Nvidia und TSMC revolutionieren KI-Rechenzentren mit Co-Packaged Optics der Spectrum-X Photonics Switches

TSMC stellt dafür die grundlegende Packaging-Plattform namens COUPE bereit. Diese integriert einen 65-Nanometer-Elektronik-IC (EIC) mit einem photonischen integrierten Schaltkreis (PIC) mittels TSMCs modernster Verpackungstechnologien: SoIC-X Hybrid-Bonding für 3D-Stapelung und CoWoS für die Interposer-basierte Chip-on-Wafer-on-Substrate-Montage . Das Ergebnis ist eine 3D-gestapelte Silizium-Photonik-Engine – die weltweit erste ihrer Art – die direkt neben dem Spectrum-X Switch-ASIC in einem einzigen Gehäuse sitzt .

TSMC begann im April 2026 mit der Massenproduktion der COUPE-Plattform und war damit die erste führende Foundry, die Silizium-Photonik im großen Stil für KI-Rechenzentrumsanwendungen fertigte .

So funktioniert Co-Packaged Optics – und warum es wichtig ist

Herkömmliche Netzwerk-Switches verwenden steckbare optische Transceiver, die an der Frontplatte angebracht sind. Die Daten müssen als elektrische Signale vom Switch-ASIC über eine Leiterplatte zu einem separaten Transceiver wandern, wo sie schließlich in Licht umgewandelt werden. Dieser Weg verursacht einen erheblichen Signalverlust von oft rund 22 dB und erfordert eine stromhungrige Entzerrungsschaltung, die große Hitze erzeugt .

Co-Packaged Optics beseitigt dieses Problem. Indem die optische Engine im selben Gehäuse wie der Switch-ASIC untergebracht wird, verkürzt sich der elektrische Pfad auf die Substratebene. Das Licht gelangt direkt über Glasfaser in das Gehäuse und wird mit minimalem elektrischem Weg umgewandelt. Das Ergebnis ist beeindruckend:

• Der Signalverlust sinkt von ~22 dB auf ~4 dB .
• Der Stromverbrauch sinkt auf nur 9 Watt pro 1,6-Tb/s-Port, verglichen mit etwa 30 Watt bei herkömmlichen steckbaren Optiken .

Das ist keine marginale Verbesserung. Der Ansatz von Nvidia und TSMC liefert eine 3,5- bis 5-fache Energieeinsparung pro Port im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungsmethoden . Im gewaltigen Maßstab einer modernen KI-Fabrik mit Hunderttausenden von GPUs bedeuten diese Einsparungen Megawatt an zurückgewonnener Energie und ein weitaus widerstandsfähigeres, kühler laufendes Netzwerkgefüge.

Spectrum-X Photonics: Leistung und Umfang

Die neue Spectrum-X Photonics-Reihe verschiebt die Leistungsgrenzen. Die SN6800-Variante liefert bis zu 409,6 Tb/s Gesamtbandbreite in einem einzigen Switch. Dies wird durch 512 Ports mit je 800 Gb/s (oder dichtere Konfigurationen mit bis zu 2.048 Ports bei 200 Gb/s) erreicht . Eine kompaktere Version, die SN6810, bietet 102,4 Tb/s über 128 Ports mit je 800 Gb/s .

Diese Switches sind flüssigkeitsgekühlt und für Ethernet-basierte KI-Infrastrukturen konzipiert, die Hyperscaler und große Unternehmen aufbauen, um generative KI-Modelle zu trainieren und auszuführen. Nvidia positioniert Spectrum-X Photonics als unverzichtbare Infrastruktur für die Verbindung von Clustern mit über einer Million GPUs in riesigen, gebäudegroßen „KI-Fabriken“ .

Auslieferung und Verfügbarkeit

Die Technologie hat den Sprung von der Ankündigung zur Auslieferung geschafft. Nvidia begann offiziell Anfang Juni 2026 mit der Lieferung des Spectrum-X CPO Switch an ausgewählte Partner, wie Gilad Shainer, Senior Vice President of Networking, auf der GTC Taiwan bestätigte . Der frühere Quantum-X InfiniBand Photonics Switch, der auf derselben zugrundeliegenden CPO-Technologie basiert, wurde bereits Anfang 2026 ausgeliefert .

Die breite Verfügbarkeit der Spectrum-X Photonics Ethernet Switches von führenden Infrastruktur- und Systemanbietern wird für die zweite Jahreshälfte 2026 erwartet und markiert damit die großflächige kommerzielle Einführung dieser Silizium-Photonik-Technologie .

Die Zusammenarbeit zwischen Nvidias Design und TSMCs Fertigung hat die Silizium-Photonik aus der Forschung in ein auslieferbares Produkt überführt und bietet einen praktischen Weg, KI zu skalieren, ohne an die „Stromwand“ zu stoßen.