TSMC satser 50 gange større på siliciumfotonik: Sådan vil COUPE omforme AI-datacentre inden 2028

Ved et estimeret udbytte på 648 dies pr. wafer vil 2028-kapaciteten give omkring 194 millioner PIC-dies årligt ved fuld produktion . Til sammenligning giver den nuværende kapacitet på cirka 500 wafere om måneden omkring 4 millioner dies om året .

Nøglekunder: NVIDIA og Broadcom i spidsen

NVIDIA og Broadcom er identificeret som de førende kunder til COUPEs volumenproduktion, og rapporter indikerer, at ordrer allerede er placeret . I betragtning af den begrænsede PIC-produktionskapacitet under den indledende opstart i 2026-2027 forventes disse to virksomheder at være de primære modtagere af det tidlige output .

NVIDIA har handlet aggressivt for at sikre sin optiske forsyningskæde. I marts 2026 investerede selskabet 4 milliarder dollar (2 milliarder dollar hver) i Lumentum og Coherent og låste dermed flerårige indkøbsforpligtelser for højtydende laserchips og avancerede optiske materialer . NVIDIA planlægger at implementere COUPE-baserede switches, herunder Spectrum-X Ethernet-fotonikswitches i anden halvdel af 2026, ved hjælp af TSMC's SoIC-teknologi .

Teknologien: COUPE + SoIC-X

COUPE er i bund og grund en pakkeinnovation. Den bruger TSMC's avancerede SoIC-X-teknologi (System on Integrated Chips) til at stable et elektronisk integreret kredsløb (EIC) direkte oven på et fotonisk integreret kredsløb (PIC) ved hjælp af hybrid kobber-til-kobber-bonding . EIC'en er fremstillet på en 65nm-procesnode, mens PIC'en håndterer den optiske signalering .

Denne heterogene integration er nøglen. Ved at binde de elektroniske og fotoniske dies sammen med en afstand på under ti mikrometer hævder TSMC, at COUPE leverer 5-10x forbedring i energieffektivitet, 10-20x lavere latenstid og et mere kompakt fodaftryk sammenlignet med traditionelle pluggbare optiske moduler .

Tilgangen har tiltrukket et bredere økosystem. TSMC har indgået partnerskaber med EDA-værktøjsleverandørerne Ansys, Synopsys og Cadence for at understøtte fotonisk design, og Himax er blevet bekræftet som den eksklusive leverandør af mikrolinse-arrays til de første to COUPE-generationer .

CPO-markedet når et vendepunkt i 2026

2026 beskrives bredt som året, hvor co-packaged optics (CPO) går fra pilotprojekter til fuldskala kommerciel produktion . Flere markedsundersøgelser peger på denne tidslinje: CPO-markedet anslås til 2,2-4,2 milliarder dollar i 2026 med en forventet årlig vækstrate på 25-35% frem mod 2031 . IDTechEx forventer, at markedet vil overstige 20 milliarder dollar i 2036 med en årlig vækst på 37% .

AI-datacentre er den primære efterspørgselsdriver. NVIDIAs Spectrum-6 Ethernet-switch, som blev afsløret på CES 2026, leverer 409,6 Tbps samlet båndbredde ved hjælp af integrerede siliciumfotonikmoduler og reducerer strømforbruget til netværksforbindelser med 5x sammenlignet med den forrige generation . Broadcom og Marvell udvikler også CPO-platforme, der sigter mod 1,6T og derover .

Historien om energieffektivitet er overbevisende. Traditionelle kobber- og pluggbare systemer brugte 12-15 picojoule pr. bit i begyndelsen af 2025, mens nye CPO-systemer fra Broadcom og NVIDIA opererer med 5 pJ/bit eller lavere, med en køreplan mod under 1 pJ/bit .

Udfordringer med udbytte og pakning

Udvidelsesplanen er ikke uden risiko. Rapporter nævner et hypotetisk SoIC-stabeludbytte på cirka 50% for tidlig produktion, hvilket reelt vil halvere antallet af færdige optiske moduler i forhold til rå PIC-die-tal . Når der også tages højde for tab i den efterfølgende samleproces, kan det faktiske antal afsendte optiske moduler være væsentligt lavere – anslået 39 millioner enheder ved nuværende kapacitet, stigende til 486 millioner ved 2028-målet, mod 194 millioner rå dies .

Avanceret pakningskapacitet er i sig selv en flaskehals. TSMC's CoWoS-kapacitet (Chip-on-Wafer-on-Substrate) har været udsolgt gennem 2026, og CEO C.C. Wei har offentligt erkendt, at CoWoS forbliver ekstremt stram . TSMC forventer, at CoWoS-kapaciteten vil vokse med mere end 80% årligt fra 2022 til 2027, men siliciumfotonik konkurrerer nu om det samme avancerede pakningskompleks – CoWoS og SoIC – som GPU- og HBM-integrationen allerede belaster . Brancheanalytikere beskriver TSMC's siliciumfotonikkapacitet som den næste sandsynlige flaskehals i AI-forsyningskæden efter CoWoS .

Oversigt: TSMC's PIC-kapacitetskøreplan

Det korte af det lange

TSMC gennemfører en historisk aggressiv kapacitetsudvidelse inden for siliciumfotonik, forankret i COUPE/SoIC-X-platformen og drevet af efterspørgslen fra AI-datacentre. At gå fra 500 til 25.000 wafere om måneden på under tre år er en 50-dobling med vidtrækkende konsekvenser for hele AI-hardwareforsyningskæden. Dog er modenheden af udbyttet – især SoIC-stabeludbyttet på omkring 50% – og den bredere flaskehals inden for avanceret pakning de største risici på kort sigt .

Hvis det lykkes, vil TSMC's satsning på lys cementere selskabets rolle som den centrale fabrik for AI-æraens sammenkoblingsteknologi og udvide dets dominans ud over logik og avanceret pakning til det optiske domæne.