Ставка TSMC на свет: 50-кратное расширение кремниевой фотоники COUPE к 2028 году

При расчете ~648 чипов на пластину, выход на мощность 2028 года будет соответствовать примерно 194 млн чипов PIC в год при полной загрузке . Для контекста: текущая мощность ~500 пластин в месяц позволяет выпускать около 4 млн чипов в год .

Ключевые клиенты: NVIDIA и Broadcom в первых рядах

NVIDIA и Broadcom названы первыми крупными заказчиками серийного производства COUPE, причем сообщается, что заказы уже размещены . Учитывая ограниченные производственные мощности PIC на начальном этапе в 2026–2027 годах, ожидается, что эти две компании станут основными бенефициарами ранних поставок .

NVIDIA активно обеспечивает свою цепочку поставок оптических компонентов. В марте 2026 года компания инвестировала $4 млрд (по $2 млрд в каждую) в Lumentum и Coherent, заключив многолетние контракты на поставку высокопроизводительных лазерных чипов и передовых оптических материалов . NVIDIA планирует развернуть коммутаторы на базе COUPE, включая фотонные коммутаторы Spectrum-X Ethernet, во второй половине 2026 года, используя технологию SoIC от TSMC .

Технология: COUPE + SoIC-X

COUPE — это, по сути, инновация в области упаковки. В ней используется передовая технология TSMC SoIC-X (System on Integrated Chips) для вертикального монтажа электронной интегральной схемы (EIC) непосредственно поверх фотонной интегральной схемы (PIC) с помощью гибридного медно-медного соединения . EIC производится по техпроцессу класса 65 нм, в то время как PIC отвечает за оптическую передачу сигнала .

Эта гетерогенная интеграция является ключевым фактором. Благодаря соединению электронных и фотонных чипов с шагом менее десяти микрометров, TSMC утверждает, что COUPE обеспечивает улучшение энергоэффективности в 5–10 раз, снижение задержки в 10–20 раз и более компактный форм-фактор по сравнению с традиционными подключаемыми оптическими модулями .

Вокруг платформы формируется широкая экосистема. TSMC сотрудничает с производителями EDA-инструментов Ansys, Synopsys и Cadence для поддержки проектирования фотоники, а компания Himax подтверждена в качестве эксклюзивного поставщика микролинзовых матриц для первых двух поколений COUPE .

Рынок CPO достигает переломного момента в 2026 году

2026 год широко описывается как год, когда копакетированная оптика (CPO) переходит от пилотных проектов к полномасштабному коммерческому производству . Множество рыночных исследований сходятся в этом прогнозе: объем рынка CPO оценивается в $2,2–$4,2 млрд в 2026 году, с прогнозируемым среднегодовым темпом роста 25–35% до 2031 года . IDTechEx прогнозирует, что рынок превысит $20 млрд к 2036 году, с CAGR 37% .

ИИ-центры обработки данных являются основным драйвером спроса. Коммутатор NVIDIA Spectrum-6 Ethernet, представленный на CES 2026, обеспечивает совокупную пропускную способность 409,6 Тбит/с с использованием встроенных кремниево-фотонных двигателей и снижает энергопотребление межсоединений в 5 раз по сравнению с предыдущим поколением . Broadcom и Marvell также разрабатывают платформы CPO, ориентированные на скорости 1,6T и выше .

История с энергоэффективностью весьма убедительна. Традиционные медные и подключаемые системы потребляли 12–15 пикоджоулей на бит в начале 2025 года, в то время как новые системы CPO от Broadcom и NVIDIA работают на уровне 5 пДж/бит или ниже, с дорожной картой, нацеленной на показатель менее 1 пДж/бит .

Проблемы с выходом годных и ограничения упаковки

План расширения сопряжен со значительными рисками. В отчетах приводится гипотетический выход годных при монтаже SoIC на уровне примерно 50% для раннего производства, что фактически вдвое сократило бы количество готовых оптических двигателей по сравнению с исходным количеством чипов PIC . С учетом потерь на последующих этапах сборки фактический объем отгрузок оптических двигателей может быть существенно ниже: по оценкам, 39 млн единиц при текущей мощности, возрастающие до 486 млн при целевом показателе 2028 года, по сравнению с 194 млн исходных чипов .

Мощности передовой упаковки сами по себе являются узким местом. Мощности CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) TSMC распроданы до конца 2026 года, и генеральный директор C.C. Wei публично признал, что ситуация с CoWoS остается крайне напряженной . TSMC прогнозирует рост мощностей CoWoS с CAGR более 80% с 2022 по 2027 год, но кремниевая фотоника теперь конкурирует за те же передовые упаковочные комплексы — CoWoS и SoIC, которые и без того перегружены интеграцией GPU и HBM . Отраслевые аналитики описывают мощности TSMC по кремниевой фотонике как следующее вероятное узкое место в цепочке поставок ИИ после CoWoS .

Резюме: дорожная карта мощностей PIC TSMC

Суть

TSMC реализует исторически агрессивное расширение мощностей в области кремниевой фотоники, опираясь на платформу COUPE/SoIC-X и стимулируемое спросом со стороны ИИ-центров обработки данных. Рост с 500 до 25 000 пластин в месяц менее чем за три года представляет собой 50-кратное увеличение со значительными последствиями для всей цепочки поставок ИИ-оборудования. Однако зрелость производственных процессов — особенно выход годных при монтаже SoIC на уровне ~50% — и общее узкое место в передовой упаковке остаются основными краткосрочными рисками .

В случае успеха ставка TSMC на свет закрепит за ней роль центральной фабрики для технологий межсоединений ИИ-эпохи, расширив ее доминирование за пределы логики и передовой упаковки в оптическую область.