極限為100Tb，因此各國廠商持續投入研發，意圖突破瓶頸以提供更高的傳輸量。產業界藉由多芯與空芯兩類技術來擴增傳輸容量，但仍面臨跨國傳輸時上千公里所造成的延遲，以及接入資料中心時，機櫃面臨轉換為光或電的訊號損耗，由於傳統的銅線電氣配線方式在資料傳輸的高速化上已面臨瓶頸，因而有光收發器遂逐漸取而代之的趨勢，AI與半導體業者於2026年3月成立OCI MSA（Optical Compute Interconnect Multi-Source Agreement）積極推動AI資料中心用開放光互連規格的討論，來滿足生成式AI帶動資料中心對高速、低功耗資料傳輸需求。
日本NTT是全光通訊技術的倡導先驅，提出創新全光學和無線網路(Innovative Optical and Wireless Network，IOWN)構想，透過將光傳輸擴展至資料中心與伺服器內部，進一步深入至半導體封裝，實現在晶片之間的光連結。當光子技術能夠被整合進半導體晶片，從骨幹網路到晶片級的資料傳輸皆以光進行，便可實現所謂的「全光網路」。利用矽光子晶片模組直接連接光纖傳遞光訊號，達成極低功耗及改變散熱架構，當光到達電路板上晶片之間的距離越來越短，晶片內部的計算就會變得更有效率、更能改善延遲問題。
二、光纖技術演進
（一）傳統光纖朝擴大流量取向發展
2025年3月，由香川大學、KDDI研究院、NEC、Santec和古河電氣組成的產學研合作團隊執行「PHUJIN」專案計畫，實現大規模空間多工光網路，確立長距離傳輸基礎技術而建構光網路單元、空間多重連線裝置，目前採用多芯光纖的空間多工光網路僅進行過小規模實驗，為導入5G-Advanced通訊網路而投入研發。此計畫順利完成採用多芯光纖，傳輸距離超過1,000公里的大規模空間多工網路之實證測試，採用空間多工光網路的優勢包含減少每bit的傳輸成本、延長可傳輸距離以及減少光網路單元內的光纖線路數。
隨著資料流量的快速成長，資料中心需要提升光纖網路的容量，在日本常用的1,000芯和2,000芯光纖電纜，越來越多被用於需要鋪設多條電纜的場景，催生對更多「多芯光纖」纜線的需求。2024年4月古河電氣開始銷售日本國內最高芯數的4,000芯光纖纜線，傳輸容量大幅增加，且具有極高的抗拉強度和機械強度適用於管道鋪設，可因應持續擴大的跨國通訊需求。
（二）空芯光纖技術發展
空芯光纖(Hollow Core Fiber，HCF)已從過往前瞻技術研究逐步朝向AI資料中心、資料中心互連與雲端骨幹網路的實際部署應用。2026年3月全球光通訊年會(Optical Fiber Communication，OFC)在官方展會資訊中將空芯光纖列為重要的新興光纖創新技術。空芯光纖的纖核部分構造為空氣或真空，透過改變纖核部分構造降低折射率，通訊速度號稱可達傳統玻璃纖核光纖的1.5倍，可實現兼顧高速、低延遲通訊的產業需求。
- 日本Lightera Holding與慶應義塾大學自2023年11月起共同在未來光網路開源研究中心內鋪設「空芯光纖」，並連接多個建築之間的數百公尺網路，能夠在接近實用環境下進行新型光纖的實驗，驗證空芯光纖有助於減少傳輸延遲，2026年3月於巴西聖保羅Tamboré園區進行首次商業驗證，較傳統光纖延遲降低約32%，預估正式商用化時程有望在2026年下半年實現。
- 中國大陸亨通光電2025年7月宣布研發完成空芯反諧振光纖，接續將轉向量產體制，技術上可於特定波段達成傳輸損耗～0.2dB/km，研發目標朝向更進一步降低傳輸損耗。2025年10月實際應用於中國大陸聯通江蘇分公司南京銀行大行宮支行的專線承載業務，全面驗證空芯光纖在真實商用環境中的適配性與可靠性。投資興建的AI先進光纖材料研發製造中心已於2026年5月完工投入生產，實現規模化生產。
- 中國大陸長飛光纖於2025年發表研發空芯光纖研究成果，傳輸速度較傳統光纖快40%以上，延遲減少30%以上，並發布除資料中心、金融交易外，亦可投入應用於海底通訊網路實用化相關研發。2026年3月於世界行動通訊大會(MWC)上發表空芯光纖品牌HollowBand®，產品發布會上表示實現全球最低衰減0.04dB/km，相較傳統實芯光纖延遲降低31%、傳送速率提升47%、非線性效應近乎歸零，為超長距骨幹網建設提供顛覆性可能。
三、光通訊系統整合發展趨勢
日本首相高市早苗在2026年5月提出「印太數位走廊構想」（FOIP Digital Corridor Concept），由日本總務省負責推動，是推動次世代通訊與數位基礎建設輸出的布局之一，其中部分項目與電信大廠NTT主推的創新全光學和無線網路(Innovative Optical and Wireless Network，IOWN)，即全光網路，將配合AI資料中心需求，在全球各地進行技術驗證、金融通訊合作、海底光纜韌性測試，以及法規適用與合規性確認，藉以倡議國際標準制定，並且降低日本次世代通訊技術向海外推廣的門檻。NTT於2019年提出IOWN構想，2020年與Intel、Sony成立IOWN Global Forum，該論壇已有超過180個組織參與，成員包括Broadcom、NVIDIA、AMD、微軟等企業。
IOWN全光網路在光纖、機櫃、晶片各個組成採用光通訊技術，關鍵價值除提高網路傳輸能力，更大幅降低資料中心之間的延遲，可在分散式資料中心服務地方需求的同時，兼顧大型AI學習與推論所需的資源調度效率。
（一）日本NTT主導推動創新全光學和無線網路(IOWN)
日本NTT提倡的IOWN，藉由以光通訊為中心的高速、大容量傳輸網路，結合大量運算資源的最適化分配，透過於數位孿生(Digital Twin)中進行模擬，藉此達成現實世界的未來預測。IOWN目標係「改革傳統資通訊系統架構，構築超越目前ICT技術極限之資通訊基礎」，目前正在進行以全光網路(APN)為首的光通訊領域相關研究、實證測試等，藉影響力擴張並逐步改變電信產業生態，包括網路相關產品、行動基地台相關產品、網際網路連線服務等，主要影響要素可分為包含三個主要技術項目：
● 全光網路(All-Photonics Network，APN)：利用光處理技術(如光電融合處理器)實現高速、低延遲、高容量的網路基礎設施。
● 數位孿生運算(Digital Twin Computing，DTC)：用於整合物理世界與虛擬世界，利用邊緣運算和雲端運算進行模擬與分析，提供即時決策支持。
● 認知基礎(Cognitive Foundation，CF)：透過多重協調器(Multi-Orchestrator)優化資訊與通訊技術資源配置，並且提供智慧化管理和自動化功能。透過應用程式介面控制模組協調網路等相關系統。
2025年7月提出活用NTT研發的光電融合通訊技術平台IOWN，可使AI伺服器耗電降至原本的1/8，是解決能耗的重要技術，終極目標在IOWN 4.0達到耗電只剩1%。對應2026年3月輝達(Nvidia) 執行長黃仁勳表示新一代AI處理器預計在2027年前累計創造至少1兆美元銷售，反映生成式AI帶動的資料中心投資熱潮。若電力效率無法改善，AI耗電與碳排問題將愈發棘手，因此NTT 提出IOWN以四階段推廣商業化：
● IOWN 1.0，網路介面電路全光化，已商業化。
● IOWN 2.0，介面卡之間電路全光化，預定2026年商業化。
● IOWN 3.0，CPU與GPU等晶片間電路全光化，目標2028年實現。
● IOWN 4.0，晶片內電路全光化，預定2032年推出。
2025年，NTT已推出IOWN 2.0零件及原型AI伺服器，耗電減為市面產品的1/8，在大阪關西世界博覽會(Expo 2025)公開展示，下一步目標是尋找電子代工廠或伺服器廠合作，在2026年推出IOWN 2.0的零件、伺服器、以及整體服務，擴大IOWN生態圈。
（二）日本藉由IOWN型塑「全光網路」生態圈
日本的矽光子(Silicon Photonics)產業中，發展核心不僅是單一組件，而是圍繞著由 NTT 主導的 IOWN構想及生態圈，目標是實現「全光網路」，2026 年被視為矽光子技術從實驗室走向大規模商轉的元年，將IOWN的發展分為四個階段說明如下。
NTT於2026年2月5日宣布，旗下零組件廠NTT Innovative Devices將於2026年建立光電融合(Photonics-Electronics Convergence，PEC)網路交換器量產，規劃月產3萬台。隨產能到位，對應的IOWN 2.0商業服務也將同步推進，量產的PEC交換器則屬PEC-2零件，利用新開發的共同封裝光學(CPO)技術，將矽晶片與矽光子晶片的電路距離縮短為1/10，從而讓光通訊模組體積縮小87%、耗電減低50%。
NTT光電融合(PEC)解決方案推廣路線圖，每個階段都對應前述IOWN的發展，分為四個階段： 1.PEC-1是網路/資料中心間連結階段、2.PEC-2 以光鏈路取代電腦板之間的電線、3.PEC-3位於封裝之間或相鄰晶片之間、4.PEC-4則進入晶片內部，推動光子技術更接近矽晶片，如圖1所示。
資料來源：工研院產科國際所ITIS研究團隊(2026/08)
註：全光子網路(All-Photonics Network，APN)是以光訊號取代傳統的電子訊號進行傳輸，免去繁瑣的光電轉換過程，為通訊帶來革命性的提升。
圖1 IOWN各階段以及PEC技術對應發展路徑與時程
四、結論
（一）「空芯光纖」為下世代AI資料中心互聯重點發展技術
當AI資料中心愈來愈受制於土地、供電與延遲預算時，「空芯光纖」被看好接棒下世代AI資料中心互聯，除了訊號傳輸更快外，也可以同時讓雲端業者在更大地理範圍內串接分散式AI算力，同時減少放大站、機房與額外電力設施需求，然而空芯光纖技術仍因面臨「精密熔接技術」等技術層面課題而未能商用化，目前的連接器、熔接機與測試設備，多數仍是為傳統實心玻璃光纖強化，空芯光纖要大規模商轉仍需要可靠的精密熔接技術支持。
空芯光纖邁入商業化階段後，替換傳統光纖進程預期分階段推進，短期(1至3年)聚焦金融高頻率交易、智慧運算中心連接等高階高穩定性、低延遲、大傳輸需求場域；中期(3至5年)預期隨著成本下降，逐步滲透至長途通訊與6G前傳網路；最後，長期有望隨著各國推進國家算力戰略的核心基礎設施，將全面替代傳統光纖。
（二）日本藉由IOWN聯盟來做為光通訊領頭羊建構生態圈
日本定位自身通訊產業價值鏈將以「光網路＋算力＋資料」的核心理念做技術研發與商業擴張，並透過推動IOWN聯盟來做為光通訊領頭羊，選擇以「光通訊」為主軸的技術發展，透過強調全球市場優先與國際合作，積極在商業上站穩腳步落地前行，以實績帶動標準化推動進程與提高技術主導能力。
全光網路與量子通訊均仰賴光纖基礎建設，因此在光通訊設備、元件、矽光子等技術領域可以作為台灣廠商布局的重點領域，由於AI資料中心快速擴張，因此對於高能源效率的運算與傳輸需求若渴，隨著國際標準的演進，次世代通訊結合AI的發展，將促成AI RAN、TIP開放式無線接取網路(Open Radio Access Network，Open RAN)產品的新商機，我國業者也可藉此把握商機。