TSMC vsází na světlo: 50násobné navýšení výroby fotonických čipů má do roku 2028 změnit AI datová centra

TSMC sází ve velkém na světlo. Polovodičový gigant se pouští do rozšiřování výroby křemíkové fotoniky tempem, které je v oboru čipů téměř bezprecedentní. Cílem je do roku 2028 zvýšit produkci fotonických integrovaných obvodů (PIC) na 50násobek současného stavu. Tento krok je přímou odpovědí na explozivní poptávku po šířce pásma v AI datových centrech, kde měděná propojení narážejí na své fyzikální limity.

Hlavním nástrojem této transformace je platforma COUPE (Compact Universal Photonic Engine), TSMC vlastní platforma pro křemíkovou fotoniku. První generace COUPE dosahuje propustnosti 1,6 Tbps na jeden optický engine s využitím osmi 200G PAM4 linek na každé straně a do sériové výroby vstoupila v roce 2026, přičemž objemové dodávky začaly narůstat v polovině roku . Druhá generace, cílící na 6,4 Tbps, se očekává v roce 2027 a třetí generace s ambiciózními 12,8 Tbps je již na plánovací cestě .

Cíle kapacity: Z 500 na 25 000 waferů měsíčně

Plán expanze je jasně rozfázovaný. Podle nedávných zpráv od Commercial Times a TrendForce kapacita PIC waferů u TSMC vzroste ze současných zhruba 500 waferů měsíčně na 10 000 waferů do druhého čtvrtletí roku 2026. Do čtvrtého čtvrtletí 2026 se toto číslo zvýší na 15 000 a cílový stav pro rok 2028 je nejméně 25 000 waferů měsíčně .

Při odhadovaném počtu 648 čipů na jeden wafer by roční produkce při cílové kapacitě v roce 2028 činila zhruba 194 milionů PIC čipů . Pro srovnání, současná kapacita cca 500 waferů měsíčně odpovídá zhruba 4 milionům čipů ročně .

Klíčoví zákazníci: NVIDIA a Broadcom v čele

Společnosti NVIDIA a Broadcom jsou označovány za první velké zákazníky pro sériovou výrobu COUPE a zprávy uvádějí, že již zadaly objednávky . Vzhledem k omezené kapacitě PIC během počátečního náběhu v letech 2026–2027 se očekává, že právě tyto dvě firmy budou hlavními příjemci prvních objemů výroby .

NVIDIA v této oblasti jedná velmi agresivně, aby si zajistila dodavatelský řetězec pro optiku. V březnu 2026 investovala 4 miliardy dolarů (po 2 miliardách) do společností Lumentum a Coherent, čímž si pojistila dlouhodobé závazky na odběr výkonných laserových čipů a pokročilých optických materiálů . NVIDIA plánuje nasadit přepínače založené na COUPE, včetně Spectrum-X Ethernet fotonických přepínačů, ve druhé polovině roku 2026 s využitím technologie TSMC SoIC .

Technologie: COUPE + SoIC-X

COUPE je v jádře inovací v oblasti balení čipů. Využívá pokročilou technologii TSMC SoIC-X (System on Integrated Chips) k vertikálnímu propojení elektronického integrovaného obvodu (EIC) přímo na fotonický integrovaný obvod (PIC) pomocí hybridního měděného spojení . EIC je vyráběn 65nm technologií, zatímco PIC zajišťuje optické signálování .

Právě tato heterogenní integrace je klíčová. Díky propojení elektronických a fotonických čipů s roztečí v řádu jednotek mikrometrů TSMC uvádí, že COUPE přináší 5–10násobné zlepšení energetické účinnosti, 10–20násobně nižší latenci a kompaktnější rozměry ve srovnání s tradičními modulárními optickými moduly .

Tento přístup přitahuje širší ekosystém. TSMC navázalo partnerství s výrobci EDA nástrojů, jako jsou Ansys, Synopsys a Cadence, pro podporu fotonického návrhu. Společnost Himax byla potvrzena jako výhradní dodavatel mikročočkových polí pro první dvě generace COUPE .

Trh s CPO dosahuje v roce 2026 zlomového bodu

Rok 2026 je široce popisován jako rok, kdy optika integrovaná do pouzder (co-packaged optics, CPO) přechází z pilotních projektů do plnohodnotné komerční výroby . Řada analytických zpráv se shoduje na tomto časovém horizontu: trh CPO je v roce 2026 odhadován na 2,2–4,2 miliardy dolarů s předpokládaným ročním růstem 25–35 % až do roku 2031 . IDTechEx dokonce projektuje, že trh překročí do roku 2036 hodnotu 20 miliard dolarů při 37% CAGR .

Hlavním motorem poptávky jsou AI datová centra. Ethernetový přepínač NVIDIA Spectrum-6, představený na CES 2026, dosahuje agregované šířky pásma 409,6 Tbps díky integrovaným křemíkovým fotonickým engineům a snižuje spotřebu energie pro propojení 5krát oproti předchozí generaci . Také Broadcom a Marvell vyvíjejí CPO platformy pro propustnosti 1,6T a vyšší .

Příběh o energetické účinnosti je přesvědčivý. Tradiční měděné a modulární systémy spotřebovávaly začátkem roku 2025 kolem 12–15 picojoulů na bit, zatímco nové CPO systémy od Broadcomu a NVIDIA pracují s 5 pJ/bit nebo méně, s výhledem klesnout pod 1 pJ/bit .

Výzvy v podobě výtěžnosti a omezení balení

Plán expanze s sebou nese značná rizika. Zprávy uvádějí hypotetickou výtěžnost SoIC stackingu kolem 50 % pro počáteční výrobu, což by fakticky snížilo počet hotových optických enginů na polovinu oproti surovým PIC čipům . Když se připočtou ztráty ve výtěžnosti při následné montáži, skutečný počet dodaných optických enginů by mohl být podstatně nižší – odhaduje se 39 milionů kusů při současné kapacitě, rostoucí na 486 milionů při cíli pro rok 2028, ve srovnání s 194 miliony surových čipů .

Samotná kapacita pokročilého balení je úzkým hrdlem. Kapacita TSMC pro CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) je vyprodána až do roku 2026 a generální ředitel C.C. Wei veřejně přiznal, že CoWoS je extrémně napjatý . TSMC projektuje růst kapacity CoWoS s více než 80% CAGR v letech 2022 až 2027, ale křemíková fotonika nyní soutěží o stejné pokročilé kapacity balení (CoWoS a SoIC), které jsou již namáhány integrací GPU a HBM . Analytici v oboru popisují kapacitu TSMC pro křemíkovou fotoniku jako další pravděpodobné úzké hrdlo v dodavatelském řetězci AI po CoWoS .

Shrnutí: Plán kapacity PIC od TSMC

Metrika	Současnost (2024–2025)	Q2 2026	Q4 2026	Cíl 2028
Měsíční kapacita PIC waferů	~500	10 000	15 000	≥25 000
Roční produkce PIC čipů (odhad)	~4M	~78M	~117M	~194M
Stav platformy COUPE	Před náběhem	Zahájení sériové výroby	Objemový náběh	Vyšší objemový cíl
Klíčoví zákazníci	—	NVIDIA, Broadcom	NVIDIA, Broadcom	NVIDIA, Broadcom + další

Závěr

TSMC provádí historicky agresivní expanzi kapacity v oblasti křemíkové fotoniky, postavenou na platformě COUPE/SoIC-X a poháněnou poptávkou AI datových center. Nárůst z 500 na 25 000 waferů měsíčně během necelých tří let představuje 50násobné zvýšení s dalekosáhlými důsledky pro celý dodavatelský řetězec AI hardwaru. Největšími riziky v nejbližší době však zůstávají zralost výtěžnosti – zejména výtěžnost SoIC stackingu kolem 50 % – a celkové úzké hrdlo v pokročilém balení čipů .

Pokud bude tato sázka na světlo úspěšná, upevní TSMC svou pozici centrální slévárny pro propojovací technologie éry AI a rozšíří svou dominanci z logických obvodů a pokročilého balení i do optické domény.