Інституційне виїзне дослідження: TSMC виграла нинішню гонку CPO, Samsung робить ставку на наступний раунд

У поточному змаганні в дата-центрах за «ко-пакетну оптику (CPO)» TSMC уже виходить у лідери завдяки прогресу продуктів Broadcom та NVIDIA. Тим часом Samsung, імовірно, робить ставку на наступний етап.

12 липня інституційний PhotonCap опублікував матеріал польового дослідження, зазначивши, що CPO для комутаторів офіційно перейшла від етапу технічної верифікації до етапу розгортання у клієнтів.

Виробничі та передові можливості TSMC у цьому напрямі — а саме в сегменті виробництва та advanced packaging — уже підтверджені першими топовими комерційними проєктами. Але майбутня «битва за ресурси» буде значно складнішою, ніж те, що відбувається нині на рівні CPO для комутаторів.

Коли оптичний I/O (оптичні порти взаємоз’єднання) заглиблюється всередину гетерогенних обчислювальних чипів (XPU) і пакування високошвидкісної пам’яті (HBM), питання в тому, хто зможе домінувати в скоординованому проєктуванні цих трьох компонентів — і саме він переформатуватиме конкурентні виміри всієї індустрії.

Samsung уже виводить «третій чинник» на старт

Samsung Electronics 9 липня в Nano Korea, виступаючи з доповіддю, заявив старший віцепрезидент Won-Kyoung Choi, що компанія розробляє передове пакування 2.xD, плануючи інтегрувати HBM, логічні чипи та кремнієво-фотонні (silicon photonics) чипи в один пакет. Цей напрям саме націлений на оптичний I/O для майбутніх AI-обчислювальних пакувань.

Поточний лідер TSMC у «switch CPO»

На ринку CPO на сьогодні TSMC є беззаперечним лідером.

Дослідження показують, що CPO Ethernet-комутатори на 102,4 Тбіт/с від Broadcom, створені на базі платформи TSMC COUPE (compact universal photonic engine), уже відправлені на тестові зразки для ранніх клієнтів.

Паралельно Quantum-X оптичні комутатори NVIDIA вже почали відвантаження, а Spectrum-X Ethernet-фотонні комутатори також перейшли в стадію виробництва; серед перших користувачів — CoreWeave, Lambda та Oracle.

Спільна риса цієї генерації продуктів полягає в тому, що: оптичний движок розгортається поруч із комутаторним ASIC (спеціалізованою інтегральною схемою). Її ключова виробнича основа — зрілі технології TSMC з кремнієвої фотоніки та можливості SoIC 3D стекування.

У цій архітектурі акцент конкуренції — на стекуванні та бондингу фотонних інтегральних схем (PIC) і електронних інтегральних схем (EIC), а також на їх інтеграції з пакуванням комутатора. На цьому етапі HBM не є необхідним компонентом.

Натомість покрокова (Turnkey) роадмап-схема CPO від Samsung публічно орієнтує ціль на 2029 рік. Якщо оцінювати за обсягами відвантажень і верифікацією клієнтів, характерними для поточного CPO для комутаторів, Samsung ще не сформувала комерційний ритм, синхронний із TSMC.

Енергетичні побоювання підштовхують оптичний движок «ближче» до обчислювальних чипів

Чому оптичний I/O потрібно переносити з традиційного рівня плати (Board-level) всередину пакування, найголовнішим драйвером є енергоспоживання.

Матеріали, представлені Samsung Foundry на підготовку до OECC 2026, розкривають ключову сходинку:

• Коли змінні оптичні модулі розміщені на рівні плати (Board-level), енергоспоживання на один біт становить близько 10pJ;
• Коли оптичний движок розміщується на субстраті (Substrate) поряд із комутатором, енергоспоживання знижується до приблизно 5pJ;
• Якщо оптичний I/O ще далі заглибити до інтерпозера (Interposer) поруч із XPU, енергоспоживання можна істотно зменшити до приблизно 2pJ.

Ключова логіка цієї зміни — «скорочення довжини траси передавання електричного сигналу». Чим ближче оптичний движок до обчислювального чипа, тим коротші електричні ланцюги, і тим менше потрібне регулювання сигналу для компенсації втрат через проводку та конектори на рівні плати.

Отже, advanced packaging стає ключовим етапом для перетворення «переваги з погляду фізичного енергоспоживання» на «перевагу з погляду комерційного продукту». Це не означає, що CPO одразу «вб’є» змінні оптичні модулі — вони тривалий час співіснуватимуть за різних дистанцій передавання та в межах різних бюджетів потужності.

Але прогнози Samsung показують тренд: сегмент змінної оптики з темпом зростання понад 25% на рік, тоді як ринок CPO зростає щонайменше на 150%+ щорічно. Капітал і ресурси R&D шалено перетікають у високозінтегровані оптичні архітектури.

Дві архітектури CPO: Samsung і TSMC змагатимуться «не в одній площині»

Змішування «switch CPO» та «XPU-HBM optical I/O» призводить до суттєвого недооцінювання складності конкуренції на наступному етапі. Насправді це дві абсолютно різні архітектури:

Перша — це нинішня основна/домінантна «switch CPO». Оптичний движок розміщують поруч із комутаторним ASIC, і продукти Broadcom та NVIDIA належать саме до цього типу. Вона вирішує проблеми взаємоз’єднання з високою пропускною здатністю, а також взаємні пов’язані питання енергоспоживання та цілісності сигналу в сценаріях високошвидкісного комутаційного поля. Рівень захисту TSMC спирається на кремнієво-фотонні технології, передові методи бондингу та інтеграцію з пакуванням комутатора.

Друга — це оптичний I/O у пакуванні, орієнтованому на систему «XPU-HBM». Його структура передбачає одночасне розміщення XPU (або GPU), HBM і оптичного движка, що містить PIC та EIC, на інтерпозері. У цьому разі оптичний I/O перестає бути периферійним компонентом комутатора і стає справжньою частиною «обчислювального пакування».

Передове пакування 2.xD, про яке нещодавно говорив топ-менеджер Samsung, саме націлене на цей напрям. У межах рішення планується інтегрувати HBM, логічні чипи та кремнієво-фотонні чипи в один пакет, а також розширити можливості системного пакування через панельно-рівневі шари повторного трасування (RDL) інтерпозера, щоб задовольнити вимоги AI дата-центрів до пропускної здатності на рівні масивного потоку даних.

Логіка конкуренції для інвесторів у двох цих архітектурах абсолютно різна: у першому випадку перевіряється виробнича й пакувальна технологія для одного виробничого ланцюжка; а в другому — потрібна глибока спільна оптимізація обчислень, пам’яті, оптики та пакування вже на етапі «початку проєктування».

Туз Samsung і реальні обмеження багатокристальної (multi-die) вихідності

Найбільша потенційна диференціація Samsung — її «тріада» у бізнес-карті: компанія одночасно має HBM, контрактне виробництво логічних чипів і кремнієво-фотонну платформу.

Хоча TSMC має топові можливості контрактного виробництва логіки, технології кремнієвої фотоніки та пакування CoWoS, вона сама не виробляє HBM.

Натомість Samsung вже може поєднати HBM зі своїми можливостями контрактного виробництва через базові «голі кристали» SF4 і побудувати власну кремнієво-фотонну платформу. Це означає, що Samsung теоретично здатна виконати внутрішньо спільне проєктування інтерфейсу HBM, логічного I/O, оптичного движка та теплового менеджменту, не залежачи від настрою зовнішніх постачальників пам’яті.

Пакування 2.xD стикається з дуже суворими випробуваннями щодо «вихідності багатьох голих кристалів» (multi-die yield). Коли логічний чип, HBM, PIC, EIC та інтерпозер «втискуються» в один пакет, вихід з ладу будь-якого з компонентів призводить до списання всього дорогого пакування.

Збільшення кількості чипів, розширення площі пакування та зростання складності бондингу у багато разів збільшують тиск на вихідність і ризики за вартістю.

Водночас суперник не сидить без діла. TSMC просуває інтеграцію COUPE та пакування CoWoS, отримуючи доступ до HBM через зрілу зовнішню екосистему.

З іншого боку, гігант пам’яті SK Hynix також шалено нарощує можливості advanced packaging: його завод advanced packaging в Індіані (США) за інвестиції 38,7 млрд доларів США має вийти на серійне виробництво в 2028 році, і вже включив CPO до карти технічних досліджень та розробок для систем пам’яті.

Кросс-галузева координація між оптикою, пам’яттю та пакуванням стає спільною точкою концентрації зусиль для всього ланцюга постачання.

Лише замовлення — єдиний критерій для перевірки перемоги/поразки

TSMC виграла перший раунд у switch CPO: її перевага базується на реальних поставках тестових зразків клієнтам, відвантаженнях продукту та прогресі до масового виробництва.

Натомість Samsung робить ставку на наступну битву: намагається використати свою вертикально інтегровану здатність у HBM, логіці та кремнієво-фотоніці, щоб у сфері AI-обчислювальних пакувань здійснити «обгін» за рахунок повороту траєкторії.

Але ринок не повинен прирівнювати «технічну дорожню карту» до «комерційного захисного рівчака».

У найближчі 12 місяців є лише один сигнал, за яким індустрії найбільше варто стежити: чи з’явиться на ринку дизайн-замовлення від іменованого клієнта, яке прямо вимагатиме зв’язати HBM, логічні чипи та оптичний I/O в одному пакуванні та доручити контрактне виробництво Samsung?

Якщо таке замовлення буде реалізоване, «тріада» Samsung перетвориться з паперових активів на справжній комерційний козир.

Якщо ж довго не вдасться виконати обіцянки, тоді гнучкий шлях, який TSMC вибудувала завдяки лідерським процесам і зовнішній екосистемі HBM, залишатиметься найнадійнішим вибором для AI-гігантів.

Попередження про ризики та застереження

        На ринку є ризики, інвестуйте обережно. Ця стаття не є індивідуальною інвестиційною рекомендацією та не враховує особливі інвестиційні цілі, фінансовий стан або потреби окремих користувачів. Користувачі повинні розглянути, чи відповідають будь-які думки, погляди або висновки в цій статті їх конкретним обставинам. За інвестування на цій основі відповідальність несе користувач.