Nvidia och TSMC:s nya AI-switchar med samförpackad optik bryter effektbarriären

Nvidia har tagit ett avgörande steg mot att lösa de flaskhalsar för strömförsörjning och signalintegritet som hotar att begränsa tillväxten för de allra största AI-datacentren. I början av juni 2026 bekräftade företaget att man hade påbörjat leveranser av sin nästa generations Spectrum-X CPO-switch (co-packaged optics) till utvalda partners, utvecklad och tillverkad i samarbete med TSMC . Switcharna är byggda på TSMC:s plattform för kiselbaserad fotonik, Compact Universal Photonic Engine (COUPE), en teknik som samförpackar optiska motorer och switchprocessorer i en enda modul för att dramatiskt förbättra energieffektiviteten och bandbreddstätheten.

Partnerskapet: Nvidias MRM möter TSMC:s COUPE

I hjärtat av detta partnerskap ligger ett djupt tekniskt samarbete. Nvidia konstruerade en motor för kiselbaserad fotonik med Micro Ring Modulator (MRM) , ett genombrott som omdefinierar den möjliga densiteten för optiska sammankopplingar . Utmaningen har alltid varit att masstillverka MRM-enheter med bibehållen exakt processtyrning, hantering av termisk känslighet och säkerställande av konsekvent höghastighetsmodulering. Genom samarbete med TSMC:s avancerade processteknik har Nvidia löst dessa produktionsutmaningar i stor skala .

TSMC tillhandahåller den grundläggande paketeringsplattformen som kallas COUPE (Compact Universal Photonic Engine). Denna plattform integrerar en 65-nanometers elektronisk integrerad krets (EIC) med en fotonisk integrerad krets (PIC) med hjälp av TSMC:s mest avancerade paketeringstekniker: SoIC-X hybridbondning för 3D-stapling och CoWoS för substratmontering av chip-på-wafer-på-substrat . Resultatet är en 3D-staplad motor för kiselbaserad fotonik – den första i sitt slag i världen – som sitter direkt bredvid Spectrum-X-switchprocessorn i ett enda paket .

TSMC påbörjade massproduktion av COUPE-plattformen i april 2026, vilket markerade första gången ett ledande halvledargjuteri tillverkade kiselbaserad fotonik i stor skala för AI-datacenterapplikationer .

Så fungerar samförpackad optik – och varför det är banbrytande

Traditionella nätverksswitchar använder optiska transceivrar som ansluts till frontpanelen. Data måste transporteras som elektriska signaler från switchprocessorn, över ett kretskort, till en separat transceiver där omvandlingen till ljus slutligen sker. Detta avstånd introducerar betydande signalförluster – ofta runt 22 dB – och kräver strömkrävande kretsar för utjämning, vilket genererar avsevärd värme .

Samförpackad optik eliminerar detta problem. Genom att placera den optiska motorn i samma paket som switchprocessorn förkortas den elektriska signalvägen till substratnivå. Ljus kommer in i paketet direkt via fiber och omvandlas med minimal elektrisk förflyttning. Fördelarna är dramatiska:

• Signalförlusten minskar från ~22 dB till ~4 dB .
• Energiförbrukningen sjunker till så lågt som 9 watt per 1,6 Tb/s-port, jämfört med ungefär 30 watt för traditionell pluggbar optik .

Detta är ingen marginell förbättring. Nvidia och TSMC:s tillvägagångssätt levererar en 3,5x till 5x minskning av energiförbrukningen per port jämfört med konventionella sammankopplingsmetoder . I den enorma skala som ett modernt AI-kluster med hundratusentals GPU:er innebär, översätts dessa besparingar till megawatt av återvunnen el och en betydligt mer motståndskraftig och svalare nätverksinfrastruktur.

Spectrum-X Photonics: Prestanda och skalbarhet

Den nya Spectrum-X Photonics-serien tänjer på prestandagränserna. Varianten SN6800 levererar upp till 409,6 Tb/s i sammanlagd bandbredd i en enda switch, vilket uppnås genom 512 portar om 800 Gb/s (eller tätare konfigurationer upp till 2 048 portar vid 200 Gb/s) . En mer kompakt version, SN6810, erbjuder 102,4 Tb/s via 128 portar om 800 Gb/s .

Dessa switchar är vätskekylda och utformade för de Ethernet-baserade AI-infrastrukturer som storskaliga molnleverantörer och storföretag nu bygger för att träna och köra generativa AI-modeller. Nvidia positionerar Spectrum-X Photonics som en nödvändig infrastruktur för att koppla samman kluster med över en miljon GPU:er i massiva, enskilda byggnader – så kallade "AI-fabriker" .

Leveransstatus och tillgänglighet

Tekniken har gått från presentation till faktisk leverans. Nvidia påbörjade formellt leveranserna av Spectrum-X CPO-switchen till utvalda partners i början av juni 2026, vilket bekräftades av Gilad Shainer, Senior Vice President of Networking, vid GTC Taiwan . Den tidigare Quantum-X InfiniBand Photonics-switchen, som använder samma underliggande CPO-teknik, hade redan börjat levereras i början av 2026 .

Bred tillgänglighet för Spectrum-X Photonics Ethernet-switchar från ledande infrastruktur- och systemleverantörer förväntas ske under den andra halvan av 2026, vilket markerar den storskaliga kommersiella lanseringen av denna teknik för kiselbaserad fotonik .

Samarbetet mellan Nvidias design och TSMC:s tillverkning har lyft kiselbaserad fotonik från forskningsstadiet till en produkt som nu levereras, och erbjuder en praktisk väg för att skala AI utan att slå i den så kallade effektväggen.