Apa itu narasi cahaya masuk tembaga keluar: Apakah Intel EMIB mengungguli TSMC dalam teknologi interkoneksi optik AI?

Perhitungan AI memicu tren cahaya yang mundur dari tembaga, analis menunjukkan bahwa kemasan EMIB Intel memiliki keunggulan dalam tingkat keberhasilan dan pendinginan dalam kemasan optik bersama (CPO) dibandingkan CoWoS TSMC.

Seiring dengan pertumbuhan pesat kebutuhan perhitungan AI, hambatan transmisi pusat data kini tidak hanya berasal dari chip itu sendiri, tetapi juga dari arsitektur kemasan dan interkoneksi. Kemasan optik bersama (CPO) dipandang sebagai titik revolusi infrastruktur kunci berikutnya, namun siapa yang dapat terlebih dahulu menyelesaikan tiga tantangan utama: tingkat keberhasilan, pendinginan, dan penyelarasan serat optik, menjadi kunci kemenangan dalam kompetisi ini. Baru-baru ini, analis semikonduktor Bubble Boi menyebutkan bahwa teknologi kemasan EMIB Intel memiliki keunggulan, secara langsung menyatakan bahwa CoWoS TSMC menghadapi hambatan dalam integrasi CPO, memicu diskusi hangat di komunitas.

（Ketika tumpukan memori mencapai batas: Bagaimana "interkoneksi optik" mengubah GPU–HBM menjadi favorit baru?）

Mengapa "kabel tembaga" tidak mampu menopang transmisi data era AI?

Dalam arsitektur pusat data AI saat ini, skala klaster GPU terus membesar, antar GPU, serta antara GPU dan memori bandwidth tinggi (HBM), dan rak server semuanya bergantung pada transmisi data berkecepatan tinggi dan latensi rendah. Namun, kabel tembaga dan transmisi sinyal listrik tradisional sedang didorong ke batas fisik oleh volume data besar dan kebutuhan energi.

Menurut laporan riset Goldman Sachs, perkiraan ukuran pasar komunikasi optik akan meningkat dari sekitar 15 miliar dolar AS pada 2026 menjadi 154 miliar dolar AS pada 2028, dengan pertumbuhan sepuluh kali lipat. Gelombang "cahaya masuk tembaga keluar" ini didukung oleh solusi inti yaitu kemasan optik bersama (CPO, Co-Packaged Optics): mengintegrasikan mesin optik langsung ke dalam kemasan chip, menggantikan sinyal listrik dengan sinyal optik, secara signifikan mempersingkat jalur transmisi dan mengurangi konsumsi daya.

（Goldman Sachs menyebut komunikasi optik sebagai pasar infrastruktur AI bernilai ratusan miliar dolar, TSMC, Unimicron, dan Winbond mendapat manfaat）

Dari segi konsumsi energi, perbedaan ini sangat mencolok. Modul optik front panel tradisional (FPP) mengonsumsi sekitar 20 pJ/bit; sementara arsitektur CPO secara teori dapat menurunkan angka ini menjadi di bawah 5 pJ/bit, menghemat lebih dari 70%.

Tantangan utama CPO: Pendinginan dan tingkat keberhasilan

Bubble Boi berpendapat, agar teknologi CPO dapat diproduksi secara massal, tantangan terbesar bukanlah masalah fisika dasar seperti transmisi cahaya dalam waveguide, melainkan pengelolaan pendinginan dan tingkat keberhasilan manufaktur pada tingkat kemasan.

Saat ini, solusi kemasan utama di industri adalah teknologi CoWoS (Chip on Wafer on Substrate) dari TSMC, yang mengintegrasikan semua chip ke dalam satu lapisan silikon perantara besar. Arsitektur ini menghadapi batasan fundamental dalam skalabilitas: setiap lapisan silikon perantara dibatasi oleh ukuran reticle (reticle limit). Meskipun TSMC secara bertahap meluncurkan varian CoWoS-S, CoWoS-R, CoWoS-L untuk mengatasi hal ini, setiap penambahan chip atau tumpukan HBM meningkatkan peluang cacat secara proporsional. Jika salah satu chip mengalami masalah, kemasan senilai puluhan ribu dolar harus dibuang, dan tingkat keberhasilan akan cepat menurun setelah area setara sekitar 5,5 reticle.

Lebih rumit lagi, mesin fotonik sangat sensitif terhadap suhu, dan GPU berkinerja tinggi atau ASIC switch memiliki panas yang sangat besar saat beroperasi. Bagaimana mengintegrasikan mesin fotonik ke dalam satu kemasan tanpa menurunkan tingkat keberhasilan dan mengendalikan pendinginan adalah tantangan utama dalam produksi massal CPO saat ini.

Keunggulan EMIB Intel: Solusi lokal untuk bagian yang sulit

Bubble Boi berpendapat, berbeda dari solusi CoWoS dari TSMC yang menggunakan lapisan perantara besar terintegrasi secara keseluruhan, EMIB (Embedded Multi-die Interconnect Bridge) dari Intel mengambil pendekatan desain yang sama sekali berbeda.

EMIB menggunakan sebuah jembatan silikon kecil yang menggantikan seluruh lapisan perantara besar, dan hanya melakukan penghubungan yang sangat padat di area lokal yang membutuhkan koneksi tinggi. Pendekatan ini memusatkan bagian yang menghasilkan panas tinggi dan kompleksitas tinggi, sementara area lainnya tetap berisiko lebih rendah. Strategi "lokalisasi masalah paling sulit" ini menunjukkan keunggulan nyata dalam tingkat keberhasilan manufaktur: industri memperkirakan tingkat keberhasilan kemasan EMIB bisa mencapai lebih dari 95%, dan mendukung skala kemasan setara sekitar 12 ukuran reticle, jauh lebih baik daripada performa CoWoS dalam ukuran yang sama.

Dalam hal akumulasi teknologi fotonik silikon, Intel telah mengembangkan bidang ini selama lebih dari 25 tahun, dan pada 2024 menampilkan chip I/O optik (Optical I/O Chiplet) yang dilengkapi EMIB, mampu mencapai kecepatan transmisi dua arah 2 Tbps, dengan konsumsi daya sekitar 5 pJ/bit, serta telah menyelesaikan pengujian penyambungan serat optik dan keandalan sesuai standar JEDEC.

Di antara proses, penyelarasan serat optik dan pengujian keandalan adalah bagian yang masih dieksplorasi oleh banyak pesaing CPO, dan merupakan hambatan teknologi paling krusial antara demo dan produksi massal.

Apakah kemampuan iterasi TSMC dan solusi COUPE dapat merebut pasar terlebih dahulu?

Perlu dicatat bahwa Bubble Boi sendiri adalah tokoh utama di Intel, sehingga menyatakan bahwa "pasar CPO didominasi Intel" adalah terlalu menyederhanakan dan meremehkan sumber daya serta kemampuan iterasi ekosistem TSMC.

Platform teknologi COUPE dari TSMC, yang menggunakan teknologi tumpukan chip SoIC-X untuk menumpuk chip elektronik langsung di atas chip fotonik, direncanakan akan diintegrasikan ke dalam kemasan CoWoS canggih pada 2026, membentuk arsitektur CPO lengkap. Ini berarti komunikasi optik berpotensi menjadi media transmisi antar server yang langsung masuk ke tingkat kemasan chip itu sendiri. Selain itu, TSMC juga sedang meneliti teknologi generasi berikutnya seperti substrate kaca (CoPoS) dan pengikatan hibrida (Hybrid Bonding) untuk mengatasi batas fisik lapisan perantara silikon.

Tomahawk 5 Bailly dari Broadcom, yang merupakan switch CPO, sudah mulai dikirim ke pelanggan awal dan mendukung kecepatan 51,2 Tbps, dengan rencana produksi massal yang lebih besar pada 2026. Semua ini menunjukkan bahwa komersialisasi CPO bukan hanya soal teknologi, tetapi juga soal kemampuan eksekusi dalam produksi massal.

NPO sebagai solusi transisi terbaik saat ini, dan adopsi CPO diperkirakan akan meluas setelah 2028

Untuk memahami pola kompetisi CPO, kita juga harus membedakan konsep kunci lain: Near-Package Optics (NPO).

Sumber gambar: Peta jalan evolusi teknologi kemasan optik Alphawave SEMI: dari modul optik plug-in (Pluggable Optics), optik di papan / dekat kemasan (OBO / NPO), integrasi optik bersama 2.5D (2.5D CPO), kemasan 3D (3D CPO), hingga integrasi sumber laser lengkap (Integrated Laser).

Perbedaan utama antara NPO dan CPO terletak pada tingkat integrasi: CPO adalah mesin optik yang langsung dikemas di dalam chip; NPO adalah menempatkan mesin optik di samping kemasan sangat dekat, melalui jembatan koneksi listrik pendek, mengorbankan sedikit performa demi isolasi panas dan tingkat keberhasilan manufaktur yang lebih tinggi. Perusahaan besar seperti Google saat ini menggunakan solusi NPO, dan menggabungkan teknologi EMIB dari Intel serta CoWoS dari TSMC.

Dari kondisi pasar saat ini, ketiga solusi pusat data—Pluggable Optics, NPO, dan CPO—berdampingan. Industri memperkirakan bahwa CPO akan secara besar-besaran menggantikan solusi plug-in tradisional paling cepat pada 2028 hingga 2030, sementara NPO masih dipandang sebagai solusi transisi utama.

Apa saja saham terkait komunikasi optik? Peluang posisi rantai pasok Taiwan

Gelombang interkoneksi optik ini membawa peluang berlapis bagi rantai pasok semikonduktor Taiwan. Platform COUPE dari TSMC adalah teknologi inti yang paling diperhatikan; Unimicron (3363) telah dimasukkan ke dalam ekosistem silikon fotonik TSMC untuk array serat optik (FAU), dengan spesifikasi yang telah berkembang ke 1,6T dan bahkan 3,2T; dan Winbond (6830) fokus pada pasar deteksi kerugian optik dan pengujian CPO, serta layanan, peralatan, dan lisensi.

Selain itu, perusahaan seperti ZDT (2345) yang mendalami peralatan jaringan dan aktif masuk ke CPO, serta InnoLight (6451) yang fokus pada modul transmisi dan penerimaan optik, dan Unisoc (3081) yang lama berkecimpung di komponen komunikasi optik, juga dianggap berpotensi mendapatkan manfaat. Pemimpin kemasan canggih seperti ASE (3711), berkat pengalaman panjang dalam kerjasama CoWoS, juga berpotensi merebut pangsa pasar.

Meskipun EMIB Intel memiliki keunggulan nyata dan terukur dalam integrasi teknologi CPO, terutama dalam tingkat keberhasilan, isolasi pendinginan, dan pengujian keandalan serat optik, hasil akhir kompetisi ini mungkin tidak bersifat zero-sum: Intel memegang posisi penting dalam solusi integrasi CPO kelas atas, sementara ekosistem TSMC berpotensi mempertahankan pangsa pasar utama melalui skala dan hubungan pelanggan.

Tren cahaya masuk tembaga keluar ini tidak lagi diragukan, namun siapa yang mampu terlebih dahulu menembus batas dalam pendinginan, tingkat keberhasilan, dan eksekusi produksi massal akan menjadi variabel utama yang menentukan arah revolusi teknologi ini.

• Artikel ini disadur dengan izin dari: 《Chain News》
• Judul asli: 《Mengurai Narasi "Cahaya Masuk Tembaga Keluar": Apakah EMIB Intel Lebih Cepat dari TSMC dalam Teknologi Interkoneksi Optik AI?》
• Penulis asli: Crumax