Репортаж от Wedoany，Компания Dongxing Securities недавно опубликовала отчет «Индустрия оптических межсоединений CPO: ускорение индустриализации, платформа COUPE от TSMC ведет к внедрению кремниевой фотоники». В отчете отмечается, что потребности вычислительных кластеров ИИ в скорости и плотности межсоединений превышают физические ограничения традиционных сменных оптических модулей, и фотоэлектрическая совместная упаковка (CPO) рассматривается отраслью как окончательное решение для высокоплотных межсоединений. В июне 2026 года компания NVIDIA полностью запустила массовое производство кремниевой фотоники на основе Ethernet Spectrum-X, что стало ключевым моментом перехода цепочки создания стоимости кремниевой фотоники от индивидуальных разработок к стандартизированному контрактному производству.
Согласно данным LightCounting за апрель 2026 года, прогноз поставок продуктов CPO на 1,6T был значительно повышен. В период 2023–2026 годов продукты CPO на 1,6T находились на этапе внедрения технологий, поставки были практически нулевыми; начиная с 2027 года начнется этап массового наращивания объемов, и объем рынка может превысить 5 миллиардов долларов США; прогноз на 2029 год повышен с примерно 2 миллионов до примерно 9 миллионов единиц. К 2030 году общий объем рынка может достичь 15 миллиардов долларов США, а к 2031 году прогноз поставок дополнительно увеличен до примерно 13 миллионов единиц.
Платформа COUPE от TSMC использует технологию 3D-укладки с медным гибридным соединением SoIC, размещая электронные интегральные схемы (EIC) на техпроцессе 7 нм и выше на пластине кремниевой фотонной интегральной схемы (PIC) на основе 65 нм SOI, сжимая путь сигнала с миллиметрового до микронного уровня. Измеренные показатели производительности включают: рабочая длина волны пассивных компонентов охватывает диапазон 1290–1330 нм, пиковые потери чистого кремниевого решетчатого ответвителя составляют 1,3 дБ, потери одномодового нитрид-кремниевого волновода — 0,21 дБ/см, вносимые потери нитрид-кремниевого краевого ответвителя — 1,2 дБ; эффективность модуляции микрорезонаторного модулятора — 0,35 В·см, доступны версии с двойной полосой пропускания 63/76 ГГц; чувствительность германиевого фотодетектора — 1,0 А/Вт, темновой ток менее 20 нА, полоса пропускания по уровню -3 дБ достигает 110 ГГц; интервал между каналами двойного микрорезонатора — 1,11 нм, перекрестные помехи лучше 20 дБ. Трехэтапный план технологической итерации: первый этап (2025 г.) — сменный оптический двигатель OSFP на 1,6T с использованием 2D-упаковки flip-chip; второй этап (2026 г.) — оптический двигатель CPO на 6,4T на основе технологии промежуточного слоя CoWoS (на этом этапе начинается массовое производство NVIDIA Spectrum-X); третий этап (долгосрочный) — прямое подключение XPU к оптическому двигателю на 12,8T.
В июне 2026 года на основе платформы COUPE от TSMC началось массовое производство коммутаторов CPO NVIDIA Spectrum-X. Один коммутатор NVIDIA Quantum-X оснащен 4 коммутационными ASIC и 18 оптическими двигателями на 1,6T, общая пропускная способность устройства — 115,2T; Spectrum-X интегрирует 32 оптических двигателя на 3,2T, общая пропускная способность устройства — 102,4T, энергопотребление на один порт — 9 Вт, что на 50% ниже по сравнению с традиционной архитектурой. Коммутатор Broadcom Tomahawk 6 Davisson имеет пропускную способность 102,4T и подходит для крупных облачных центров обработки данных. Разделение труда в цепочке создания стоимости четкое: TSMC отвечает за производство пластин кремниевой фотоники, ASE — за фотоэлектрическую упаковку, Tiantong Communication — за лазерные компоненты, Foxconn — за окончательную сборку систем.
Цепочка создания стоимости кремниевой фотоники сверху вниз делится на четыре уровня: уровень материалов, уровень основных компонентов, уровень контрактного производства и тестирования/упаковки, уровень конечных систем. Уровень материалов включает термоинтерфейсные материалы, подложечные клеи, пленки ABF, стеклянные сердечники подложек и т.д.; уровень основных компонентов включает радиаторы, пассивные оптические компоненты, лазерные источники, волоконные решетки; уровень контрактного производства и тестирования/упаковки охватывает производство пластин кремниевой фотоники, платформы оптической упаковки, тестирование фотоэлектрических чипов, процессы соединения; уровень конечных систем включает оптические двигатели CPO и модули коммутаторов. Что касается отраслевой структуры, помимо TSMC и NVIDIA, Broadcom, Intel, Marvell, Ayar Labs, Samsung также параллельно разрабатывают собственные решения на основе кремниевой фотоники, а контрактные производители, такие как GlobalFoundries и STMicroelectronics, следуют за ними, и глобальная кремниевая фотоника переходит к стандартизированному контрактному производству.
В отчете перечислены четыре основных потенциальных риска: фрагментация технологических маршрутов CPO замедляет масштабное развертывание; колебания капитальных затрат ведущих облачных провайдеров влияют на выполнение заказов CPO; избыток мощностей традиционных оптических модулей 800G/1,6T подавляет прибыльность отрасли; существуют ограничения в цепочке поставок и геополитические ограничения для импорта и экспорта оборудования и материалов для кремниевой фотоники.
