KI-Boom lässt optische Verbindungen zum Engpass werden

Die Zahl klingt spektakulär: Laut einer von China Insights Consultancy (CIC) erstellten Marktprognose soll der weltweite Markt für optische Verbindungen in Rechenzentren von 13,7 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 144,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 steigen. Das entspräche einer jährlichen Wachstumsrate von 48,1 Prozent und mehr als einer Verzehnfachung innerhalb von sechs Jahren. Die Studie wurde für Yuanjie Semiconductor Technology im Rahmen des geplanten Hongkong-Börsengangs beauftragt. Sie ist daher als unternehmensbezogene Marktprognose einzuordnen – nicht als unabhängig geprüftes Marktergebnis.

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht nur, wie groß der Markt werden könnte. Es geht auch darum, ob die Industrie genügend Chips, Laser und optische Komponenten herstellen kann, um den wachsenden Bedarf der KI-Infrastruktur zu decken.

Warum KI optische Verbindungen braucht

KI-Systeme verschieben riesige Datenmengen zwischen Prozessoren, Speicher und Netzwerkkomponenten. Optische Verbindungen übertragen Daten mithilfe von Licht und eignen sich dadurch für die hohen Bandbreiten und niedrigen Latenzen, die moderne KI-Anwendungen erfordern – sowohl innerhalb einzelner Systeme als auch zwischen verschiedenen Rechenzentrumskomponenten.

Mit dem Ausbau immer größerer KI-Cluster wird diese Technik von einer spezialisierten Netzwerklösung zu einem zentralen Bestandteil der Infrastruktur. Die Verbindungen müssen mehr Daten transportieren, ohne dass Stromverbrauch, Wärmeentwicklung und die hohe Packungsdichte der Hardware zu unüberwindbaren Grenzen werden.

Der Druck zeigt sich auch bei den Industriestandards. AMD, Broadcom, Meta, Microsoft, Nvidia und OpenAI haben die Optical Compute Interconnect Multi-Source Agreement Group (OCI MSA) gegründet. Sie soll eine offene und interoperable Spezifikation für optische Scale-up-Verbindungen in großen KI-Systemen schaffen.

Das bedeutet nicht, dass Kupferverbindungen kurzfristig aus Rechenzentren verschwinden. Optische Links werden jedoch zunehmend dort eingesetzt, wo elektrische Verbindungen bei Reichweite, Bandbreite oder Energieeffizienz an Grenzen stoßen.

Siliziumphotonik und co-packaged optics im Mittelpunkt

Ein wichtiger Teil der CIC-Prognose betrifft die Siliziumphotonik. Ihr Anteil am Markt soll demnach von 16,6 Prozent im Jahr 2020 auf 63,7 Prozent im Jahr 2030 steigen. Damit würde die Technologie künftig fast zwei Drittel des Umsatzes ausmachen. Für die jährliche Umsatzsteigerung werden in der überlieferten Prognose 68,5 Prozent genannt. Die detaillierten Annahmen hinter diesen Werten sind durch die vorliegenden Belege allerdings nicht unabhängig bestätigt.

Bei der Siliziumphotonik werden optische Funktionen mit Fertigungsansätzen verbunden, die aus der Herstellung herkömmlicher Siliziumchips bekannt sind. Das verspricht eine kosteneffiziente Produktion dichter optischer Verbindungen in großen Stückzahlen – sofern Fertigung, Packaging und Qualitätskontrolle mit dem Tempo der Nachfrage Schritt halten.

Noch einen Schritt weiter geht co-packaged optics (CPO). Dabei sitzen optische Engines näher am Netzwerk- oder Rechenchip oder werden direkt in dessen Package integriert. Im Vergleich zu herkömmlichen, austauschbaren Transceiver-Modulen kann das kürzere Verbindungswege und eine höhere Dichte ermöglichen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Fertigung, Kühlung, Tests, Reparatur und Wartung. Die Arbeit der OCI MSA an einer offenen Spezifikation ist Teil dieses breiteren Vorstoßes zu interoperabler optischer Infrastruktur.

1,6T und 3,2T: Die Richtung ist klarer als die genaue Marktgröße

Die überlieferte CIC-Prognose sieht 1,6T-Verbindungen – also Links mit einer Übertragungskapazität von 1,6 Terabit pro Sekunde – bis 2030 als größtes Segment mit einem Umsatz von 65,6 Milliarden US-Dollar. Für 3,2T-Technologie werden 44,5 Milliarden US-Dollar genannt.

Diese konkreten Segmentwerte sind jedoch nicht unabhängig durch die vorliegenden Quellen belegt. Aussagekräftiger ist die technologische Entwicklung dahinter: Mit wachsenden KI-Clustern steigt der Bedarf an immer mehr Daten pro Verbindung. Branchen-Roadmaps diskutieren bereits optische Übertragungen von bis zu 1,6 Terabit pro Faser und Richtung.

Wann 1,6T- und 3,2T-Lösungen tatsächlich in großen Stückzahlen eingesetzt werden und wie sich die Umsätze verteilen, bleibt daher von Standards, Kosten, Fertigung und der Nachfrage der Betreiber abhängig.

Warum verschiedene Marktprognosen voneinander abweichen

Die Zahl von 13,7 Milliarden auf 144,4 Milliarden US-Dollar bezieht sich ausdrücklich auf den weltweiten Markt für optische Verbindungen in Rechenzentren in der CIC-Prognose, über die Tom’s Hardware berichtet.

Eine andere Marktstudie fasst den Begriff weiter und bezieht auch Telekommunikationsanwendungen ein. Sie kommt auf 17,9 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 und 151,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030, bei einer jährlichen Wachstumsrate von 42,8 Prozent.

Das ist nicht zwangsläufig ein Widerspruch. Die Schätzungen verwenden unterschiedliche Marktgrenzen und Methoden. Ein Vergleich ist nur sinnvoll, wenn klar ist, ob ausschließlich Rechenzentren oder zusätzlich Telekommunikationsnetze berücksichtigt werden.

Ähnlich vorsichtig ist die oft genannte Aussage, die Branche habe zuletzt mehr als 15 Milliarden US-Dollar investiert. Diese Summe wird durch die hier verfügbaren Belege nicht unabhängig bestätigt und sollte daher nicht als gesicherte Kennzahl behandelt werden.

Chinesische Auftragsfertiger zeigen den Kapazitätsdruck

Der KI-Boom betrifft nicht nur die modernsten Beschleunigerchips. Für KI-Server und optische Netzwerke werden auch Chips aus ausgereiften Fertigungstechnologien benötigt – etwa Logikchips, Stromversorgungs- und optische Komponenten.

Der chinesische Auftragsfertiger SMIC erklärte, KI werde die Nachfrage nach Foundry-Dienstleistungen weiterhin stützen. Das Unternehmen passe bestehende Kapazitäten an und beschleunige den Hochlauf neuer Produktionslinien, um die branchenweiten Engpässe zu verringern.

Im zweiten Quartal 2026 lag die gemeldete Auslastung bei 93,7 Prozent, nach 93,1 Prozent im ersten Quartal. Gleichzeitig stieg die monatliche Produktionskapazität auf umgerechnet rund 1,1 Millionen Acht-Zoll-Wafer. Dass die Auslastung trotz zusätzlicher Kapazität weiter zunahm, deutet auf eine besonders starke Nachfrage hin.

Auch Hua Hong stand Berichten zufolge unter erheblichem Druck. Eine Quelle nannte eine Auslastung von 102,8 Prozent, gegenüber 93,7 Prozent bei SMIC. Werte von mehr als 100 Prozent hängen jedoch von der Definition der effektiven Kapazität und der verwendeten Messmethode ab. Sie sollten deshalb eher als Hinweis auf außergewöhnlich angespannte Bedingungen verstanden werden, nicht als direkt vergleichbare physische Produktionsraten.

Sekundärberichte sprechen zudem von einer Sichtbarkeit der Nachfrage nach bestimmten ausgereiften Chips – insbesondere BCD-Stromversorgungsprodukten – bis Ende 2027. Diese Angabe ist durch die vorliegenden primären Belege nicht unabhängig bestätigt.

Neue Fabriken und zusätzliche Ausrüstung dürften den Druck nicht sofort beseitigen. SMIC erwägt, an bestehenden Standorten weitere Anlagen zu installieren, sofern dort Platz verfügbar ist. Verbindliche Termine dafür, wann relevante zusätzliche Kapazitäten verfügbar und für bestimmte optische oder Stromversorgungsprozesse qualifiziert sein werden, liegen in den verfügbaren Quellen jedoch nicht vor.

Der Anteil chinesischer Foundries an der weltweiten Kapazität für ältere Fertigungsknoten im Bereich von 22 bis 40 Nanometern soll von 32 Prozent im Jahr 2025 auf 41 Prozent im Jahr 2027 steigen. Mehr Gesamtkapazität beseitigt allerdings nicht automatisch Engpässe bei einem bestimmten Prozess, Packaging-Schritt oder einer bereits qualifizierten Produktionslinie.

Das eigentliche Fazit der 144-Milliarden-Prognose

Die strategische Grundthese ist überzeugend: Je größer KI-Cluster werden, desto wichtiger werden optische Verbindungen für die gesamte Architektur von Rechenzentren. Siliziumphotonik, höhere Übertragungsraten und co-packaged optics könnten helfen, Bandbreiten-, Energie- und Dichteprobleme zu lösen.

Weniger sicher ist das konkrete Ergebnis. Die Prognose von 144,4 Milliarden US-Dollar wurde im Auftrag eines Unternehmens erstellt. Die detaillierten Angaben zum Anteil der Siliziumphotonik, zu 1,6T- und 3,2T-Umsätzen, zu den Investitionen und zum Zeitplan für neue Fertigungskapazitäten sind nicht vollständig unabhängig belegt.

Die belastbarste Schlussfolgerung ist deshalb zweigeteilt: KI schafft einen starken Nachfrageimpuls für optische Verbindungen in Rechenzentren. Ob daraus bis 2030 tatsächlich ein Markt von 144,4 Milliarden US-Dollar entsteht, entscheidet sich jedoch ebenso an Standardisierung und Technologieakzeptanz wie an der Fähigkeit der Industrie, ausreichend qualifizierte Fertigungskapazitäten bereitzustellen.