TSMC מגדילה פי 50 את ייצור שבבי הפוטוניקה: איך COUPE ישנה את מרכזי הנתונים של AI

TSMC מהמרת בגדול על אור. ענקית השבבים הטיוואנית מאיצה את יכולת הייצור של שבבי הפוטוניקה (סיליקון פוטוניקס) בקצב נדיר בתעשייה, עם יעד של הגדלת תפוקת פרוסות PIC (Photonic Integrated Circuit) פי 50 עד 2028. המהלך הוא תגובה ישירה לדרישה האדירה לרוחב פס במרכזי נתונים של AI, שם חיבורי הנחושת המסורתיים מגיעים לגבולות הפיזיים שלהם .

הכלי להובלת השינוי הזה הוא COUPE (Compact Universal Photonic Engine) - פלטפורמת הסיליקון פוטוניקס של TSMC. הדור הראשון של COUPE מספק 1.6 טרה-ביט לשנייה (Tbps) לכל מנוע אופטי, תוך שימוש בשמונה ערוצי 200G PAM4 בכל צד, והוא נכנס לייצור המוני ב-2026 עם משלוחים בהיקף נרחב שהחלו באמצע השנה . דור שני, המכוון ל-6.4 Tbps, צפוי ב-2027, ודור שלישי ל-12.8 Tbps כבר על המפה .

יעדי הייצור: מ-500 ל-25,000 פרוסות בחודש

תוכנית ההתרחבות חדה ומדורגת. על פי דיווחים של Commercial Times ו-TrendForce, קיבולת ה-PIC של TSMC תטפס מכ-500 פרוסות בחודש כיום ל-10,000 פרוסות בחודש עד הרבעון השני של 2026. עד הרבעון הרביעי של 2026, המספר יעלה ל-15,000, והיעד ל-2028 הוא לפחות 25,000 פרוסות בחודש .

בהערכה של 648 שבבים (die) לפרוסה, קצב הייצור השנתי ב-2028 יניב כ-194 מיליון שבבי PIC בשנה . לשם השוואה, הקיבולת הנוכחית של כ-500 פרוסות בחודש מייצרת כ-4 מיליון שבבים בשנה .

הלקוחות המרכזיים: NVIDIA ו-Broadcom מובילות את המהפכה

NVIDIA ו-Broadcom מזוהות כלקוחות המובילים של ייצור COUPE בהיקף נרחב, עם דיווחים שהזמנות כבר בוצעו . בשל יכולת ייצור PIC מוגבלת בשלב ההרצה ב-2026-2027, שתי החברות הללו צפויות להיות המרוויחות העיקריות מהתפוקה המוקדמת .

NVIDIA פועלת באגרסיביות להבטחת שרשרת האספקה האופטית שלה. במרץ 2026, החברה השקיעה 4 מיליארד דולר (2 מיליארד דולר כל אחת) בחברות Lumentum ו-Coherent, תוך נעילת התחייבויות רכש רב-שנתיות לשבבי לייזר בעלי ביצועים גבוהים . NVIDIA מתכננת לפרוס מתגים מבוססי COUPE, כולל מתגי Spectrum-X Ethernet פוטוניים, במחצית השנייה של 2026, תוך שימוש בטכנולוגיית SoIC של TSMC .

הטכנולוגיה: COUPE + SoIC-X

COUPE היא בראש ובראשונה חדשנות באריזה. היא משתמשת בטכנולוגיית SoIC-X (System on Integrated Chips) המתקדמת של TSMC כדי לערום מעגל משולב אלקטרוני (EIC) ישירות על גבי מעגל משולב פוטוני (PIC) באמצעות חיבור נחושת היברידי . ה-EIC מיוצר בתהליך של 65nm, בעוד שה-PIC מטפל באיתות האופטי .

האינטגרציה ההטרוגנית הזו היא המפתח. על ידי חיבור השבבים האלקטרוניים והפוטוניים במרווחים תת-מיקרוניים, TSMC טוענת ש-COUPE מספקת שיפור של פי 5-10 ביעילות אנרגטית, השהיה (latency) נמוכה פי 10-20, וטביעת רגל קומפקטית יותר בהשוואה למודולים אופטיים מסורתיים .

הגישה משכה מערכת אקולוגית רחבה. TSMC שיתפה פעולה עם ספקיות כלי EDA כמו Ansys, Synopsys ו-Cadence לתמיכה בתכנון פוטוני, ו-Himax אושרה כספקית הבלעדית של מערכי מיקרו-עדשות לשני הדורות הראשונים של COUPE .

שוק ה-CPO מגיע לנקודת מפנה ב-2026

שנת 2026 מוגדרת באופן נרחב כשנה שבה אריזות אופטיות משולבות (Co-Packaged Optics, CPO) עוברות מפרויקטי פיילוט לייצור מסחרי בהיקף מלא . מספר דוחות מחקר מתכנסים לציר זמן זה: שוק ה-CPO מוערך ב-2.2-4.2 מיליארד דולר ב-2026, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של 25-35% עד 2031 . IDTechEx צופה שהשוק יעלה על 20 מיליארד דולר עד 2036, עם צמיחה של 37% CAGR .

מרכזי הנתונים של AI הם מנוע הביקוש העיקרי. מתג Spectrum-6 Ethernet של NVIDIA, שנחשף בתערוכת CES 2026, מספק רוחב פס מצטבר של 409.6 Tbps תוך שימוש במנועים אופטיים פוטוניים משולבים ומפחית את צריכת החשמל של החיבורים פי 5 בהשוואה לדור הקודם . גם Broadcom ו-Marvell מפתחות פלטפורמות CPO המכוונות ל-1.6T ומעלה .

סיפור יעילות האנרגיה מרשים. מערכות נחושת מסורתיות צרכו 12-15 פיקו-ג'אול לביט בתחילת 2025, בעוד שמערכות CPO חדשות מ-Broadcom ו-NVIDIA פועלות ב-5 pJ/bit או פחות, עם מפת דרכים לעבר פחות מ-1 pJ/bit .

אתגרי ניצולת ומגבלות אריזה

תוכנית ההתרחבות נושאת סיכון משמעותי. דיווחים מציינים ניצולת (yield) משוערת של SoIC Stacking של כ-50% לייצור המוקדם, מה שמפחית למעשה בחצי את מספר המנועים האופטיים המוגמרים ביחס לשבבי PIC גולמיים . כאשר מביאים בחשבון גם הפסדי ניצולת בהרכבה במורד הזרם, משלוחי המנועים האופטיים בפועל עלולים להיות נמוכים משמעותית - כ-39 מיליון יחידות בקיבולת הנוכחית ועד 486 מיליון ביעד 2028 .

יכולת האריזה המתקדמת היא בעצמה צוואר בקבוק. קיבולת ה-CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) של TSMC אזלה עד סוף 2026, והמנכ"ל סי.סי. ווי הודה בפומבי ש-CoWoS נותרה הדוקה ביותר . TSMC צופה שקיבולת CoWoS תצמח ביותר מ-80% CAGR מ-2022 עד 2027, אך הפוטוניקה מתחרה כעת על אותם משאבי אריזה מתקדמים - CoWoS ו-SoIC - שכבר עמוסים בביקוש ל-GPU ו-HBM . אנליסטים בתעשייה מתארים את קיבולת הסיליקון פוטוניקס של TSMC כצוואר הבקבוק הבא של AI בשרשרת האספקה, אחרי CoWoS .

סיכום: מפת הדרכים של קיבולת PIC של TSMC

מדד	נוכחי (2024–2025)	רבעון שני 2026	רבעון רביעי 2026	יעד 2028
קיבולת פרוסות PIC (חודשית)	~500	10,000	15,000	≥25,000
תפוקת שבבי PIC שנתית (מוערך)	~4M	~78M	~117M	~194M
סטטוס פלטפורמת COUPE	לפני הרצה	תחילת ייצור המוני	הרצה בהיקף	יעד ייצור גבוה
לקוחות מרכזיים	—	NVIDIA, Broadcom	NVIDIA, Broadcom	NVIDIA, Broadcom + נוספים

השורה התחתונה

TSMC מבצעת התרחבות קיבולת אגרסיבית מבחינה היסטורית בסיליקון פוטוניקס, המעוגנת בפלטפורמת COUPE/SoIC-X ומונעת על ידי ביקוש ממרכזי AI. הקפיצה מ-500 ל-25,000 פרוסות בחודש בתוך פחות משלוש שנים מייצגת עלייה של פי 50, עם השלכות על כל שרשרת האספקה של חומרת AI. עם זאת, בשלות הניצולת - במיוחד ניצולת SoIC Stacking בטווח של ~50% - וצוואר הבקבוק הרחב יותר באריזה מתקדמת נותרים הסיכונים המשמעותיים ביותר בטווח הקרוב .

אם תצליח, ההימור של TSMC על אור יבסס את מעמדה כפונדריה המרכזית לטכנולוגיית תקשורת בעידן ה-AI, וירחיב את הדומיננטיות שלה מעבר ללוגיקה ואריזה מתקדמת גם לתחום האופטי.