Kürzlich stellte Intel auf der HotCHIPS-Konferenz in Kalifornien, USA, einen 8-Kern-528-Thread-Prozessor mit 1 TB/s Silizium-Photonik-Verbindung vor. Nun gibt es Gerüchte, dass TSMC auch mehr als 200 Mitarbeiter investieren wird, um ein fortschrittliches Forschungs- und Entwicklungsteam zu bilden, um gemeinsam mit Großkunden wie Broadcom und NVIDIA Silizium-Photonik und optische Komponenten im Co-Packaging zu entwickeln. Bereits in der zweiten Hälfte des nächsten Jahres werden Großaufträge eingehen, mit dem Ziel, im nächsten Jahr Geschäftsmöglichkeiten mit Ultra-High-Speed-Computing-Chips auf Basis von Silizium-Photonik-Prozessen zu erschließen.
Angesichts der durch künstliche Intelligenz (KI) verursachten Nachfrage nach massiver Datenübertragung (Rechteschutz) sind Siliziumphotonik und gemeinsam verpackte optische Komponenten (CPO) zu einem neuen Trend in der Branche geworden.
Zu den entsprechenden Gerüchten gab TSMC an, nicht auf den Kunden- und Produktstatus zu reagieren.
Allerdings ist TSMC hinsichtlich der Silizium-Photonik-Technologie sehr optimistisch. TSMC-Vizepräsident Yu Zhenhua erklärte kürzlich öffentlich: „Wenn wir ein gutes integriertes Silizium-Photonik-System bereitstellen können, können wir die beiden Schlüsselprobleme Energieeffizienz und KI-Rechenleistung lösen. Dies wird ein neuer Paradigmenwechsel sein. Wir stehen möglicherweise am Beginn einer neuen Ära.“
Siliziumphotonik ist ein heißes Thema in der Branche auf der „SEMICONTaiwan 2023 International Semiconductor Equipment Exhibition“, die erst vor wenigen Tagen zu Ende ging. Halbleitergiganten wie TSMC und ASE haben Sondervorträge zu verwandten Themen gehalten. Der Hauptgrund ist, dass KI-Anwendungen überall auf dem Vormarsch sind. So sind enorme Probleme wie eine schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeit und keine Verzögerung beim Erreichen von Signalen in den Vordergrund gerückt. Die herkömmliche Methode, Elektrizität als Signalübertragungsmethode zu nutzen, reicht nicht mehr aus. Siliziumphotonik wandelt Elektrizität mit schnellerer Übertragungsgeschwindigkeit in Licht um. Es handelt sich um eine Technologie der neuen Generation, die von der Industrie mit Spannung erwartet wird, um die Geschwindigkeit der Massendatenübertragung zu erhöhen.
TSMC, Intel, NVIDIA, Broadcom und andere internationale Halbleiter-Indikatorunternehmen haben nacheinander Silizium-Photonik- und Co-Packaging-Layouts für optische Komponententechnologie auf den Markt gebracht. Bereits im Jahr 2024 ist ein explosionsartiges Wachstum des Gesamtmarktes zu beobachten.
In der Branche wird berichtet, dass TSMC mit Großkunden wie Broadcom und Nvidia zusammenarbeitet, um neue Produkte wie Silizium-Photonik und gemeinsam verpackte optische Komponenten zu entwickeln. Die Prozesstechnologie wurde von 45 nm auf 7 nm erweitert. Bereits im Jahr 2024 wird es gute Nachrichten geben. Im Jahr 2025 wird es in die Massenproduktion gehen, was voraussichtlich neue Geschäftsmöglichkeiten für TSMC eröffnen wird.
Brancheninsidern zufolge hat TSMC etwa 200 fortschrittliche Forschungs- und Entwicklungsteams zusammengestellt und wird voraussichtlich in Zukunft Silizium-Photonik in Rechenprozesse wie CPUs und GPUs einführen. Da die ursprünglichen elektronischen Übertragungsleitungen auf schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten umgestellt wurden, wird die Rechenleistung um ein Dutzendfache höher sein als die der vorhandenen Rechenprozessoren. Es befindet sich noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium sowie im akademischen Stadium der Abschlussarbeit. Die Branche ist sehr optimistisch, dass verwandte Technologien in den nächsten Jahren zu einer neuen treibenden Kraft für das explosive operative Wachstum von TSMC werden dürften (Schutz der Rechte).
Laut Branchenanalyse werden bei der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung noch immer steckbare optische Komponenten verwendet. Da sich die Übertragungsgeschwindigkeiten schnell weiterentwickeln und in die 800G-Generation eintreten und in Zukunft höhere Übertragungsraten wie 1,6 T bis 3,2 T eintreten werden, werden Probleme mit dem Leistungsverlust und dem Wärmeableitungsmanagement die größten Probleme sein. Die von der Halbleiterindustrie eingeführte Lösung besteht darin, photonische optische Siliziumkomponenten und anwendungsspezifische Schaltchips (ASICs) mithilfe der CPO-Packaging-Technologie in einem einzigen Modul zu integrieren. Diese Lösung erhält inzwischen Zertifizierungen von großen Herstellern wie Microsoft und Meta und wird in Netzwerkarchitekturen der neuen Generation eingesetzt.
Obwohl die CPO-Technologie gerade erst auf den Markt gekommen ist, sind die Produktionskosten immer noch hoch. Mit der Weiterentwicklung des fortschrittlichen Prozesses auf 3 nm wird KI-Computing die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsübertragungen steigern und die Umstrukturierung der Hochgeschwindigkeits-Netzwerkarchitektur weiter vorantreiben. Es wird erwartet, dass die CPO-Technologie eine Technologie sein wird, die nicht ignoriert werden kann und notwendig ist und nach 2025 in großer Zahl auf den Markt kommen wird.