TSMCs 50x silisiumfotonikk-satsing: Slik vil COUPE forandre AI-datasentre innen 2028

TSMC satser stort på lys. Halvledergiganten trapper opp produksjonen av silisiumfotonikk i et tempo som sjelden er sett i chipindustrien, med mål om en 50-dobling av produksjonen av fotonske integrerte kretser (PIC) innen 2028. Grepet er et direkte svar på det eksploderende båndbreddebehovet i AI-datasentre, der kobberforbindelser når sine fysiske grenser.

Redskapet for denne overgangen er COUPE (Compact Universal Photonic Engine), TSMCs silisiumfotonikkplattform. Første generasjon COUPE leverer 1,6 Tbps per optisk motor ved hjelp av åtte 200G PAM4-kanaler per side, og plattformen gikk i masseproduksjon i 2026 med volumsendinger som økte utover året . En andre generasjon som tar sikte på 6,4 Tbps forventes i 2027, og en tredje med mål om 12,8 Tbps er på veikartet .

Kapasitetsmålene: 500 til 25.000 wafere per måned

Utvidelsesplanen er tydelig lagdelt. Ifølge ferske rapporter fra Commercial Times og TrendForce vil TSMCs PIC-kapasitet øke fra omtrent 500 wafere per måned i dag til 10.000 wafere per måned innen andre kvartal 2026. Innen fjerde kvartal 2026 stiger tallet til 15.000, og målet for 2028 er minst 25.000 wafere per måned .

Med anslagsvis 648 brikker per wafer vil 2028-takten gi omtrent 194 millioner PIC-brikker årlig ved full produksjon . Til sammenligning: dagens kapasitet på ~500 wafere per måned gir omtrent 4 millioner brikker per år .

Viktigste kunder: NVIDIA og Broadcom i tet

NVIDIA og Broadcom er identifisert som de tidligste hovedkundene for COUPE-produksjon, og rapporter indikerer at bestillinger allerede er lagt inn . Gitt den begrensede PIC-produksjonskapasiteten under den første opptrappingen i 2026–2027, forventes disse to selskapene å være de primære mottakerne av den første produksjonen .

NVIDIA har handled raskt for å sikre sin optiske forsyningskjede. I mars 2026 investerte selskapet 4 milliarder dollar (2 milliarder dollar hver) i Lumentum og Coherent, og sikret dermed flerårige forpliktelser om innkjøp av høytytende laserbrikker og avanserte optiske materialer . NVIDIA planlegger å ta i bruk COUPE-baserte svitsjer, inkludert Spectrum-X Ethernet-fotonikksvitsjer i andre halvdel av 2026, ved hjelp av TSMCs SoIC-teknologi .

Teknologien: COUPE + SoIC-X

COUPE er i bunn og grunn en emballasjeinnovasjon. Den bruker TSMCs avanserte SoIC-X-teknologi (System on Integrated Chips) til å stable en elektronisk integrert krets (EIC) direkte oppå en fotonisk integrert krets (PIC) ved hjelp av hybrid kobber-til-kobber-binding . EIC-en produseres med en 65nm-klasse prosessnode, mens PIC-en håndterer den optiske signaleringen .

Denne heterogene integrasjonen er nøkkelen. Ved å binde de elektroniske og fotoniske brikkene sammen med en avstand på under ti mikrometer, hevder TSMC at COUPE leverer 5–10 ganger bedre energieffektivitet, 10–20 ganger lavere latens og et mer kompakt fotavtrykk sammenlignet med tradisjonelle pluggbare optiske moduler .

Tilnærmingen har tiltrukket seg et bredere økosystem. TSMC har inngått partnerskap med EDA-verktøyleverandørene Ansys, Synopsys og Cadence for å støtte fotonisk design, og Himax er bekreftet som eksklusiv leverandør av mikrolinsearrayer for de to første COUPE-generasjonene .

CPO-markedet når et vendepunkt i 2026

2026 beskrives bredt som året da sampakkede optikkløsninger (CPO) går fra pilotutrulling til fullskala kommersiell produksjon . Flere markedsundersøkelser peker mot denne tidslinjen: CPO-markedet er estimert til 2,2–4,2 milliarder dollar i 2026, med en forventet årlig vekstrate på 25–35 % frem til 2031 . IDTechEx anslår at markedet vil overstige 20 milliarder dollar innen 2036, med en årlig vekst på 37 % .

AI-datasentre er den primære driveren for etterspørselen. NVIDIAs Spectrum-6 Ethernet-svitsj, avduket på CES 2026, leverer en samlet båndbredde på 409,6 Tbps ved hjelp av integrerte silisiumfotonikkmotorer og reduserer strømforbruket til tilkoblinger med 5 ganger sammenlignet med forrige generasjon . Broadcom og Marvell utvikler også CPO-plattformer som sikter mot 1,6T og mer .

Historien om energieffektivitet er overbevisende. Tradisjonelle kobber- og pluggbare systemer brukte 12–15 picojoule per bit tidlig i 2025, mens nye CPO-systemer fra Broadcom og NVIDIA opererer med 5 pJ/bit eller lavere, med et veikart mot under 1 pJ/bit .

Utfordringer med utbytte og emballasjebegrensninger

Utvidelsesplanen innebærer betydelig risiko. Rapporter viser til en hypotetisk SoIC-stablingsutbytte på omtrent 50 % for tidlig produksjon, som i praksis ville halvere antallet ferdige optiske motorer i forhold til råe PIC-brikker . Når man også tar med tap i den etterfølgende monteringsprosessen, kan de faktiske forsendelsene av optiske motorer bli betydelig lavere – anslagsvis 39 millioner enheter ved dagens kapasitet, stigende til 486 millioner ved 2028-målet, sammenlignet med 194 millioner råe brikker .

Avansert emballasjekapasitet er i seg selv en flaskehals. TSMCs CoWoS-kapasitet (Chip-on-Wafer-on-Substrate) har vært utsolgt gjennom hele 2026, og administrerende direktør C.C. Wei har offentlig erkjent at CoWoS fortsatt er ekstremt stramt . TSMC anslår at CoWoS-kapasiteten vil vokse med mer enn 80 % årlig fra 2022 til 2027, men silisiumfotonikk konkurrerer nå om den samme avanserte emballasjekomplekset – CoWoS og SoIC – som GPU- og HBM-integrasjon allerede belaster . Bransjeanalytikere beskriver TSMCs silisiumfotonikk-kapasitet som den neste sannsynlige flaskehalsen i AI-forsyningskjeden, etter CoWoS .

Oppsummering: TSMCs PIC-kapasitetsplan

Målestokk	Nåværende (2024–2025)	Q2 2026	Q4 2026	2028-mål
PIC-waferkapasitet (månedlig)	~500	10.000	15.000	≥25.000

Bunnlinjen

TSMC gjennomfører en historisk aggressiv kapasitetsutvidelse innen silisiumfotonikk, forankret i COUPE/SoIC-X-plattformen og drevet av etterspørselen fra AI-datasentre. Opptrappingen fra 500 til 25.000 wafere per måned på under tre år representerer en 50-dobling, med ringvirkninger for hele AI-maskinvareforsyningskjeden. Imidlertid er modenheten i produksjonsutbyttet – spesielt SoIC-stablingsutbytte i ~50 %-området – og den bredere flaskehalsen innen avansert emballasje de største risikoene på kort sikt .

Hvis satsingen lykkes, vil TSMCs satsing på lys sementere selskapets rolle som den sentrale fabrikken for AI-tidens sammenkoblingsteknologi, og utvide dominansen utover logikk og avansert emballasje til det optiske domenet.