Dentro gli switch Spectrum-X: come Nvidia e TSMC hanno portato l'ottica co-impacchettata dal laboratorio alla produzione

Nvidia ha compiuto un passo decisivo per risolvere i colli di bottiglia di potenza e integrità del segnale che minacciano di frenare la crescita dei più grandi datacenter AI. All’inizio di giugno 2026, l’azienda ha confermato di aver iniziato a spedire a partner selezionati il suo switch di nuova generazione Spectrum-X CPO (co-packaged optics), sviluppato e prodotto in collaborazione con TSMC . Gli switch sono costruiti sulla piattaforma di fotonica su silicio Compact Universal Photonic Engine (COUPE) di TSMC, una tecnologia che co-impacchetta motori ottici e silicio di commutazione in un singolo modulo per migliorare drasticamente l’efficienza energetica e la densità di banda.

La partnership: il modulatore MRM di Nvidia incontra la piattaforma COUPE di TSMC

Al cuore di questa collaborazione c’è un’integrazione tecnica molto profonda. Nvidia ha progettato un motore di fotonica su silicio con Micro Ring Modulator (MRM), una svolta che ridefinisce la densità possibile delle interconnessioni ottiche . La sfida è sempre stata produrre MRM su larga scala mantenendo un controllo preciso della fabbricazione, mitigando la sensibilità termica e garantendo una modulazione stabile ad alta velocità. Lavorando con l’ingegneria di processo avanzata di TSMC, Nvidia ha risolto queste criticità su scala produttiva .

TSMC fornisce la piattaforma di packaging fondamentale, chiamata COUPE (Compact Universal Photonic Engine). Questa piattaforma integra un circuito integrato elettronico (EIC) a 65 nanometri con un circuito integrato fotonico (PIC) utilizzando le tecnologie di packaging più avanzate di TSMC: bonding ibrido SoIC-X per l’impilamento 3D e CoWoS per l’assemblaggio chip‑on‑wafer‑on‑substrate con interposer . Il risultato è un motore di fotonica su silicio impilato in 3D – il primo al mondo nel suo genere – che si trova direttamente accanto all’ASIC dello switch Spectrum-X all’interno di un unico package .

TSMC ha avviato la produzione in volumi della piattaforma COUPE nell’aprile 2026, segnando la prima volta che una fonderia leader produce fotonica su silicio su scala per applicazioni nei datacenter AI .

Come funziona l’ottica co‑impacchettata — e perché è importante

Gli switch di rete tradizionali usano ricetrasmettitori ottici pluggable inseriti nel pannello frontale. I dati devono viaggiare come segnali elettrici dall’ASIC di commutazione, attraverso un circuito stampato, fino a un ricetrasmettitore separato dove avviene infine la conversione in luce. Questo percorso introduce una perdita di segnale significativa – spesso intorno a 22 dB – e richiede circuiteria di equalizzazione che consuma molta potenza, generando calore notevole .

L’ottica co‑impacchettata elimina questo problema. Posizionando il motore ottico nello stesso package dell’ASIC di commutazione, il percorso elettrico si accorcia fino al livello del substrato. La luce entra direttamente nel package attraverso la fibra e viene convertita con un transito elettrico minimo. Il beneficio è netto:

• La perdita di segnale scende da circa 22 dB a circa 4 dB .
• Il consumo di potenza scende fino a 9 watt per porta da 1,6 Tb/s, rispetto a circa 30 watt delle tradizionali ottiche pluggable .

Non si tratta di un miglioramento marginale. L’approccio di Nvidia e TSMC offre una riduzione di potenza per porta da 3,5x a 5x rispetto ai metodi di interconnessione tradizionali . Alla scala enorme di una moderna fabbrica AI con centinaia di migliaia di GPU, questi risparmi si traducono in megawatt di potenza recuperata e in un’infrastruttura di rete molto più resiliente e termicamente stabile.

Spectrum-X Photonics: prestazioni e scalabilità

La nuova linea Spectrum‑X Photonics spinge il limite prestazionale. La variante SN6800 offre fino a 409,6 Tb/s di larghezza di banda aggregata in un singolo switch, ottenuta con 512 porte da 800 Gb/s (o configurazioni più dense che arrivano fino a 2.048 porte a 200 Gb/s) . Una versione più compatta, SN6810, fornisce 102,4 Tb/s tramite 128 porte da 800 Gb/s .

Questi switch sono raffreddati a liquido e progettati per le infrastrutture AI basate su Ethernet che hyperscaler e grandi aziende stanno assemblando per addestrare ed eseguire modelli di AI generativa. Nvidia posiziona Spectrum‑X Photonics come l’infrastruttura essenziale per connettere cluster di oltre un milione di GPU all’interno di enormi “fabbriche AI” ospitate in singoli edifici .

Spedizioni e disponibilità

La tecnologia è passata dall’annuncio alla spedizione. Nvidia ha formalmente iniziato a consegnare lo switch Spectrum‑X CPO a partner selezionati all’inizio di giugno 2026, come confermato da Gilad Shainer, Senior Vice President of Networking, in occasione del GTC Taiwan . Il precedente switch fotonico Quantum‑X InfiniBand, che utilizza la stessa tecnologia CPO sottostante, aveva già iniziato a essere spedito all’inizio del 2026 .

La disponibilità su larga scala degli switch Ethernet Spectrum‑X Photonics presso i principali fornitori di infrastruttura e apparati è prevista per la seconda metà del 2026, segnando il rollout commerciale di massa di questa tecnologia di fotonica su silicio .

La collaborazione tra il design di Nvidia e la manifattura di TSMC ha portato la fotonica su silicio dalla ricerca a un prodotto in spedizione, offrendo un percorso concreto per scalare l’AI senza scontrarsi contro il muro della potenza.