رهان TSMC على الضوء بـ 50 ضعفًا: كيف ستعيد منصة "COUPE" تشكيل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي بحلول 2028

تراهن شركة TSMC بقوة على الضوء. عملاق صناعة أشباه الموصلات يتسابق لتوسيع قدراته الإنتاجية في مجال الفوتونيك السيليكوني بمعدل غير مسبوق في الصناعة، مستهدفًا زيادة إنتاج الرقاقات الضوئية (PIC) بمقدار 50 ضعفًا بحلول عام 2028. هذه الخطوة هي رد مباشر على الطلب الهائل على النطاق الترددي في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، حيث بدأت وصلات النحاس التقليدية تصل إلى حدودها الفيزيائية القصوى.

الوسيلة لهذا التحول هي منصة COUPE (Compact Universal Photonic Engine)، منصة TSMC للفوتونيك السيليكوني. الجيل الأول من COUPE يوفر سرعة 1.6 تيرابت في الثانية لكل محرك بصري باستخدام ثماني قنوات 200G PAM4 من كل جانب، وقد دخلت المنصة مرحلة الإنتاج الشامل في 2026 مع زيادة الشحنات عبر منتصف العام . الجيل الثاني يستهدف 6.4 تيرابت في الثانية ومن المتوقع وصوله في 2027، بينما الجيل الثالث يهدف إلى 12.8 تيرابت في الثانية .

أهداف القدرة الإنتاجية: من 500 إلى 25,000 رقاقة شهريًا

الخطة التوسعية مقسمة بوضوح إلى مراحل. وفقًا لتقارير حديثة من Commercial Times وTrendForce، ستقفز قدرة TSMC الإنتاجية للدوائر الضوئية من حوالي 500 رقاقة شهريًا حاليًا إلى 10,000 رقاقة شهريًا بحلول الربع الثاني من 2026. بحلول الربع الرابع من 2026، سيرتفع الرقم إلى 15,000، والهدف لعام 2028 هو 25,000 رقاقة شهريًا على الأقل .

وبتقدير احتواء الرقاقة الواحدة على 648 شريحة PIC، فإن الطاقة الإنتاجية لعام 2028 ستنتج حوالي 194 مليون شريحة PIC سنويًا . للمقارنة، تنتج القدرة الحالية البالغة 500 رقاقة شهريًا حوالي 4 ملايين شريحة سنويًا .

العملاء الأساسيون: NVIDIA وBroadcom في المقدمة

تُعتبر NVIDIA وBroadcom من أوائل العملاء الرئيسيين لمنصة COUPE، مع تقارير تفيد بأن الطلبات قد تم تقديمها بالفعل . نظرًا لمحدودية الطاقة الإنتاجية للدوائر الضوئية خلال المرحلة الأولى في 2026–2027، من المتوقع أن تكون هاتان الشركتان المستفيدتين الرئيسيتين من الإنتاج المبكر .

تحركت NVIDIA بقوة لتأمين سلسلة التوريد البصرية. في مارس 2026، استثمرت الشركة 4 مليارات دولار (2 مليار دولار لكل منهما) في شركتي Lumentum وCoherent، مما يضمن التزامات شراء متعددة السنوات لرقائق الليزر عالية الأداء والمواد البصرية المتقدمة . تخطط NVIDIA لنشر محولات تعتمد على COUPE، بما في ذلك محولات Spectrum-X الإيثرنت الضوئية في النصف الثاني من 2026، باستخدام تقنية SoIC من TSMC .

التكنولوجيا: COUPE + SoIC-X

COUPE هي في جوهرها ابتكار في مجال التعبئة والتغليف. تستخدم تقنية SoIC-X (System on Integrated Chips) المتطورة من TSMC لتكديس دائرة كهربائية متكاملة (EIC) مباشرة فوق دائرة ضوئية متكاملة (PIC) باستخدام تقنية الربط الهجين بين النحاس والنحاس . يتم إنتاج الدائرة الكهربائية بعملية 65 نانومتر، بينما تتعامل الدائرة الضوئية مع الإشارات الضوئية .

هذا التكامل غير المتجانس هو المفتاح. من خلال ربط الرقائق الكهربائية والضوئية بمسافة أقل من عشرة ميكرومترات، تدعي TSMC أن COUPE توفر تحسنًا في كفاءة الطاقة بمقدار 5–10 أضعاف، وزمن انتقال أقل بمقدار 10–20 ضعفًا، وبصمة أصغر مقارنة بالوحدات البصرية القابلة للتركيب التقليدية .

هذا النهج جذب نظامًا بيئيًا أوسع. عقدت TSMC شراكات مع مزودي أدوات EDA مثل Ansys وSynopsys وCadence لدعم تصميم الفوتونيك، وتم تأكيد شركة Himax كمورد حصري لمصفوفات العدسات الدقيقة لأول جيلين من COUPE .

سوق البصريات المدمجة (CPO) يصل إلى نقطة تحول في 2026

يوصف عام 2026 على نطاق واسع بأنه العام الذي تنتقل فيه البصريات المدمجة (CPO) من النشر التجريبي إلى الإنتاج التجاري الكامل . تتقارب تقارير أبحاث السوق المتعددة على هذا الجدول الزمني: يقدر حجم سوق CPO بـ 2.2–4.2 مليار دولار في 2026، مع معدل نمو سنوي مركب متوقع يتراوح بين 25–35% حتى 2031 . تتوقع IDTechEx أن يتجاوز السوق 20 مليار دولار بحلول 2036، بمعدل نمو سنوي مركب 37% .

مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي هي المحرك الأساسي للطلب. محول NVIDIA Spectrum-6 الإيثرنت، الذي تم الكشف عنه في معرض CES 2026، يوفر نطاقًا تردديًا إجماليًا يبلغ 409.6 تيرابت في الثانية باستخدام محركات ضوئية سيليكونية مدمجة ويقلل استهلاك طاقة التوصيل البيني بمقدار 5 أضعاف مقارنة بالجيل السابق . تقوم Broadcom وMarvell أيضًا بتطوير منصات CPO تستهدف 1.6 تيرابت وما بعد ذلك .

قصة كفاءة الطاقة مقنعة. كانت الأنظمة التقليدية القائمة على النحاس والقابلة للتركيب تستهلك 12–15 بيكوجول لكل بت في أوائل 2025، بينما تعمل أنظمة CPO الجديدة من Broadcom وNVIDIA عند 5 بيكوجول لكل بت أو أقل، مع خارطة طريق نحو أقل من 1 بيكوجول لكل بت .

تحديات الإنتاجية وقيود التعبئة والتغليف

تحمل الخطة التوسعية مخاطر كبيرة. تشير التقارير إلى أن عائد SoIC التقريبي يبلغ حوالي 50% للإنتاج المبكر، مما سيخفض فعليًا عدد المحركات البصرية النهائية إلى النصف مقارنة بعدد شرائح PIC الخام . عند احتساب خسائر عائد التجميع النهائي، قد تكون شحنات المحرك البصري الفعلية أقل بكثير—تقدر بحوالي 39 مليون وحدة في القدرة الحالية ترتفع إلى 486 مليون عند هدف 2028، مقابل 194 مليون شريحة خام .

تعتبر قدرة التعبئة والتغليف المتقدمة نفسها عنق زجاجة. قدرة CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) من TSMC تم بيعها بالكامل حتى 2026، وقد اعترف الرئيس التنفيذي C.C. Wei علنًا بأن CoWoS لا تزال ضيقة للغاية . تتوقع TSMC أن تنمو قدرة CoWoS بمعدل نمو سنوي مركب يزيد عن 80% من 2022 إلى 2027، لكن الفوتونيك السيليكوني يتنافس الآن على نفس مجمع التعبئة المتقدمة—CoWoS وSoIC—الذي تعاني تكامل GPU وHBM بالفعل من ضغوطه . يصف محللون الصناعة قدرة TSMC للفوتونيك السيليكوني بأنها عنق الزجاجة التالي المحتمل في سلسلة توريد الذكاء الاصطناعي بعد CoWoS .

ملخص: خارطة طريق قدرة TSMC للدوائر الضوئية (PIC)

المؤشر	الحالي (2024–2025)	الربع الثاني 2026	الربع الرابع 2026	هدف 2028
قدرة PIC الشهرية (رقاقة)	~500	10,000	15,000	≥25,000
إنتاج PIC السنوي (تقديري)	~4 مليون	~78 مليون	~117 مليون	~194 مليون
حالة منصة COUPE	ما قبل الإنتاج	بدء الإنتاج الشامل	زيادة الشحنات	هدف إنتاج أعلى
العملاء الرئيسيون	—	NVIDIA، Broadcom	NVIDIA، Broadcom	NVIDIA، Broadcom + آخرون

الخلاصة

تنفذ TSMC توسعة هائلة غير مسبوقة لقدراتها في مجال الفوتونيك السيليكوني، مدعومة بمنصة COUPE/SoIC-X والطلب من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. تمثل القفزة من 500 إلى 25,000 رقاقة شهريًا في أقل من ثلاث سنوات زيادة بمقدار 50 ضعفًا، مما ينعكس على سلسلة توريد أجهزة الذكاء الاصطناعي بأكملها. ومع ذلك، يظل نضج العائد—وخاصة عائدات SoIC في نطاق ~50%—وعنق الزجاجة الأوسع للتعبئة والتغليف المتقدمة، أكبر المخاطر قصيرة المدى .
إذا نجح رهان TSMC على الضوء، فسيعزز دورها كالمسبك المركزي لتكنولوجيا التوصيل البيني في عصر الذكاء الاصطناعي، ممددة هيمنتها إلى ما وراء المنطق والتعبئة المتقدمة إلى المجال البصري.