Аннотация:
Следующая конкуренция за вычислительную мощность ИИ распространится от графических процессоров до кремниевых фотонных чипов. Компания Tower Semiconductor, производящая полупроводниковые пластины, активно расширяет свои мощности по производству кремниевой фотоники в Японии. Генеральный директор Tower Рассел Элвангер недавно заявил, что центры обработки данных искусственного интеллекта стимулируют быстрый рост спроса на кремниевые фотонные чипы, и компании необходимо как можно скорее расширить производственные мощности. Япония станет одной из важнейших в мире баз по производству полупроводников оптической связи Tower.
Согласно ранее объявленному плану Tower, компания инвестирует более 600 миллиардов иен, или примерно 4 миллиарда долларов США, в Японию, сосредоточившись на расширении своих возможностей в области 300-миллиметровой кремниевой фотоники, кремниево-германиевого оборудования и передовых оптических корпусов. Среди них правительство Японии планирует предоставить поддержку примерно в размере до 160 миллиардов иен и примерно 1 миллиарда долларов США.
Для Tower это не только обычный этап расширения мощностей, но и долгосрочная ставка в эпоху центров обработки данных искусственного интеллекта, оптических модулей 800G/1,6T, NPO и CPO.
Почему Tower необходимо расширять производство именно сейчас?
Существует только одна основная причина: между серверами ИИ необходимо передавать все больше и больше данных.
Когда кластер искусственного интеллекта расширяется с тысяч графических процессоров до десятков тысяч или даже сотен тысяч графических процессоров, масштаб вычислительной мощности действительно ограничивается не только самим графическим процессором, но и тем, как обмениваться данными на высокой скорости между графическими процессорами. Традиционные медные межсоединения сталкиваются с растущим давлением с точки зрения расстояния, пропускной способности, целостности сигнала и энергопотребления, поэтому оптические межсоединения начинают приближаться к серверам и чипам.
Ценность технологии кремниевой фотоники заключается в использовании зрелых кремниевых процессов для производства фотонных устройств, таких как модуляторы, фотодетекторы и волноводы, а также в совместной работе с электронными чипами, позволяющей передавать более высокоскоростные данные через оптические сигналы.
Вот почему после 800G оптические модули 1,6T, кремниевая фотоника, NPO и CPO становятся основными ключевыми словами в отраслевой цепочке центров обработки данных искусственного интеллекта.
Генеральный директор Tower Элвангер заявил, что текущий рыночный спрос на кремниевые фотонные чипы очень высок, и компания должна как можно скорее увеличить производственные мощности.
△Генеральный директор Tower Semiconductor Рассел Элвангер
Информация, раскрытая Tower, показывает, что ее бизнес по производству кремниевой фотоники вступил в стадию быстрого роста. Компания не только фиксирует будущие заказы, но и начинает заранее планировать производственные мощности на 2027 и даже 2028 год.
Другими словами, Tower сейчас борется не за сегодняшние заказы на оптические модули, а за доступ производства к инфраструктуре оптических соединений искусственного интеллекта в ближайшие несколько лет.
<р>2. Почему Tower делает ставку на кремниевый свет?Tower отличается от TSMC, Samsung и Intel. В качестве основного поля битвы компания не фокусируется на самых передовых логических процессах процессоров и графических процессоров, а в долгосрочной перспективе уделяет особое внимание производству специальных процессов изготовления пластин.
Технологический ландшафт Tower охватывает кремниевую фотонику, кремний-германий-SiGe, радиочастотную радиочастоту, управление питанием, датчики изображения и другие области. В эпоху искусственного интеллекта это, похоже, не идет по маршруту «2 нм, 1,4 нм», но открывает новые возможности для роста.
Помимо графических процессоров, серверам искусственного интеллекта также требуется большое количество высокоскоростных сетевых чипов, оптических модулей, оптоэлектронных чипов и высокоскоростных аналоговых устройств.
Особенно в области кремниевой фотоники, Tower сформировала глубокие технологические накопления.
Tower PH18DA и другие платформы предназначены для приложений высокоскоростной оптической связи и могут включать в себя лазеры, оптические усилители, модуляторы, фотодетекторы и другие устройства, обеспечивая производственную основу для высокоскоростных оптических соединений 800G, 1,6T и следующего поколения.
Это делает Tower совершенно особой ролью в цепочке индустрии оптических коммуникаций искусственного интеллекта: она не производит графические процессоры, но может производить ключевые кремниевые фотонные чипы, необходимые для соединения большого количества графических процессоров.
<р>3. Ставка на Японию составляет 4 миллиарда долларов СШАМасштаб плана расширения производства Tower в Японии превышает 600 миллиардов иен, что составляет примерно 4 миллиарда долларов США, и в основном реализуется по двум направлениям.
Первый путь — использовать Tower для быстрого расширения мощностей по производству кремниевой фотоники на существующих заводах по производству пластин в Японии.
Tower планирует преобразовать свой завод Arai в городе Миоко, префектура Ниигата, и использовать соответствующие производственные ресурсы для производства 300-мм кремниевой фотоники и передовой оптики; в то же время компания продолжит увеличивать мощности по производству 300-миллиметровых пластин на заводе Uozu Fab 7 в префектуре Тояма.
В настоящее время Fab 7 имеет производственную базу, связанную с кремний-германием и кремниевой фотоникой. Таким образом, Tower может завершить внедрение оборудования, проверку процесса и нарастить массовое производство быстрее, чем строить новую фабрику по производству пластин с нуля.
Tower прогнозирует, что эти новые мощности будут готовы к массовому производству в четвертом квартале 2027 года.
Второй путь более радикальный.
Tower планирует продолжить строительство новых 300-миллиметровых производственных мощностей рядом с Fab 7 для дальнейшего расширения мощностей по производству кремниевой фотоники и кремний-германия. Ожидается, что новые производственные мощности внесут существенный вклад в выручку компании примерно начиная с 2029 года.
Согласно плану Tower, после завершения соответствующих проектов ее эквивалентная мощность по производству 300-миллиметровых пластин в Японии должна достичь примерно 45 000 пластин в месяц.
Это означает, что Япония станет одной из важнейших производственных баз для следующего этапа расширения компании Tower в области кремниевой фотоники. (Как показано на картинке - 2028 год)
За крупномасштабными инвестициями Tower в Японии стоит стратегия японского правительства, направленная на восстановление цепочки поставок полупроводников.
Министерство экономики, торговли и промышленности Японии планирует предоставить поддержку в размере примерно 160 миллиардов иен, или примерно 1 миллиарда долларов США, проекту Tower, уделяя особое внимание поддержке мощностей по производству коммуникационных полупроводников следующего поколения, таких как кремниевая фотоника и кремний-германий.
В последние годы правительство Японии поддержало завод TSMC в Кумамото, проект усовершенствованной логики Rapidus, а также ряд проектов в области полупроводниковых материалов, оборудования и упаковки. Возможности производства кремниевой фотоники, представленные Tower, дополнили высокоскоростное оптическое соединение искусственного интеллекта.
Согласно соответствующим договоренностям, Tower должна взять на себя долгосрочные обязательства по производству и поставкам. В случае дефицита полупроводников японский рынок также получит соответствующие гарантии поставок.
Поэтому эта субсидия заключается не просто в «приглашении Tower построить завод в Японии».
На самом деле Япония надеется получить ключевой производственный узел, который сможет обслуживать будущие центры обработки данных искусственного интеллекта, оптические коммуникации и оптоэлектронную интеграцию.
<р>5. У планировки Tower Japan есть еще одно преимущество: люди, оставленные PanasonicTower выбрал Японию по еще одной причине, которую часто упускают из виду — таланту.
Tower пришла в Японию еще в 2014 году, основав TPSCo вместе с Panasonic и приняв на себя управление ресурсами производства полупроводников Panasonic в регионе Хокурику.
Хотя позже Panasonic постепенно вышла из части своего бизнеса по производству полупроводников, большое количество инженеров, мастеров и промышленных предприятий с опытом производства пластин сохранилось.
Для производства полупроводников это очень важно.
Фабрика не может производить, просто покупая оборудование. Интеграция процессов, обслуживание оборудования, повышение производительности, контроль дефектов и опыт массового производства требуют долгосрочного накопления.
Поэтому Tower может напрямую использовать существующие заводы, инфраструктуру, инженерные команды и системы цепочки поставок для расширения производства в Японии, а не строить новую производственную базу с нуля.
Это также важная причина, по которой Tower продолжает уделять большое внимание Японии.
<р>6. Настоящая следующая битва: CPOОднако конкуренция, с которой сталкивается Башня, также обостряется.
Раньше кремниевые фотонные чипы в основном использовались во сменных оптических модулях, но по мере того, как пропускная способность переключающих чипов искусственного интеллекта продолжает увеличиваться, оптические устройства все ближе и ближе приближаются к переключающим ASIC и вычислительным чипам.
Таким образом, отрасль начала переходить от традиционных сменных оптических модулей к NPO, а затем и дальше к CPO.
CPO, Co-Packaged Optics, совместно упакованная оптика.
Основная идея состоит в том, чтобы переместить оптический механизм ближе к коммутационному чипу и снизить энергопотребление и потери сигнала за счет сокращения расстояния передачи высокоскоростных электрических сигналов.
Это означает, что в будущем соревнование в области кремниевой фотоники будет заключаться не только в том, «кто сможет производить кремниевые фотонные чипы», но также в том, кто сможет интегрировать кремниевую фотонику, передовую упаковку, коммутационные ASIC, чиплеты и высокоскоростные межсоединения в систему.
Все компании по производству вафель, такие как TSMC, Tower и GlobalFoundries, планируют работать в этом направлении.
Для Tower одной из важных задач расширения производства в Японии является заблаговременная подготовка производственных мощностей к следующему этапу конкурса CPO.
<р>7. Tower может создать синергию с японской NTTВ Японии также есть важная карта кремниевой фотоники — NTT.
NTT Group — смесь China Telecom + China Mobile + China Information Technology + крупных поставщиков ИТ-услуг (аналогично цифровому Китаю/правительству и предприятиям Huawei).
Если рассматривать только базу фиксированной сети + оптоволокно, она ближе всего к
China Telecom
; Ее мобильная дочерняя компания NTT DOCOMO≈China Mobile
; NTT DATA — ведущий ИТ-интегратор.NTT уже давно продвигает план IOWN (инновационная оптическая и беспроводная сеть), надеясь использовать технологию фотоэлектрической интеграции для снижения энергопотребления в центрах обработки данных и сетях связи.
Одним из важных направлений является продолжение проникновения «света» в вычислительную систему.
От оптических соединений между центрами обработки данных до серверов, оптических соединений на уровне плат и даже рядом с микросхемами — оптоэлектронная интеграция становится важным техническим направлением для японской индустрии связи нового поколения.
Такие компании, как NTT Innovative Devices, Shin Kong Electric, Broadcom и Accton, уже сотрудничают в области оптических двигателей, подложек, коммутационных ASIC и системной интеграции.
Tower, оказывается, может обеспечить одно из ключевых звеньев: кремниевую фотонику и производство кремниево-германиевых пластин.
Если обе стороны будут и дальше углублять сотрудничество в будущем, Япония может постепенно сформировать:
Производство кремниевых фотонных пластин → Оптический двигатель → Усовершенствованная подложка → CPO/NPO → Коммутатор → Центр обработки данных AI
Такая более полная производственная цепочка.
Эльвангер сообщил, что есть вероятность, когда речь идет о потенциальном сотрудничестве с NTT, но конкретные детали сотрудничества пока не озвучены.
<р>8. Япония борется за «эру оптических чипов»Япония когда-то сильно отставала от TSMC и Samsung в области производства передовой логики, но эпоха искусственного интеллекта дала Японии возможность реорганизовать полупроводниковую промышленность.
Это окно не обязательно составляет всего 2 нм.
Кремниевая фотоника, кремний-германий, усовершенствованная упаковка, оптоэлектронная интеграция, CPO и высокоскоростные оптические модули также, вероятно, станут важными направлениями роста полупроводниковой промышленности в следующем десятилетии.
Tower инвестировала 4 миллиарда долларов США в расширение производства в Японии, поэтому это стоит понимать в более широком промышленном контексте.
С одной стороны, Tower нужны большие мощности по производству кремниевой фотоники для удовлетворения потребностей центров обработки данных искусственного интеллекта; с другой стороны, Япония надеется восстановить ключевые мощности по производству полупроводников. Tower нужны японские инженеры, производственная база и политическая поддержка, а Японии нужны технологии кремниевой фотоники Tower и глобальные клиенты.
На данном этапе оптического соединения ИИ интересы обеих сторон сходятся.
Поскольку графические процессоры становятся быстрее, а кластеры искусственного интеллекта становятся больше, то, как данные перемещаются между сотнями тысяч чипов, станет новым узким местом.
Одним из наиболее важных вопросов в полупроводниковой промышленности за последние два десятилетия был: кто может производить самые совершенные транзисторы?
В ближайшие десять лет еще один вопрос может стать все более важным:
Кто сможет соединить сотни тысяч микросхем искусственного интеллекта с более быстрым и низким энергопотреблением?
Tower ставит на ответ 4 миллиарда долларов.
Комментарии