টাইওয়ান সেমিকনডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানি (TSMC) ডেটা সেন্টার কো-প্যাকেজড অপটিক্স (CPO) ক্ষেত্রে নেতৃত্ব দিচ্ছে, এবং ব্রডকম এবং নভিডিয়া টাইওয়ান সেমিকনডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানির প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে CPO সুইচগুলি গ্রাহকদের কাছে নমুনা বা বিতরণ করেছে।

লেখক এবং উৎস: ওয়াল স্ট্রিট ভিজন

বর্তমান ডেটা সেন্টারের “কো-প্যাকেজড অপটিক্স (CPO)” প্রতিযোগিতায়, টাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানি (TSMC) ব্রডকম এবং নভিডিয়ার পণ্যের প্রগতির মাধ্যমে এগিয়ে আছে। একইসময়ে, স্যামসাং পরবর্তী পর্যায়ের জন্য তাদের ঝুঁকি নিতে পারে।

জুলাই ১২ তারিখে, প্রতিষ্ঠান PhotonCap একটি স্থানীয় গবেষণা প্রতিবেদন প্রকাশ করে যা বলে যে সুইচের জন্য CPO এখন প্রযুক্তিগত যাচাইকরণ থেকে ক্লায়েন্ট বাস্তবায়ন পর্যায়ে প্রবেশ করেছে।

এই পথে টাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং করপোরেশনের উৎপাদন এবং উন্নত প্যাকেজিং ক্ষমতা প্রথম শ্রেণীর বাণিজ্যিক প্রকল্পগুলির দ্বারা যাচাই করা হয়েছে। তবে ভবিষ্যতের যুদ্ধ, বর্তমানের সুইচ CPO-এর চেয়ে অনেক বেশি জটিল।

যখন অপটিক্যাল I/O (অপটিক্যাল ইন্টারফেস) হেটারোজিনিয়াস কম্পিউটিং চিপ (XPU) এবং হাই-ব্যান্ডউইথ মেমোরি (HBM) এর প্যাকেজের ভিতরে প্রবেশ করে, তখন এই তিনটির সমন্বিত ডিজাইনের নেতৃত্ব দেওয়ার ক্ষমতা সম্পন্ন প্রতিষ্ঠানই শিল্পের প্রতিযোগিতামূলক মাপকাঠি পুনর্গঠন করবে।

স্যামসাং ইলেকট্রনিক্সের সিনিয়র ভাইস প্রেসিডেন্ট উন-কিউং চয় ৯ জুলাই ন্যানো কোরিয়ায় ঘোষণা করেন যে, কোম্পানিটি 2.xD অ্যাডভান্সড প্যাকেজিং বিকাশ করছে, যা HBM, লজিক চিপ এবং সিলিকন ফটনিক্স চিপকে একই প্যাকেজে একীভূত করবে। এই দিকটি ভবিষ্যতের AI কম্পিউটিং প্যাকেজের অপটিক্যাল I/O-এর উদ্দেশ্যে নির্ধারিত।

বর্তমানে টাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানি “সুইচ সি পি ও” এর নেতৃত্ব দিচ্ছে

বর্তমান CPO বাজারে, TSMC অনিবার্যভাবে অগ্রণী।

গবেষণা দেখায় যে, ব্রডকম এর টাইওয়ান সেমিকনডাক্টর কোয়াপ (কম্প্যাক্ট ইউনিভার্সাল ফটনিক এনজিন) প্ল্যাটফর্মের ভিত্তিতে তৈরি 102.4Tbps CPO ইথারনেট সুইচটি প্রাথমিক গ্রাহকদের কাছে নমুনা হিসেবে পাঠানো হয়েছে।

একই সময়ে, নভিডিয়ার Quantum-X ফোটন সুইচ চালু হয়েছে, এবং Spectrum-X ইথারনেট ফোটন সুইচ উৎপাদন পর্যায়ে প্রবেশ করেছে, যার প্রথম ব্যবহারকারীদের মধ্যে রয়েছে CoreWeave, Lambda এবং Oracle।

এই প্রজন্মের পণ্যগুলির সাধারণ বৈশিষ্ট্য হল অপটিক্যাল ইঞ্জিনটিকে সুইচ ASIC (অ্যাপ্লিকেশন-স্পেসিফিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট) এর কাছাকাছি স্থাপন করা। এর মূল উৎপাদন ভিত্তি হল টাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং করপোরেশনের (TSMC) পরিপক্ক সিলিকন ফোটনিক্স প্রযুক্তি এবং SoIC 3D স্ট্যাকিং ক্ষমতা।

এই আর্কিটেকচারের অধীনে, প্রতিযোগিতার কেন্দ্রে রয়েছে ফটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) এবং ইলেকট্রনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (EIC) এর স্ট্যাকিং, বন্ডিং, এবং তাদের সুইচ প্যাকেজের সাথে একীকরণ। এই পর্যায়ে, HBM একটি প্রয়োজনীয় উপাদান নয়।

তুলনায়, স্যামসাং দ্বারা প্রকাশিত “ওয়ান-স্টপ (Turnkey) CPO সমাধান” রোডম্যাপের লক্ষ্য হল ২০২৯ সাল। বর্তমান সুইচ CPO-এর বিতরণ এবং গ্রাহক যাচাইকে মাপকাঠি হিসেবে ধরলে, স্যামসাং এখনও টাইওয়ান সেমিকনডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং করপোরেশনের সাথে একই বাণিজ্যিক গতি অর্জন করেনি।

শক্তি খরচের চিন্তা অপটিক্যাল ইঞ্জিনকে কম্পিউটিং চিপের দিকে আরও কাছাকাছি নিয়ে আসছে

প্রচলিত বোর্ড-লেভেল থেকে প্যাকেজের ভিতরে অপটিক্যাল I/O স্থানান্তরিত হওয়ার সবচেয়ে মূল কারণ হল শক্তি খরচ।

OECC 2026-এ স্যামসাং ফাউন্ড্রির প্রস্তুত করা প্রদর্শনী উপকরণগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ প্রকাশ করে:

• যখন প্লাগিনযোগ্য অপটিক্যাল মডিউল বোর্ড লেভেলে স্থাপন করা হয়, তখন একক বিট শক্তি খরচ প্রায় 10 পিজে;
• যখন অপটিক্যাল ইঞ্জিনটিকে সুইচের কাছাকাছি সাবস্ট্রেটে স্থাপন করা হয়, তখন শক্তি খরচ প্রায় 5pJ-এ নেমে আসে;
• যদি অপটিক্যাল I/O আরও গভীরভাবে XPU-এর কাছাকাছি ইন্টারপোজারে প্রবেশ করে, তবে শক্তি খরচ প্রায় 2pJ-এ হ্রাস পাবে।

এই পরিবর্তনের মূল যুক্তি হল “ইলেকট্রিক্যাল সিগন্যাল ট্রান্সমিশন দূরত্ব কমানো”। অপটিক্যাল ইঞ্জিন যত বেশি কম্পিউটিং চিপের কাছাকাছি থাকে, ইলেকট্রিক্যাল লিংক তত ছোট হয়, এবং বোর্ড-লেভেল ট্রেস এবং কানেক্টরের ক্ষতি পূরণের জন্য প্রয়োজনীয় সিগন্যাল রেগুলেশনও তত কম হয়।

অতএব, অ্যাডভান্সড প্যাকেজিং হল ভৌত শক্তি সুবিধাকে বাণিজ্যিক পণ্যের সুবিধায় রূপান্তরিত করার কী পদক্ষেপ। এর অর্থ এই নয় যে CPO তাৎক্ষণিকভাবে প্লাগ-ইন অপটিক্যাল মডিউলকে মুছে ফেলবে; দুটি দীর্ঘমেয়াদে বিভিন্ন ট্রান্সমিশন দূরত্ব এবং শক্তি বাজেটের মধ্যে সহাবস্থান করবে।

কিন্তু স্যামসাংয়ের ডেটা প্রেডিকশন দেখায় যে প্লাগ-ইন অপটিক্স মার্কেটের বার্ষিক বৃদ্ধির হার 25% এর বেশি, যেখানে CPO মার্কেটের বার্ষিক বৃদ্ধির হার 150% এর বেশি। ক্যাপিটাল এবং রিসার্চ অ্যান্ড ডেভেলপমেন্ট সম্পদ উচ্চ-একীভূত অপটিক্স আর্কিটেকচারের দিকে পাগলের মতো প্রবাহিত হচ্ছে।

দুটি CPO আর্কিটেকচার, স্যামসাং এবং টাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানির অসঙ্গতিপূর্ণ প্রতিদ্বন্দ্বিতা

সুইচ CPO এবং XPU-HBM অপটিক্যাল I/O কে একই জিনিস হিসাবে বিবেচনা করা পরবর্তী পর্যায়ের প্রতিযোগিতার জটিলতাকে গুরুতরভাবে কম মূল্যায়ন করবে। বাস্তবে, এগুলি দুটি সম্পূর্ণ ভিন্ন আর্কিটেকচার:

প্রথমটি বর্তমানে প্রচলিত “সুইচ CPO”। অপটিক্যাল ইঞ্জিনটি সুইচ ASIC-এর পাশে রাখা হয়, ব্রডকম এবং নভিডিয়ার পণ্যগুলি এই শ্রেণীভুক্ত। এটি উচ্চ ব্যান্ডউইথ সুইচিং পরিস্থিতিতে ইন্টারকানেকশন শক্তি খরচ এবং সংকেত সম্পূর্ণতা সমস্যা সমাধান করে। TSMC-এর প্রতিদ্বন্দ্বিতা হল সিলিকন ফটনিক্স, উন্নত বন্ধন এবং সুইচ প্যাকেজিং একীকরণ।

দ্বিতীয়টি হল “XPU-HBM সিস্টেম”-এর জন্য অপটিক্যাল I/O প্যাকেজ। এর গঠন হল মধ্যবর্তী স্তরে XPU (বা GPU), HBM এবং PIC এবং EIC সহ অপটিক্যাল ইঞ্জিন একসাথে সাজানো। এই ক্ষেত্রে, অপটিক্যাল I/O শুধুমাত্র সুইচের পিরিফারাল উপাদান নয়, বরং এটি প্রকৃতপক্ষে “কম্পিউটেশনাল প্যাকেজ”-এর অংশ হয়ে ওঠে।

স্যামসাংয়ের উচ্চপদস্থ কর্মকর্তারা সম্প্রতি 2.xD অ্যাডভান্সড প্যাকেজিংয়ের প্রস্তাব দিয়েছেন, যা এই দিকটিকে লক্ষ্য করে। এই সমাধানটি HBM, লজিক চিপ এবং সিলিকন ফটনিক চিপকে একই প্যাকেজের মধ্যে একীভূত করার পরিকল্পনা করে এবং AI ডেটা সেন্টারের জন্য বিপুল ব্যান্ডউইথের চাহিদা মেটাতে প্যানেল-লেভেল রিবুইল লেয়ার (RDL) মিডিয়াম ব্যবহার করে সিস্টেম-ইন-প্যাকেজ ক্ষমতা বাড়ায়।

বিনিয়োগকারীদের জন্য, এই দুটি আর্কিটেকচারের প্রতিযোগিতার যুক্তি সম্পূর্ণ ভিন্ন: প্রথমটি একক উৎপাদন এবং প্যাকেজিং প্রক্রিয়াকে পরীক্ষা করে; আর দ্বিতীয়টি ডিজাইনের শুরু থেকেই কম্পিউটিং, মেমোরি, অপটিক্স এবং প্যাকেজিংয়ের গভীর সমন্বিত অপ্টিমাইজেশনকে চায়।

স্যামসাংয়ের আসল কার্ড এবং মাল্টি-ডাই ইয়ার্ড রেটের বাস্তব সীমাবদ্ধতা

স্যামসাংয়ের সবচেয়ে বড় সম্ভাব্য পার্থক্যমূলক সুবিধা হল এর “ত্রিগুণ” ব্যবসায়িক মডেল, যা HBM, লজিক চিপ কন্ট্রাক্ট ম্যানুফ্যাকচারিং এবং সিলিকন ফটনিক্স প্ল্যাটফর্ম একসাথে ধারণ করে।

ট্রানজিস্টর ইন্টিগ্রেটেড সার্ভিসেস যদিও শীর্ষ স্তরের লজিক ফাউন্ড্রি, সিলিকন ফটনিক্স এবং কোওয়োস প্যাকেজিং ক্ষমতা রাখে, তবে এটি নিজেই HBM উৎপাদন করে না।

স্যামসাং এখন SF4 বেস ডাই ব্যবহার করে HBM-কে তাদের ওয়েফার কন্ট্রাক্ট ম্যানুফ্যাকচারিং ক্ষমতার সাথে সংযুক্ত করেছে এবং নিজস্ব সিলিকন ফটনিকস প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছে। এর অর্থ হলো, স্যামসাং তাত্ত্বিকভাবে HBM ইন্টারফেস, লজিক I/O, অপটিক্যাল এঞ্জিন এবং তাপ ব্যবস্থাপনার সমন্বিত সহ-ডিজাইনকে অভ্যন্তরীণভাবে সম্পন্ন করতে পারে, বাহ্যিক মেমোরি সরবরাহকারীদের উপর নির্ভর করা ছাড়াই।

2.xD প্যাকেজিংয়ে অত্যন্ত কঠোর “মাল্টি-ডাই ইয়ার্ড” পরীক্ষার সম্মুখীন হতে হচ্ছে। যখন লজিক চিপ, HBM, PIC, EIC এবং ইন্টারপোজিটর একই প্যাকেজের মধ্যে প্যাক করা হয়, তখন যেকোনো একটি উপাদানের ব্যর্থতা সমগ্র মহাকষ্টপূর্ণ প্যাকেজটিকে বর্জ্য করে ফেলে।

চিপের সংখ্যা বৃদ্ধি, প্যাকেজিং এরিয়ার বৃদ্ধি এবং বন্ধনের জটিলতা বৃদ্ধির কারণে উৎপাদন ক্ষমতা এবং খরচের ঝুঁকি গুণিত হচ্ছে।

এর মধ্যে, প্রতিদ্বন্দ্বী কোনো কিছু করছে না। TSMC হচ্ছে COUPE এবং CoWoS প্যাকেজিংয়ের একীকরণ এগিয়ে নিচ্ছে, পরিপক্ক বাহ্যিক ইকোসিস্টেমের মাধ্যমে HBM সংযুক্ত করে।

অন্যদিকে, স্টোরেজ বিগ এসকে হাইলিসও উন্নত প্যাকেজিং ক্ষমতা পূরণে পাগলামি করছে। তারা যুক্তরাষ্ট্রের ইন্ডিয়ানা রাজ্যে 38.7 বিলিয়ন ডলার বিনিয়োগ করে একটি উন্নত প্যাকেজিং ফ্যাক্টরি নির্মাণ করছে, যা 2028 সালে বড় পরিসরে উৎপাদন শুরু করবে, এবং CPO-কে মেমোরি সিস্টেমের টেকনোলজি গবেষণার অংশ হিসেবে অন্তর্ভুক্ত করেছে।

অপটিক্স, মেমোরি এবং প্যাকেজিংয়ের ক্রস-ডোমেইন সমন্বয় এখন সম্পূর্ণ শৃঙ্খলের জন্য একটি সাধারণ ফোকাস হয়ে উঠছে।

অর্ডারই একমাত্র বিজয়ের পরীক্ষা

টাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানি সুইচ CPO-এর প্রথম রাউন্ডে বিজয়ী হয়েছে, যার সুবিধা বাস্তব ক্লায়েন্ট স্যাম্পল, পণ্য বিতরণ এবং বড় পরিমাণে উৎপাদনের প্রগতির উপর ভিত্তি করে।

এবং স্যামসাং পরবর্তী যুদ্ধে বিনিয়োগ করছে: এইচবিএম, লজিক এবং সিলিকন ফটনিক্সে তাদের উল্লম্ব একীভূকরণের ক্ষমতা ব্যবহার করে এআই কম্পিউটিং প্যাকেজিং ক্ষেত্রে অতিক্রম করার চেষ্টা করছে।

কিন্তু বাজারকে “টেকনোলজি রোডম্যাপ” কে “ব্যবসায়িক প্রতিরক্ষা প্রাচীর” এর সমান হিসাবে বিবেচনা করা উচিত নয়।

পরবর্তী ১২ মাসের মধ্যে শিল্পে একমাত্র সংকেত যা অনুসরণ করা উচিত: কি বাজারে একটি নামকরা গ্রাহকের ডিজাইন অর্ডার দেখা দেবে, যা স্পষ্টভাবে HBM, লজিক চিপ এবং অপটিক্যাল I/O-কে একই প্যাকেজে সংযুক্ত করে স্যামসাং-এর কাছে প্রস্তুতির জন্য অর্ডার দেবে?

যদি এই অর্ডারটি বাস্তবায়িত হয়, তবে স্যামসাংয়ের “ট্রাইডেন্ট” কাগজের সম্পদ থেকে বাস্তব ব্যবসায়িক হাতিয়ারে পরিণত হবে।

যদি কখনও বাস্তবায়ন না হয়, তবে টাইওয়ান সেমিকনডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কোম্পানির (TSMC) অগ্রণী প্রক্রিয়া এবং বাইরের HBM ইকোসিস্টেমের উপর ভিত্তি করে গড়ে উঠা নমনীয় পথ, এখনও AI বিগসের জন্য সবচেয়ে নিরাপদ বিকল্প হয়ে থাকবে।