TSMC डेटा सेंटर में को-पैकेज्ड ऑप्टिक्स (CPO) के क्षेत्र में नेतृत्व करता है, और Broadcom और NVIDIA द्वारा TSMC की तकनीक पर आधारित CPO स्विच ग्राहकों को नमूने के रूप में भेजे जा चुके हैं या बेचे जा चुके हैं।

लेखक, स्रोत: वॉल स्ट्रीट विजन

वर्तमान डेटा सेंटर में "को-पैकेज्ड ऑप्टिक्स (CPO)" प्रतियोगिता में, टाइवेन ने ब्रॉडकॉम और एनविडिया के उत्पादों की प्रगति के साथ अग्रणी स्थिति हासिल कर ली है। इसी बीच, सैमसंग शायद अगले चरण पर अपनी निवेश की रणनीति केंद्रित कर रहा है।

12 जुलाई को, संस्थागत PhotonCap ने एक स्थानीय अनुसंधान लेख प्रकाशित किया, जिसमें बताया गया कि स्विच के लिए CPO अब तकनीकी सत्यापन से ग्राहक लागूकरण चरण में प्रवेश कर चुका है।

इस क्षेत्र में TSMC की निर्माण और उन्नत पैकेजिंग क्षमता का पहले शीर्ष व्यावसायिक प्रोजेक्ट्स द्वारा परीक्षण किया गया है। लेकिन भविष्य का युद्ध, वर्तमान स्विच CPO से कहीं अधिक जटिल होगा।

जब ऑप्टिकल I/O (ऑप्टिकल इंटरफेस) असमान कंप्यूटिंग चिप (XPU) और हाई बैंडविड्थ मेमोरी (HBM) के पैकेज के अंदर घुस जाता है, तो जो इन तीनों के सह-डिज़ाइन को नियंत्रित करता है, वह पूरे उद्योग की प्रतिस्पर्धा के मापदंड को पुनर्परिभाषित कर देगा।

7 जुलाई को नैनो कोरिया में सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स के सीनियर वाइस प्रेसिडेंट वोन-क्यूंग चोई ने बताया कि कंपनी 2.xD एडवांस्ड पैकेजिंग विकसित कर रही है, जिसमें HBM, लॉजिक चिप और सिलिकॉन फोटॉनिक्स चिप को एक ही पैकेज में एकीकृत किया जाएगा। यह दिशा भविष्य के AI कॉम्प्यूटिंग पैकेज के ऑप्टिकल I/O को लक्षित करती है।

वर्तमान में TSMC "स्विच CPO" में अग्रणी है

वर्तमान CPO बाजार में, TSMC अविवादित रूप से अग्रणी है।

अनुसंधान दर्शाता है कि ब्रॉडकॉम ने ताइवान सेमीकंडक्टर मैनुफैक्चरिंग कंपनी (TSMC) के COUPE (कॉम्पैक्ट यूनिवर्सल फोटोनिक एंजिन) प्लेटफॉर्म पर आधारित 102.4Tbps CPO ईथरनेट स्विच के नमूने प्रारंभिक ग्राहकों को भेज दिए हैं।

इसी समय, न्वाइडिया के Quantum-X फोटॉन स्विच बेचना शुरू हो चुके हैं, और Spectrum-X इथरनेट फोटॉन स्विच उत्पादन चरण में पहुँच चुके हैं, जिनमें पहले उपयोगकर्ताओं में CoreWeave, Lambda और Oracle शामिल हैं।

इस पीढ़ी के उत्पादों की आम बात यह है कि ऑप्टिकल इंजन को स्विच ASIC (विशिष्ट उद्देश्य वाला इंटीग्रेटेड सर्किट) के पास स्थापित किया जाता है। इसकी मुख्य निर्माण आधारशिला, TSMC की परिपक्व सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक और SoIC 3D स्टैकिंग क्षमता है।

इस व्यवस्था के तहत, प्रतिस्पर्धा का केंद्र फोटोनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (PIC) और इलेक्ट्रॉनिक इंटीग्रेटेड सर्किट (EIC) के स्टैकिंग, बॉन्डिंग, और उनके स्विच पैकेज के साथ एकीकरण पर है। इस चरण में, HBM एक आवश्यक घटक नहीं है।

इसके विपरीत, सैमसंग द्वारा जारी “वन-स्टॉप (Turnkey) CPO समाधान” का रोडमैप 2029 तक के लिए लक्षित है। वर्तमान स्विच CPO की शिपमेंट और ग्राहक पुष्टि के आधार पर, सैमसंग अभी ताइवान सेमीकंडक्टर मैनुफैक्चरिंग कंपनी (TSMC) के समान व्यावसायिक गति को नहीं प्राप्त कर पाया है।

पावर खपत की चिंता के कारण ऑप्टिकल इंजन कंप्यूटिंग चिप की ओर बढ़ रहा है

ऑप्टिकल I/O को पारंपरिक बोर्ड-स्तरीय से पैकेज के अंदर स्थानांतरित करने का सबसे मुख्य कारण ऊर्जा खपत है।

OECC 2026 के लिए सैमसंग फाउंड्री द्वारा तैयार किए गए प्रदर्शन सामग्री में एक महत्वपूर्ण चरण दिखाया गया है:

• जब प्लगइन ऑप्टिकल मॉड्यूल को बोर्ड स्तर पर लगाया जाता है, तो एक बिट की ऊर्जा खपत लगभग 10 pJ होती है;
• जब ऑप्टिकल इंजन को स्विच के पास सबस्ट्रेट पर रखा जाता है, तो ऊर्जा खपत लगभग 5 pJ तक कम हो जाती है;
• यदि ऑप्टिकल I/O को XPU के निकट इंटरपोजर में और अधिक गहराई से एकीकृत किया जाता है, तो ऊर्जा खपत लगभग 2pJ तक काफी कम हो सकती है।

इस परिवर्तन की मूल तर्क यह है कि "टेलीकॉम सिग्नल प्रसारण की दूरी को कम करना"। जितना अधिक ऑप्टिकल इंजन कॉम्प्यूटिंग चिप के करीब होगा, उतना ही विद्युत लिंक छोटा होगा, और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के ट्रेस और कनेक्टर के नुकसान को पूरा करने के लिए आवश्यक सिग्नल रेगुलेशन भी कम होगा।

इसलिए, एडवांस्ड पैकेजिंग “भौतिक बिजली खपत के लाभ” को “व्यावसायिक उत्पाद लाभ” में बदलने का महत्वपूर्ण कदम है। इसका अर्थ यह नहीं है कि CPO तुरंत प्लगइन ऑप्टिकल मॉड्यूल को समाप्त कर देगा; दोनों विभिन्न प्रसार दूरी और बिजली बजट के अनुसार लंबे समय तक साथ रहेंगे।

लेकिन सैमसंग के डेटा अनुमानों से पता चलता है कि प्लगइन ऑप्टिकल बाजार की वार्षिक वृद्धि दर 25% से अधिक है, जबकि CPO बाजार की वार्षिक वृद्धि दर 150% से अधिक है। उच्च समाकलित ऑप्टिकल आर्किटेक्चर की ओर पूंजी और अनुसंधान एवं विकास संसाधन बहुत तेजी से बह रहे हैं।

दो CPO आर्किटेक्चर, सैमसंग और TSMC की असमान प्रतिस्पर्धा

स्विच CPO को XPU-HBM ऑप्टिकल I/O के साथ मिला देना अगले चरण की प्रतिस्पर्धा की जटिलता को गंभीरता से कम आंकेगा। वास्तव में, ये दो पूरी तरह से अलग आर्किटेक्चर हैं:

पहला प्रकार वर्तमान में प्रमुख "स्विच CPO" है। ऑप्टिकल इंजीन को स्विच ASIC के पास रखा जाता है, जिसमें ब्रॉडकॉम और न्विडिया के उत्पाद शामिल हैं। यह उच्च बैंडविड्थ स्विचिंग स्थितियों में इंटरकनेक्ट पावर खपत और सिग्नल इंटेग्रिटी की समस्याओं को हल करता है। TSMC का वर्चस्व सिलिकॉन फोटोनिक्स, उन्नत बॉन्डिंग और स्विच पैकेजिंग एकीकरण में है।

दूसरा प्रकार "XPU-HBM सिस्टम" के लिए ऑप्टिकल I/O पैकेज है। इसकी संरचना में मीडियेटर पर XPU (या GPU), HBM और PIC तथा EIC के साथ ऑप्टिकल इंजन को समानांतर रूप से स्थापित किया जाता है। इस स्थिति में, ऑप्टिकल I/O अब स्विच का परिधीय घटक नहीं है, बल्कि वास्तव में "कैलकुलेशन पैकेज" का हिस्सा बन गया है।

सैमसंग के उच्च पदस्थ अधिकारियों द्वारा हाल ही में प्रस्तावित 2.xD उन्नत पैकेजिंग इस दिशा को सटीक रूप से लक्षित करती है। इस योजना में HBM, लॉजिक चिप और सिलिकॉन फोटोनिक्स चिप को एक ही पैकेज में एकीकृत किया जाना है, और सिस्टम पैकेज क्षमता को पैनल-लेवल री-वायरिंग लेयर (RDL) मध्यस्थ के माध्यम से विस्तारित किया जाएगा, ताकि AI डेटासेंटर की विशाल बैंडविड्थ की मांग को पूरा किया जा सके।

निवेशकों के लिए, इन दोनों आर्किटेक्चर की प्रतिस्पर्धा का तर्क पूरी तरह से अलग है: पहला एकल निर्माण और पैकेजिंग प्रक्रिया की जांच करता है; जबकि दूसरा, गणना, मेमोरी, ऑप्टिकल और पैकेजिंग को "डिजाइन के प्रारंभिक चरण" में गहरे सहयोग से अनुकूलित करने की मांग करता है।

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सैमसंग का सबसे बड़ा संभावित अंतरात्मक लाभ इसकी "त्रिस्तंभीय" व्यापार व्यवस्था में है, जिसमें यह HBM, लॉजिक चिप कंट्रैक्ट मैन्युफैक्चरिंग और सिलिकॉन फोटोनिक्स प्लेटफॉर्म को एक साथ रखता है।

TSMC के पास शीर्ष लॉजिक फैब्रिकेशन, सिलिकॉन फोटोनिक्स और CoWoS पैकेजिंग क्षमताएँ हैं, लेकिन यह स्वयं HBM नहीं बनाता है।

सैमसंग ने SF4 बेस डाई के माध्यम से HBM को अपनी वेफर फैक्ट्री क्षमताओं से जोड़ लिया है और अपना अपना सिलिकॉन फोटोनिक्स प्लेटफॉर्म विकसित कर लिया है। इसका मतलब है कि सैमसंग सिद्धांत रूप से HBM इंटरफेस, लॉजिक I/O, ऑप्टिकल इंजन और थर्मल मैनेजमेंट के संयुक्त सह-डिज़ाइन को अपने आप पूरा कर सकता है, बिना किसी बाहरी स्टोरेज आपूर्तिकर्ता पर निर्भर हुए।

2.xD पैकेजिंग को “मल्टी-डाइ यूटिलाइजेशन” की अत्यंत कठोर चुनौती का सामना करना पड़ता है। जब लॉजिक चिप, HBM, PIC, EIC और इंटरपोजिटर एक ही पैकेज में फिट किए जाते हैं, तो किसी भी कंपोनेंट की विफलता पूरे महंगे पैकेज को बर्बाद कर देती है।

चिप की संख्या में वृद्धि, पैकेजिंग क्षेत्र में विस्तार और बॉन्डिंग जटिलता में वृद्धि, योग्यता के दबाव और लागत जोखिम को गुणात्मक रूप से बढ़ा रही है।

इसी बीच, प्रतिद्वंद्वी ने आराम नहीं किया है। TSMC COUPE और CoWoS पैकेजिंग के एकीकरण को आगे बढ़ा रहा है, जिससे परिपक्व बाहरी पारिस्थिति के माध्यम से HBM का समावेश होता है।

दूसरी ओर, स्टोरेज दिग्गज एसके हाइलिस भी उन्नत पैकेजिंग क्षमताओं को पूरा करने के लिए तेजी से काम कर रहा है; उसका अमेरिका के इंडियाना में 38.7 अरब डॉलर का निवेश किया गया उन्नत पैकेजिंग संयंत्र 2028 तक बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करेगा, और इसने CPO को मेमोरी सिस्टम तकनीक अनुसंधान में शामिल कर लिया है।

ऑप्टिकल, मेमोरी और पैकेजिंग के बीच क्रॉस-डोमेन सहयोग, पूरी श्रृंखला का एक सामान्य बिंदु बन रहा है।

केवल ऑर्डर ही विजय या पराजय का एकमात्र मापदंड है

TSMC ने स्विच CPO के पहले राउंड में जीत हासिल की है, जिसका लाभ वास्तविक ग्राहक नमूने, उत्पाद डिलीवरी और बड़े पैमाने पर उत्पादन की प्रगति पर आधारित है।

वहीं, सैमसंग अगली लड़ाई पर निवेश कर रहा है: एचबीएम, लॉजिक और सिलिकॉन फोटोनिक्स में अपनी ऊर्ध्वाधर एकीकरण क्षमता का उपयोग करके एआई कॉम्प्यूटिंग पैकेजिंग क्षेत्र में तेजी से आगे निकलने का प्रयास कर रहा है।

लेकिन बाजार को "टेक्निकल रोडमैप" को "व्यावसायिक रक्षा" के रूप में नहीं मानना चाहिए।

अगले 12 महीनों में, उद्योग में एकमात्र ट्रैक करने योग्य संकेत यह है कि क्या बाजार में कोई नामित ग्राहक का डिज़ाइन ऑर्डर आएगा, जिसमें स्पष्ट रूप से HBM, लॉजिक चिप और ऑप्टिकल I/O को एक ही पैकेज में सैमसंग के द्वारा असेंबल करने का अनुरोध किया जाए?

अगर यह ऑर्डर लागू होता है, तो सैमसंग का "ट्राइडेंट" कागजी संपत्ति से वास्तविक व्यावसायिक हथियार में बदल जाएगा।

यदि लंबे समय तक भुगतान नहीं किया जाता है, तो टाइवेन द्वारा अग्रणी प्रक्रिया और बाहरी HBM पारिस्थिति के साथ बनाई गई लचीली राह, AI विशालों के लिए सबसे सुरक्षित विकल्प बनी रहेगी।