Centros de dados de IA enfrentam novo gargalo: interconexões ópticas

Organizado e compilado por Shenchao TechFlow

Apresentador: Nico

Título original: Interconexão óptica de IA: o próximo trilhão de dólares escondido sob a sombra das GPU?

Fonte do podcast: Nico Frontline Alpha

Horário de transmissão: 8 de maio de 2026

A interconexão óptica está passando de um “componente complementar” da GPU para o principal gargalo nos data centers de IA. Quando centenas ou milhares de GPUs precisam trabalhar em conjunto dentro de um único gabinete, entre gabinetes ou em supernós, o que realmente determina a utilização da capacidade de processamento não é mais apenas o chip em si, mas sim a capacidade de transmissão de dados entre as GPUs.

Este episódio do podcast apresenta, sob a perspectiva de pesquisa e análise da cadeia de valor, uma visão integrada dos módulos ópticos, PIC de silício, CPO, lasers externos, substratos InP, substratos SOI, fabricação terceirizada e empacotamento e teste, além de fornecer um framework de alocação hierárquica que vai de AVGO, MRVL, GLW até COHR, LITE, TSEM, e depois SIVE, AAOI, AXTI, IQE e Soitec.

O ponto mais relevante deste conteúdo não é uma recomendação individual de ações, mas uma avaliação de que a competição em infraestrutura de IA está se expandindo de “quem tem mais GPUs” para “quem consegue garantir a cadeia de suprimentos de interconexão óptica mais escassa”, sendo o CPO (optical packaging co-packaged) possivelmente o maior fator de aumento.

Por que a interconexão óptica tornou-se subitamente importante

• Mesmo que uma placa de GPU NVIDIA GB300 tenha poder de processamento extremamente forte, a maior parte desse poder será desperdiçada se ela não puder se comunicar rapidamente com outras milhares de GPUs.
• A largura de banda interconectada é insuficiente; gastar mais dinheiro comprando GPUs também será ineficaz.
• Seja para treinamento ou inferência, sempre que envolver colaboração, as GPUs devem trocar dados em alta velocidade entre si, e esse canal de dados é chamado de interconexão.
• A interconexão óptica não é uma bolha conceitual; a demanda por interconexão em data centers de IA é real, urgente e irreversível.

Saída dos cabos de cobre e ascensão da fibra óptica

• A velocidade de transmissão dos cabos de cobre já está próxima do limite físico; a largura de banda que um único fio de cobre pode suportar já atingiu seu máximo.
• Quando os cabos de cobre ultrapassam alguns metros, o sinal começa a atenuar e sofrer interferências, mas as distâncias de conexão em data centers de IA geralmente são de dezenas a centenas de metros.
• A largura de banda da fibra óptica é dezenas de vezes maior que a do cabo de cobre, não há problemas a distâncias de vários quilômetros e o consumo de energia é tão baixo que pode ser ignorado.

A natureza industrial dos módulos ópticos

• O módulo óptico é responsável pela comunicação entre diferentes gabinetes, não entre as GPUs dentro do mesmo gabinete.
• A cadeia de suprimentos de módulos ópticos e a cadeia de suprimentos de GPU não são duas trilhas independentes, mas sim a quantidade de GPU enviada que impulsiona diretamente a demanda por módulos ópticos.
• A fabricação de um módulo óptico abrange dois sistemas de processamento semicondutor completamente diferentes: semicondutor composto InP para o chip óptico e silício para o chip DSP.

O verdadeiro significado do CPO

• O CPO não está revolucionando algum componente dentro do módulo óptico, mas sim a própria forma do produto módulo óptico.
• CPO não é uma atualização ou substituição do produto existente, mas uma reestruturação em nível de arquitetura.
• A relação mais precisa é que o CPO abriu um mercado totalmente novo, muito maior do que os módulos ópticos plugáveis, em vez de simplesmente substituir o mercado existente.

Estrutura de investimento na cadeia de valor

• A cadeia de valor da interconexão óptica não é dominada por uma única empresa, como a NVIDIA no caso dos GPUs; é uma cadeia de valor extremamente especializada, com gargalos amplamente distribuídos.
• Quanto mais para cima na cadeia, menores são as empresas, maior é a flexibilidade, mas menor é a certeza; quanto mais para baixo na cadeia, maiores são as empresas, maior é a certeza, mas menor é a flexibilidade.
• Se você puder assumir riscos altos e volatilidade, a lógica central é capturar gargalos; por trás de cada gargalo, geralmente há apenas uma ou duas empresas capazes de fazê-lo.

Além da GPU, a verdadeira infraestrutura de IA escassa: “redes neurais”

Nos últimos dois ou três anos, quase todos estavam discutindo GPU e poder de processamento. Desde o surgimento do ChatGPT (um produto de IA generativa lançado pela OpenAI que desencadeou uma onda de aplicações de grandes modelos) e a explosão da revolução tecnológica em IA, a ação da NVIDIA subiu 15 vezes em três anos, tornando o poder de processamento uma palavra-chave indispensável para grandes modelos de IA. A cadeia produtiva de semicondutores centrada na GPU também entrou em seu período de apogio, ultrapassando ciclos econômicos.

Mas, no último ano, um componente tão crítico quanto, e até mais escasso do que as GPU, está experimentando um boom silencioso. Em implantações em grandes data centers, mesmo que uma única placa aceleradora GPU NVIDIA GB300 tenha poder de processamento extremamente alto, se ela não conseguir se comunicar rapidamente com outras milhares de GPU, a maior parte desse poder será desperdiçada. Se a largura de banda de interconexão for insuficiente, comprar mais GPU será ineficaz. Esse componente responsável por permitir que milhares de GPU se comuniquem rapidamente é a interconexão óptica.

De acordo com dados da LightCounting (instituição de pesquisa do setor de comunicação óptica), o mercado global de módulos ópticos dobrou em 2024, atingindo US$ 15,4 bilhões; em 2025, continuará a crescer 55%, chegando a US$ 23,8 bilhões. Em cenário otimista, a LightCounting prevê que, até 2030, o tamanho total do mercado da cadeia de valor de interconexão óptica ultrapassará US$ 110 bilhões.

Mas as empresas dessa cadeia de valor, a maioria dos investidores provavelmente nunca ouviu falar. A SIVE/SIVEE tem receita anual de cerca de 30 milhões de dólares e subiu dez vezes desde o início de 2026; a TSEM (Tower Semiconductor, fabricante especializado israelense) é chamada de "TSMC da interconexão óptica", com 70% de sua capacidade já reservada até 2028; a COHR (Coherent, empresa verticalmente integrada em óptica e materiais) tem receita anual de cerca de 5,8 bilhões de dólares e recebeu um investimento estratégico de 2 bilhões de dólares da NVIDIA.

Neste episódio de hoje, vamos desmontar completamente a cadeia de valor da interconexão óptica, desde o início até o fim. O que é interconexão óptica? O que há dentro dos módulos ópticos? Qual é a próxima rota tecnológica? Quais são os principais gargalos da cadeia produtiva? Em que posição cada empresa se encontra? E como os investidores podem alocar essa área de acordo com seu perfil de risco.

Treinamento, inferência e interconexão: por que as GPUs precisam se comunicar em alta velocidade

Antes de discutir empresas específicas, é preciso explicar uma questão: por que a interconexão óptica se tornou subitamente um dos componentes mais críticos e escassos da infraestrutura de IA? Isso começa com o funcionamento da IA. O funcionamento da IA é dividido em duas fases: treinamento e inferência.

O treinamento consiste em fornecer ao modelo grandes quantidades de texto, imagens e código, permitindo que ele aprenda e evolua continuamente com base no conteúdo existente. Os parâmetros de treinamento de um grande modelo podem atingir trilhões, o que excede a capacidade de qualquer única GPU; portanto, é necessário dividi-lo em milhares de partes e distribuí-las para cálculos paralelos em milhares de GPUs. Após cada GPU concluir sua parte atribuída, é necessário enviar os resultados intermediários para outras GPUs, permitindo que todas colaborem para concluir a tarefa inteira.

Raciocínio é quando a IA utiliza o conhecimento já aprendido para gerar uma resposta. Quando você faz uma pergunta ao ChatGPT e ele responde após alguns segundos, isso é raciocínio. Muitas pessoas acreditam que o raciocínio é apenas uma GPU respondendo a uma pergunta, sem necessidade de interconexão. Em 2023, isso ainda pode ser aproximadamente verdadeiro, mas em 2026 será totalmente diferente.

A IA já evoluiu de simples perguntas e respostas para raciocínio profundo e IA Agentic. O objeto de interação do usuário não é mais apenas um chatbot simples, mas sim um agente complexo que pode planejar tarefas, executar raciocínios em múltiplas etapas e consultar várias fontes de dados. Por trás de cada interação, podem estar centenas ou até milhares de GPUs trabalhando em conjunto. Seja no treinamento ou na inferência, sempre que envolver cooperação, as GPUs precisam trocar dados em alta velocidade — esse canal de dados é a interconexão.

Why aren't copper cables enough anymore?

Antes, as conexões eram principalmente feitas com cabos de cobre, transmitindo sinais elétricos; agora, esse canal está sendo gradualmente substituído por fibras ópticas, que transmitem sinais de luz. Os cabos de cobre não são mais suficientes, e há três principais razões para isso.

Primeiro, a velocidade de transmissão por cabos de cobre já está próxima do limite físico. Independentemente de como se otimize o material e o processo, a largura de banda que um único fio de cobre pode suportar já atingiu seu limite, assim como uma estrada de duas faixas, por mais congestionada que esteja, só permite dois carros lado a lado. Segundo, quanto maior a distância, pior se torna o sinal. Cabos de cobre começam a sofrer atenuação e interferência após alguns metros, enquanto as conexões em data centers de IA frequentemente variam de dezenas a centenas de metros — os cabos de cobre já não conseguem suportar isso. Terceiro, cabos de cobre consomem mais energia. O consumo de energia de cada geração de GPU aumenta: o H100 consome 700 watts, o B200 subiu para 1 quilowatt, e o GB300 será ainda maior. Nesse nível de consumo, as conexões por cabo de cobre entre as GPUs podem consumir uma quantidade significativa de energia.

A fibra óptica é totalmente diferente. A largura de banda de uma única fibra óptica pode ser dezenas de vezes maior que a de um cabo de cobre, permitindo transmissão a distâncias de vários quilômetros sem problemas, com consumo de energia tão baixo que pode ser ignorado. A fibra óptica também pode transmitir simultaneamente múltiplos sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda, como uma rodovia dividida em oito faixas, cada uma transportando luz de uma cor diferente, sem interferência entre si. Uma única fibra óptica equivale a dezenas de cabos de cobre.

Três estágios da interconexão óptica

O uso da luz em data centers não é algo novo que surgiu do nada, mas sim algo que passou por várias fases muito claras. Em cada fase, a abrangência da luz aproximou-se cada vez mais dos chips.

A primeira fase foi antes de 2020. Naquela época, a fibra óptica era mais utilizada entre centros de dados, por exemplo, provedores de nuvem tinham um centro de dados em Pequim e outro em Xangai, separados por mais de mil quilômetros, exigindo conexão por fibra óptica. No entanto, dentro dos centros de dados, servidores ainda eram predominantemente conectados por cabos de cobre.

A segunda fase foi de 2023 a 2024. O ChatGPT desencadeou a revolução tecnológica da IA no final de 2022, e no ano seguinte as GPU foram vendidas em grande quantidade, mas o mercado de módulos ópticos não se ativou claramente no início. A razão era que, na época, os clusters de GPU da NVIDIA ainda utilizavam principalmente cabos de cobre, e os módulos ópticos não eram componentes centrais. Pior ainda, no início de 2023, os fornecedores de nuvem reduziram os gastos com capital devido ao pânico causado pela recessão econômica, e a Meta (empresa-mãe do Facebook, um dos principais compradores globais de infraestrutura de nuvem e IA) cortou mais da metade de seus planos de implantação de módulos ópticos.

O verdadeiro ponto de virada ocorreu em 2024. Os clusters de GPU dos provedores de nuvem expandiram de centenas para milhares, e até dezenas de milhares, superando completamente a distância de transmissão de alguns metros dos cabos de cobre. A NVIDIA substituiu os cabos de cobre por módulos ópticos removíveis em sua arquitetura de referência; essa mudança na arquitetura desencadeou o mercado, dobrando o tamanho do mercado de módulos ópticos em 2024.

A terceira fase é de 2025 até agora. O Blackwell da NVIDIA (a nova arquitetura de GPU de IA da NVIDIA) começou a ser implantado em larga escala, com maior consumo de energia e demanda aumentada por largura de banda de interconexão, levando a um aumento ainda maior na demanda por módulos ópticos. Ao mesmo tempo, os cinco principais fornecedores de nuvem tiveram um gasto total em capital nos primeiros nove meses superior a 300 bilhões de dólares, estabelecendo um recorde histórico, e a demanda por módulos ópticos chegou a superar a oferta em mais de duas vezes, causando um grave desequilíbrio entre oferta e demanda. Em março deste ano, a NVIDIA investiu mais 2 bilhões de dólares em cada uma das empresas Lumentum e Coherent. Na GTC 2026 (a conferência anual de desenvolvedores da NVIDIA), a NVIDIA apresentou soluções CPO e o design de interconexão óptica da próxima arquitetura Rubin, anunciando oficialmente que a interconexão óptica passou de uma nicho secundária para a narrativa central da infraestrutura de IA.

O que é um módulo óptico: um tradutor entre sinais elétricos e sinais ópticos

Antes de entrar no corpo da pesquisa, é necessário explicar alguns conceitos básicos. O primeiro é o módulo óptico. O chip GPU reconhece apenas sinais elétricos, enquanto os cabos de fibra óptica transmitem sinais ópticos; eles usam linguagens diferentes e precisam de um tradutor que converta os sinais elétricos em sinais ópticos para transmissão e, ao receber os sinais ópticos, os converta de volta em sinais elétricos. Esse tradutor é o módulo óptico removível.

Os módulos ópticos têm aproximadamente o tamanho de um pen drive; uma extremidade é conectada à placa de rede do servidor e a outra à fibra óptica. Em grandes centros de dados de IA, podem haver dezenas de milhares ou até centenas de milhares desses “pequenos caixas”. Existe um conceito facilmente mal interpretado aqui: os módulos ópticos são responsáveis pela comunicação entre gabinetes diferentes, não entre GPUs dentro do mesmo gabinete.

Tomando como exemplo o NVIDIA GB300 NVL72 (sistema GPU de rack da NVIDIA), um rack contém 72 GPUs, interconectadas entre si por meio de NVLink e NVSwitch (tecnologias de interconexão e chips de comutação de alta velocidade da NVIDIA), todas utilizando sinais elétricos por cabos de cobre, com distâncias de apenas alguns centímetros a um ou dois metros, sem necessidade de luz. Somente quando os dados precisam viajar de um rack para outro, com distâncias de vários metros, dezenas de metros ou mais, é que módulos ópticos são necessários.

No cluster completo de IA, os módulos ópticos geralmente são inseridos em dois locais: a placa de rede do servidor e o switch. Cada fibra óptica precisa ter um módulo óptico em cada extremidade. Quanto mais GPUs e gabinetes houver, maior será a demanda por conexões entre gabinetes e, consequentemente, maior será a demanda por módulos ópticos. A cadeia de suprimentos de módulos ópticos e a cadeia de suprimentos de GPUs não são setores independentes; a demanda por módulos ópticos é diretamente impulsionada pelo volume de GPUs embarcadas.

Cinco componentes principais do módulo óptico

Em um módulo óptico do tamanho de um pen drive, geralmente há cinco componentes principais: chip laser, chip modulador, chip detector, chip DSP e componente de acoplamento de lente e fibra óptica.

Primeiro, há o chip do laser. Sua função é emitir luz, produzindo continuamente um feixe de laser estável como portador de sinal óptico. O laser funciona como uma lanterna minúscula, menor que a unha, mas com uma luz extremamente precisa e pura. O aspecto mais crítico do laser é o material. GPU e CPO usam silício, enquanto o laser utiliza fosfeto de índio (InP) ou arseneto de gálio (GaAs). O silício é naturalmente inadequado para emitir luz; a estrutura atômica de semicondutores compostos como InP e GaAs é mais adequada para gerar fótons, o que explica por que os chips de laser não são fabricados por fábricas baseadas em silício, como a TSMC.

O segundo é o chip modulador. A luz emitida pelo laser não carrega informações por si só; é apenas uma “luz em branco”. A função do modulador é gravar o sinal elétrico sobre a luz. O GPU envia sinais elétricos binários de 0 e 1, e o modulador deve controlar a intensidade ou o ligar/desligar do laser para expressar 0 e 1 por meio da luz. Continuando a analogia anterior, o laser é uma lanterna sempre acesa, e o modulador é a mão que controla o interruptor da lanterna, apertando-o dezenas de bilhões de vezes por segundo. Em alguns casos, o modulador está integrado ao laser no mesmo chip, chamado EML (Electro-absorption Modulated Laser — Laser Modulado por Absorção Eletro-óptica), o que equivale a combinar a lanterna e o interruptor em uma única peça.

O terceiro é o chip detector. O modulador é responsável por converter o sinal elétrico em sinal óptico, processo de transmissão; na extremidade receptora, é necessário converter novamente o sinal óptico em sinal elétrico, o que exige um detector. Ele atua como o ouvido da extremidade receptora, emitindo 1 quando detecta luz e 0 quando não detecta. O detector geralmente também utiliza sistemas de materiais InP ou GaAs.

Quarto, o chip DSP (Digital Signal Processor, processador de sinal digital). Ele atua como o cérebro do módulo óptico, responsável por correção de erros, codificação e equalização da qualidade do sinal. Durante a transmissão do sinal óptico, ocorrem ruído e distorção, como se estivesse fazendo uma ligação em uma avenida movimentada e barulhenta, onde as palavras da outra pessoa podem ser difíceis de ouvir. O DSP codifica o sinal de forma especial no transmissor e limpa o ruído no receptor, garantindo que os 0s e 1s recuperados correspondam exatamente aos dados originais. O DSP é um chip baseado em silício, pertencendo ao mesmo sistema de fabricação semicondutora que GPU e CPO, geralmente produzido por fabricantes terceirizados de silício, como a TSMC.

800G e 1.6T referem-se à velocidade de transmissão dos módulos ópticos. 800G transmite 800 Gigabits por segundo, e 1.6T transmite 1,6 Terabits por segundo, dobrando a velocidade. Os módulos ópticos evoluíram de 400G para o atual padrão de 800G e agora para o em implantação de 1.6T; quanto maior a velocidade, maior a complexidade no design dos chips, bem como o custo e a complexidade do DSP, que às vezes superam o custo do laser.

Quinto: componentes de acoplamento de lente e fibra óptica. Eles devem alinhar com precisão a luz emitida pelo laser à entrada da fibra óptica. O feixe de luz emitido pelo laser é muito fino, e o núcleo da fibra óptica também é muito fino, apenas um décimo da espessura de um fio de cabelo, exigindo precisão de alinhamento na ordem de micrômetros. Pode-se imaginar como passar um fio pela olhal de uma agulha com outra agulha, e fazer isso automaticamente milhões de vezes em uma linha de produção industrial.

Conectar os cinco componentes deixa claro o fluxo de trabalho do módulo óptico: a GPU transmite um sinal elétrico, que primeiro entra no DSP para codificação e correção de erros, depois vai para o modulador; o modulador grava o sinal elétrico na luz emitida pelo laser; a luz passa por uma lente e entra na fibra óptica, percorrendo dezenas a centenas de metros; ao chegar ao outro extremo, a luz sai da fibra óptica, é alinhada por uma lente até o detector; o detector converte a luz de volta em um sinal elétrico, que é enviado ao outro DSP para decodificação e correção de erros, e finalmente é encaminhado para outra GPU.

Como fabricar módulos ópticos: duas tecnologias semicondutoras coexistem

Muitas pessoas assumem automaticamente que os chips são apenas fabricados pela TSMC, e que os chips nos módulos ópticos devem ser parecidos. Mas a realidade é completamente diferente. Um módulo óptico contém dois tipos de chips totalmente distintos, correspondendo a dois materiais completamente diferentes, e são fabricados em duas fábricas distintas.

A primeira categoria são os chips DSP, ou seja, o cérebro dos módulos ópticos, responsáveis pela codificação de correção de erros. São chips baseados em silício, fabricados com processos semelhantes aos usados em GPUs e CPO, por fabricantes de silício como TSMC. As empresas de design de DSP incluem principalmente AVGO (Broadcom, gigante de chips de comunicação e chips AI personalizados), MRVL (Marvell Technology, empresa de chips para data centers e redes) e CRDO (Credo, empresa de chips de interconexão de dados).

A segunda categoria são chips ópticos, incluindo lasers, moduladores e detectores, fabricados com materiais semicondutores compostos como InP. Algumas empresas realizam tanto o design quanto a fabricação, como LITE (Lumentum, fabricante de dispositivos e lasers de comunicação óptica), COHR (Coherent, empresa de materiais e dispositivos ópticos) e AAOI (Applied Optoelectronics, empresa americana de módulos e dispositivos ópticos). Também existem pequenas empresas especializadas apenas no design de lasers, como SIVE/SIVEE, que aprimoram ao máximo os lasers mais desafiadores e os entregam para fabricantes terceirizados.

Os chips ópticos não podem ser fabricados diretamente pela TSMC, pois toda a linha de produção, equipamentos, produtos químicos e parâmetros de processo da TSMC são projetados para silício. O InP é um material completamente diferente, com tamanhos de wafer, produtos químicos de蚀刻 e temperaturas de crescimento distintos, e não funcionaria na linha de produção da TSMC. Portanto, os chips ópticos possuem seu próprio sistema de fabricação independente.

Substrato e epitaxia: os dois alicerces da fabricação de chips ópticos

Para entender a fabricação de chips fotônicos, é necessário primeiro compreender dois conceitos: substrato e epitaxia. O substrato é o ponto de partida para toda a fabricação de chips fotônicos — é uma placa especial na qual todas as estruturas funcionais subsequentes são crescidas. Para ilustrar, se quiser cultivar uma árvore laser que emite luz, não pode simplesmente jogar a semente na areia comum; é necessário um solo especial cuja estrutura molecular seja compatível com a semente, permitindo que ela se enraíze e cresça. O silício comum é como a areia, inadequado para emissão de luz; o InP é esse solo especial.

A qualidade do substrato determina diretamente a qualidade de todas as estruturas acima dele. Se houver um defeito em nível atômico no substrato, esse defeito se propagará camada após camada, como uma rachadura, fazendo com que o chip do laser não atenda aos padrões e impedindo a produção do módulo óptico. Fabricar substratos InP de alta pureza é extremamente difícil; apenas algumas poucas fábricas no mundo conseguem fazer isso de forma estável.

Com o substrato, ainda não é possível fabricar diretamente o chip; é necessário crescer camadas funcionais camada por camada sobre o substrato, processo chamado de crescimento epitaxial. O laser emite luz não porque o substrato emite luz por si só, mas porque as estruturas especiais crescidas sobre o substrato são capazes de emitir luz. Quando uma corrente elétrica passa pelas camadas epitaxiais, elétrons e lacunas se recombinam, liberando fótons — essa é a fonte do laser.

Cada camada da camada externa tem apenas alguns nanômetros de espessura, e dezenas delas empilhadas parecem um bolo camada. Cada camada exige alta precisão em sua composição, espessura e concentração de dopagem; mesmo a diferença de uma camada atômica causa deslocamento no comprimento de onda da luz, tornando o laser inutilizável.

O substrato InP é fornecido pela AXTI (fornecedor norte-americano de substratos de semicondutores compostos), e a epitaxia é realizada pela IQE/IQEE (fornecedor britânico de waferes epitaxiais de semicondutores compostos). Após a epitaxia, a fabricação dos chips de laser segue duas abordagens: uma é Fabless (projeto e fabricação separados), por exemplo, a sueca SIVE/SIVEE realiza o projeto do laser e repassa para a Win Semi (Taiwan, fabricante contratada de semicondutores compostos); a outra é IDM (Integrated Device Manufacturer, fabricante integrado), como LITE, COHR e AAOI, que realizam todo o processo, desde a epitaxia até a fabricação do laser, modulador, detector e montagem do módulo óptico.

Portanto, a fabricação de um módulo óptico abrange dois sistemas completamente distintos de processos semicondutores: semicondutores compostos InP para o chip óptico e silício para o chip DSP. Eles são incompatíveis entre si e não podem ser produzidos na mesma linha de montagem. Qualquer gargalo em qualquer etapa impede a entrega de todo o módulo óptico.

Isso também explica por que as empresas de tecnologia óptica não entram facilmente no DSP e as empresas de chips digitais não entram facilmente na fabricação de lasers. O design de chips ópticos e o design de chips digitais são duas profissões completamente diferentes. Engenheiros ópticos entendem física de lasers, teoria de guias de onda óptica e estruturas de poços quânticos; engenheiros de chips digitais entendem circuitos lógicos e algoritmos de processamento de sinal digital. Suas habilidades não se sobrepõem, assim como cirurgiões cardíacos e cirurgiões cerebrais são ambos cirurgiões, mas não podem trocar livremente as cirurgias.

Aqui está o ponto mais interessante da cadeia de produção de interconexões ópticas. Diferentemente das GPUs, dominadas exclusivamente pela NVIDIA, trata-se de uma cadeia de produção extremamente especializada, com gargalos amplamente distribuídos. Justamente por essa dispersão, investidores comuns têm a oportunidade de encontrar pequenas empresas ignoradas pelo mercado.

CPO: Mover os componentes ópticos da parte traseira do servidor ao lado do chip

Os módulos ópticos intercambiáveis são apenas a solução atual. Mais notável ainda é que essa cadeia de valor está prestes a passar por uma reestruturação fundamental. Uma nova tecnologia chamada CPO está redesenhando por completo a arquitetura de interconexão óptica.

O CPO significa Co-Packaged Optics, conhecido em chinês como óptica co-empacotada. Ele resolve o problema do módulo óptico estar muito distante do GPU. A solução padrão atual é que o módulo óptico seja inserido como uma caixinha removível na parte traseira do servidor; o sinal elétrico gerado pelo GPU precisa percorrer dezenas de centímetros de fio de cobre até a parte traseira do servidor, onde é convertido em sinal óptico no módulo. Esses dezenas de centímetros de fio de cobre causam perda de energia, latência e aquecimento. Com a densidade crescente dos clusters de IA, essa perda é amplificada centenas de milhares de vezes, transformando-se em um problema grave.

A ideia do CPO é mover os componentes ópticos da parte traseira do servidor para dentro do pacote do chip, colando-os diretamente ao GPU ou ao chip de comutação, reduzindo a distância de conversão elétrica-óptica de dezenas de centímetros para alguns milímetros. Para ilustrar, a solução atual é como comer arroz e sopa separadamente: o GPU está na caixa de arroz e o módulo óptico em um copo à parte; o CPO é como despejar a sopa em um compartimento separado dentro da caixa de arroz — arroz e sopa ainda estão separados, mas moram na mesma caixa, com apenas alguns milímetros de distância.

Mas trazer os componentes ópticos para dentro do pacote do chip enfrenta um grande obstáculo: os chips ópticos nos módulos ópticos tradicionais são feitos de InP, enquanto os GPUs usam silício; os processos de empacotamento de InP e silício não são compatíveis, não permitindo que chips de InP e GPUs baseados em silício sejam simplesmente integrados no mesmo pacote. A solução é usar silício para fabricar os chips ópticos, o que leva ao PIC de silício.

PIC é a abreviação de Photonic Integrated Circuit, conhecido em chinês como circuito integrado fotônico. Nossos conhecidos CI integram bilhões de transistores em um único chip para cálculo; o PIC segue uma ideia semelhante, mas integra componentes ópticos, e não transistores. O PIC de silício integra funções como moduladores, guias de onda óptica e detectores em um único chip baseado em silício. Como é baseado em silício, pode ser integrado usando técnicas de encapsulamento semelhantes às usadas para GPUs, algo que os chips ópticos de InP não conseguem fazer.

O PIC de silício fotônico não utiliza wafers de silício comuns, mas sim uma estrutura especial de silício sobre isolador (SOI — Silicon-On-Insulator). Entre o substrato e a camada superior de silício, é adicionada uma camada isolante, permitindo que os sinais ópticos se propaguem na fina camada superior de silício sem vazar para baixo. Os wafers de silício comuns são feitos de um material sólido contínuo, e a luz que entra neles se espalha livremente, sendo impossível de controlar; a camada isolante no meio do SOI atua como um espelho, refletindo a luz de volta para a camada superior e fazendo com que ela siga os canais previamente projetados.

Neste segmento de substratos SOI, a francesa Soitec (fornecedor francês de substratos SOI) é um dos fornecedores principais, com posição de mercado próxima ao monopólio. O fabricante terceirizado principal para PICs de silício é a TSEM, ou seja, a Tower Semiconductor. A TSEM processa chips de silício fotônico sobre substratos SOI, utilizando um processo CMOS aprimorado, que a TSMC não domina; nesse segmento específico, a TSEM é, na verdade, a fábrica terceirizada com a maior participação de mercado.

Mas o silício possui defeitos naturais e não emite luz. Portanto, o PIC de silício fotônico pode apenas manipular a luz, mas não gerá-la; a fonte de luz ainda precisa ser fornecida por um laser de InP. Isso forma a estrutura central da CPO: dentro do pacote, é colocada uma PIC de silício fotônico, responsável por operações como modulação, transmissão e detecção de luz; ela é colocada lado a lado com a GPU na mesma placa de pacote, por meio de tecnologias avançadas de encapsulamento, com uma distância de apenas alguns milímetros, semelhante à memória HBM posicionada ao lado da GPU.

Ao lado do PIC de silício-fotônico, haverá um chip de驱动 responsável por converter os sinais elétricos da GPU em sinais ópticos do PIC de silício-fotônico. Também é um chip baseado em silício, essencialmente uma versão significativamente simplificada do DSP dos módulos ópticos tradicionais. Como a distância de conversão eletro-óptica no CPO é de apenas alguns milímetros, não é necessária a complexa codificação de correção de erros do DSP — um simples driver já é suficiente.

Para encapsulação externa, utiliza-se um laser como fonte de luz externa, chamada em inglês de ELS (External Laser Source). O laser envia a luz para o PIC de silício fotônico dentro da encapsulação por meio de fibra óptica. O laser não é integrado diretamente na encapsulação porque os lasers de InP geram muito calor e, quando colocados junto com GPU e PIC de silício fotônico, causam problemas; além disso, os lasers têm vida útil limitada, e se integrados internamente, sua falha significaria a perda total de um chip valendo dezenas de milhares de dólares. Ao tornar o laser um componente externo e substituível, ele pode ser trocado diretamente em caso de falha, sem afetar o chip em si.

O que o CPO realmente revoluciona não é um componente dentro do módulo óptico, mas sim a própria forma do produto módulo óptico. Atualmente, o módulo óptico intercambiável é uma pequena caixa independente contendo laser, modulador, detector e DSP. O CPO equivale a desmontar essa caixa: o PIC de silício é diretamente encapsulado dentro do chip, o laser se torna uma fonte externa independente, o DSP é drasticamente simplificado ou até removido, e a pequena caixa na parte traseira do servidor já não é mais necessária. Isso não é uma atualização do produto existente, mas uma reestruturação em nível de arquitetura.

Por que o CPO se tornará um tema de investimento em 2026

O conceito de CPO existe há muitos anos; por que se tornou subitamente um tema de investimento em alta em 2026? O Goldman Sachs publicou um relatório afirmando que o mercado potencial de luz óptica deverá crescer de cerca de US$ 15 bilhões atualmente para US$ 154 bilhões em 2028, um aumento de aproximadamente 9 vezes, dos quais US$ 91 bilhões serão atribuídos ao CPO. A razão central é única: a próxima arquitetura da NVIDIA transformou o CPO de uma opção em uma exigência.

No sistema atual GB300 NVL72, 72 GPUs formam um gabinete, e as GPUs dentro do gabinete ainda são conectadas por cabos de cobre. No entanto, à medida que os clusters de IA expandem-se para centenas ou até milhares de GPUs, a conexão de rede entre gabinetes torna-se um gargalo. A NVIDIA, na próxima plataforma Rubin (código da próxima plataforma de IA da NVIDIA), introduz a solução CPO para os switches de rede entre gabinetes, substituindo os módulos ópticos removíveis tradicionais. Este é o primeiro momento em que a NVIDIA adota oficialmente a CPO em sua própria plataforma.

Para a próxima geração de Feynman (código do próximo plano de IA da NVIDIA), o CPO poderá até entrar dentro do gabinete para interconectar GPUs. Ou seja, a luz está avançando passo a passo, aproximando-se das GPUs entre gabinetes. O CEO da Lumentum também confirmou na última conferência de resultados que o CPO enfrentará um grande desequilíbrio entre oferta e demanda, com a demanda muito superior à oferta; o CPO é o maior impulso de crescimento único da Lumentum e ainda está em fase muito inicial.

Do ponto de vista dos dados do setor, o volume real de envios no mercado de CPO ainda é muito pequeno, estimado em cerca de US$ 1,6 bilhão em 2026, principalmente composto por amostras e pequenas quantidades. No entanto, se as previsões do Goldman Sachs se concretizarem, esse mercado poderá crescer para US$ 91 bilhões até 2028, formando uma curva de explosão de zero para centenas de bilhões de dólares. A NVIDIA já começou a produção em massa de switches CPO no início de 2026, a Broadcom entregou produtos relacionados a CPO aos clientes em outubro de 2025, e a TSMC lançou sua solução de embalagem COUPE (solução avançada de embalagem CPO da TSMC). O fato de a NVIDIA e a Broadcom estarem adotando CPO indica que essa tecnologia já não é mais um conceito futuro, mas está se tornando realidade.

No entanto, o CPO não substituirá completamente os módulos ópticos plugáveis em curto prazo. O CPO resolve principalmente a necessidade de conexão de alta densidade dentro de clusters de IA, como a interconexão de GPUs dentro dos super nós da NVIDIA; os data centers ainda apresentam muitos outros cenários de conexão, incluindo gabinete para switch, switch para switch e data center para data center, que, no futuro previsível, continuarão utilizando módulos ópticos plugáveis. Portanto, a relação mais precisa é que o CPO abre um novo mercado, possivelmente muito maior do que o mercado de módulos ópticos plugáveis, em vez de simplesmente substituir o mercado existente. Ambos coexistirão em diferentes cenários.

Cinco setores beneficiados após a explosão do CPO

Se o CPO realmente explodir no futuro, até mesmo entrando em um superciclo, os cinco elos da cadeia de valor mais beneficiados serão aproximadamente os seguintes.

Primeiro, a fabricação de PICs de fotônica de silício. A arquitetura CPO exige o uso de PICs de fotônica de silício, pois apenas chips baseados em silício podem ser empacotados avançadamente com GPUs. As empresas capazes de realizar a fabricação de PICs de fotônica de silício são muito poucas, e a capacidade produtiva se tornará um dos gargalos mais críticos.

O segundo é o substrato de silício-fotônico. Cada PIC fotônico de silício requer um substrato SOI; a demanda por PICs fotônicos de silício impulsionada pelo CPO também levará a um aumento explosivo na demanda por substratos SOI, e o mercado de substratos SOI é quase monopolizado globalmente.

O terceiro é o laser externo e a cadeia de suprimentos upstream por trás dele. O CPO cria uma nova categoria de produtos: os módulos ópticos intercambiáveis tradicionais integram o laser dentro da caixa, enquanto na arquitetura CPO, o laser precisa ser separado e transformado em uma fonte de luz externa. Antes, esse mercado quase não existia.

Aqui há ainda um desalinhamento crítico na produção. A capacidade atual dos grandes fabricantes de lasers de alta potência está principalmente voltada para a produção de lasers EML tradicionais, que integram emissão e modulação em um único chip, usados em módulos ópticos plugáveis, cujos contratos de encomenda já estão firmados até 2027 e 2028. No entanto, o CPO exige lasers mais simples, responsáveis apenas pela emissão, sem modulação, pois a modulação é realizada pelo PIC de silício dentro do pacote. Embora ambos os tipos de lasers usem InP, seu design e linhas de produção são diferentes, não permitindo uma transição fluida. A capacidade das grandes empresas está bloqueada por contratos de lasers tradicionais, e até a Lumentum precisa adquirir lasers para CPO no mercado aberto; a demanda excedente fluirá para fornecedores independentes de lasers.

O aumento repentino na demanda por lasers continuará a se transmitir para os fornecedores upstream. Mais lasers significam mais substratos InP e mais epilayers. O relatório do Goldman Sachs alerta que a escassez de substratos InP pode persistir até 2027.

Quarto: encapsulamento e montagem. O CPO é essencialmente um desafio de encapsulamento, exigindo a integração precisa do PIC de silício fotônico e do chip eletrônico, com requisitos de precisão muito altos. Fabricantes capazes de realizar encapsulamento e montagem em nível CPO serão raros no futuro.

Quinto, teste e inspeção. Cada PIC de silício fotônico precisa passar por testes de desempenho óptico e validação de confiabilidade antes de sair da fábrica. Os testes de CPO são mais complexos do que os módulos ópticos tradicionais, pois envolvem validação híbrida óptica e eletrônica, e esse processo também crescerá rapidamente com o aumento da produção de CPO.

Em resumo, após a explosão da demanda por CPO, os principais beneficiados são os gargalos relacionados à fabricação de fotônica de silício, substratos de silício, lasers externos, substratos e epitaxia de InP, embalagem e montagem, e teste e inspeção.

Substrato upstream: AXTI e Soitec

Do ponto de vista da cadeia de suprimentos, as duas empresas mais importantes na camada de base são AXTI e Soitec. Ambas atendem a diferentes linhas tecnológicas e não são concorrentes, mas sim complementares. A AXTI atende à cadeia de produção de lasers, responsável pela emissão de luz; a Soitec atende à cadeia de fotônica em silício, responsável pelo controle da luz. A interconexão óptica exige a cooperação entre ambas.

AXTI é uma empresa norte-americana que produz substratos de InP e GaAs. Seu processo envolve purificar, sintetizar e extrair cristais únicos a partir de elementos raros como índio, fósforo, gálio e arsênio, seguido pelo corte desses cristais em lâminas finas. A irreplaceabilidade da AXTI reside no fato de que pouquíssimas empresas no mundo conseguem produzir substratos de InP de alta qualidade — além da AXTI, apenas algumas outras, como Sumitomo Electric do Japão e Freiberger da Alemanha. A vantagem competitiva da AXTI baseia-se no acúmulo de décadas de experiência técnica e know-how em processos de pureza de materiais, bem como em longos ciclos de certificação de clientes. Para os clientes downstream, trocar de fornecedor exige a revalidação de toda a linha de produtos, resultando em altos custos de mudança.

O CPO não contorna o substrato de InP, mas sim amplifica a demanda. Na arquitetura CPO, cada GPU requer um laser externo, e o número de lasers está diretamente ligado ao número de GPUs. Mais lasers significam mais substratos de InP. Portanto, o CPO é claramente benéfico para a AXTI. O perfil de investimento da AXTI é de pequena capitalização e alta volatilidade, com atraso na transmissão da demanda, mas, uma vez que essa demanda se traduza em pedidos, a elasticidade do preço das ações pode ser muito grande.

Soitec é uma empresa listada em Paris, França, especializada em substratos de silício SOI para fotônica. A Soitec possui uma posição de mercado dominante na área de substratos SOI dedicados à fotônica de silício e é a inventora da tecnologia patentada Smart Cut, utilizada na fabricação de wafers SOI. O núcleo da CPO é o PIC de silício, e cada PIC de silício requer um substrato SOI; portanto, a Soitec é um dos beneficiários mais certeiros do superciclo da CPO. Na época, sua avaliação era de aproximadamente 1,4 vezes o valor patrimonial, um nível baixo para um monopolista global. É importante notar que a Soitec está listada na bolsa de Paris, e não nos EUA.

Camada externa: IQE/IQEE

Abaixo está a camada externa. Os principais fornecedores independentes externos globais são a IQE/IQEE, listada em Londres. A vantagem competitiva da IQE reside na própria complexidade da epitaxia. A epitaxia consiste em crescer camadas funcionais, como um bolo de camadas, sobre um substrato, com cada camada medindo apenas alguns nanômetros; qualquer pequena variação nos materiais, temperatura ou tempo de crescimento pode levar à falha do laser. Essas combinações de parâmetros constituem a fórmula de epitaxia, e a IQE acumulou décadas de experiência nessas fórmulas — algo que não pode ser replicado em curto prazo apenas com investimento financeiro.

Após a explosão do CPO, o raciocínio para IQE e AXTI é semelhante: o CPO amplifica a demanda por lasers, e mais lasers exigem mais epilayers. O risco da IQE reside na alta concentração de clientes; a LITE é um de seus principais clientes. Se a LITE decidir, no futuro, produzir suas próprias epilayers e avançar na integração vertical, a principal fonte de receita da IQE pode ser afetada — este é um risco pontual que deve ser considerado antes do investimento.

Camada de lasers: SIVE/SIVEE, LITE, COHR, AAOI

Continuando para o nível do chip, o componente mais escasso nesta camada é o laser. As empresas principais incluem SIVE/SIVEE, LITE, COHR e AAOI.

SIVE/SIVEE é um dos ativos de interconexão óptica com o maior crescimento nos últimos doze meses. É uma pequena empresa listada na Suécia, com capitalização de mercado de cerca de 1,5 bilhão de dólares e receita anual de aproximadamente 30 milhões de dólares. A empresa adota um modelo Fabless, possui sua própria plataforma InP100 e uma pequena fábrica de wafers em Glasgow, Reino Unido, com certa capacidade de fabricação, além de colaborar com a Win Semi de Taiwan, delegando o design de lasers para a capacidade de produção madura para ampliar a produção em massa de lasers de alta potência.

SIVE/SIVEE possui cinco vantagens principais. A primeira é a plataforma padronizada InP100, que padroniza os módulos centrais do laser, permitindo combinar rapidamente diferentes produtos como peças de lego; a segunda é o teste em nível de wafer, que não exige corte prévio e teste individual de cada chip, mas sim teste direto de cada chip no wafer, aumentando a taxa de rendimento e reduzindo custos; a terceira é a cobertura simultânea das tecnologias atuais e da próxima geração, com produtos disponíveis tanto para módulos ópticos intercambiáveis quanto para fontes externas CPO; a quarta é a atuação em múltiplas frentes: além da interconexão óptica em data centers de IA, a empresa também atua em LiDAR, comunicação por satélite e defesa, diversificando o risco de mercado único; a quinta é o modelo de expansão com ativos leves: uma pequena fábrica realiza validação central e produção em pequena escala, enquanto a produção em larga escala utiliza a capacidade da Win Semi, sem a necessidade de investimentos pesados em fábricas, mantendo ao mesmo tempo a capacidade de fabricação central.

SIVE/SIVEE é um ativo com alta elasticidade no superciclo CPO. Uma das razões é que a capacidade das grandes empresas está bloqueada por pedidos tradicionais de lasers, e a demanda excedente de fontes de luz externas CPO precisa ser atendida por fornecedores independentes de lasers. Outra razão é que ele já está integrado na cadeia de suprimentos de vários projetos CPO. A solução CPO da AMD é impulsionada pela plataforma da GlobalFoundries (GlobalFoundries, fabricante global de wafers), e a SIVE é uma das poucas fornecedoras de lasers dentro desse ecossistema; empresas como Celestial AI (startup de interconexão fotônica da Marvell) e Ayar Labs (startup de CPO/interconexão fotônica) também são seus clientes.

Mas o risco do SIVE/SIVEE também é evidente: a receita é muito baixa, e a maioria dos clientes ainda está na fase de desenvolvimento e validação, sem entrar na produção em larga escala. Se apenas duas ou três clientes realizarem seus pedidos, o preço da ação pode continuar subindo; se os clientes atrasarem ou cancelarem, o preço também pode sofrer uma forte correção. Pode-se entendê-lo como um bilhete de loteria com alta taxa de retorno.

LITE, ou Lumentum, é o representante da linha IDM de lasers. Ela realiza o design de lasers, a fabricação e a montagem completa de módulos ópticos. O ponto mais central da LITE é o investimento estratégico de US$ 2 bilhões da NVIDIA e compromissos de compra de dezenas de bilhões de dólares, que garantem diretamente sua capacidade produtiva. Além disso, a LITE está profundamente integrada ao生态 de chips TPU da Google (aceleradores AI desenvolvidos internamente pela Google), com grandes quantidades de centros de dados de IA da Google utilizando tecnologias de comutação óptica e lasers da LITE.

O CEO da LITE fez três julgamentos-chave na reunião de resultados: haverá um grande desequilíbrio entre oferta e demanda para CPO; CPO é o maior impulso de crescimento único da Lumentum; CPO ainda está em estágio muito inicial. Isso equivale à confirmação direta, por parte de um CEO de primeira linha da indústria, de um superciclo para CPO. A capacidade da LITE já está reservada até 2028, com vantagem competitiva baseada em parcerias estratégicas com NVIDIA e Google como clientes principais. O risco é que, ao ter sua capacidade bloqueada pela NVIDIA, o limite de curto prazo também fica fixado, com receitas dependendo principalmente dos pedidos da NVIDIA, limitando a autonomia da empresa e resultando em uma curva de crescimento menos íngreme do que a do SIVE/SIVEE.

COHR, ou Coherent, é uma empresa extremamente rara na área de interconexões ópticas com cobertura completa em toda a cadeia. Ela atua em todos os segmentos, desde materiais, laser InP e PIC de silício até módulos ópticos. Sua participação de mercado em módulos ópticos está entre as primeiras do mundo, cerca de 20%. Assim como a LITE, a COHR também recebeu um investimento estratégico de 2 bilhões de dólares da NVIDIA e compromissos de compra de dezenas de bilhões de dólares.

A vantagem da COHR é que, independentemente de como as tecnologias evoluírem, é difícil ficar para trás. Ela pode produzir PICs de silício fotônico, necessários para CPO; pode fabricar lasers, também necessários para CPO; e ainda pode continuar produzindo módulos ópticos plugáveis. Essa é a vantagem da cobertura completa da cadeia. A COHR é mais como um ativo de interconexão óptica com capitalização média e maior segurança, com alta certeza, embora menos elástica que SIVE/SIVEE, mas com menor volatilidade e risco reduzido.

AAOI é uma das poucas empresas norte-americanas verticalmente integradas em interconexão óptica. Ela utiliza equipamentos de MBE (Epitaxia por Feixe Molecular) para crescer camadas epitaxiais sobre substratos de InP, fabricando chips de laser, empacotando subcomponentes ópticos e montando módulos ópticos finais. Seu negócio principal atual são módulos ópticos removíveis de 800G e 1,6T. Segundo a transcrição, a AAOI recebeu sua primeira grande encomenda de módulos ópticos para data centers de 1,6T em março, com um pedido inicial superior a US$ 200 milhões, e em abril obteve outra encomenda de US$ 71 milhões para módulos de 800G.

AAOI não será necessariamente impactada pelo CPO. Primeiro, os módulos ópticos removíveis não desaparecerão devido ao surgimento do CPO; o CPO resolve a conexão interna em nós superiores, mas grandes quantidades de conexões entre gabinetes ainda exigem módulos ópticos removíveis. Segundo, a AAOI está entrando na cadeia de suprimentos do CPO. Na arquitetura CPO, os lasers não podem ser colocados dentro do pacote, mas devem ser externos, formando um pequeno módulo que envia luz por fibra óptica. O novo produto apresentado pela AAOI é exatamente uma fonte de laser externa projetada para fornecer luz ao CPO. Em resumo, as vantagens da AAOI incluem integração vertical, segurança da cadeia de suprimentos graças à fabricação nos EUA e o potencial de expansão ao entrar no fornecimento externo de lasers para o CPO. No entanto, também é um ativo de pequeno capitalização de mercado e alto Beta, com alta volatilidade, alta elasticidade e riscos elevados.

Fabricante terceirizado: Win Semi e TSEM

Após falar sobre os lasers, vejamos os fabricantes terceirizados. As duas empresas mais importantes são Win Semi e TSEM.

Win Semi é uma das maiores fábricas de terceirização puras de semicondutores compostos do mundo, oferecendo fabricação GaAs e InP. A produção em massa de lasers SIVE/SIVEE é realizada principalmente pela Win Semi. A próxima geração de arquiteturas CPO aumenta a demanda por lasers externos, e a Win Semi é o principal parceiro de fabricação para essas empresas projetistas de lasers. Independentemente de qual empresa projetista de lasers vença, é altamente provável que ela recorra à Win Semi para a fabricação.

TSEM é uma fábrica especializada israelense, conhecida no mercado como a "TSMC da interconexão óptica". Ela pode ser uma das empresas que mais se beneficiam diretamente no superciclo CPO. O núcleo do CPO é o PIC de silício fotônico, e a TSEM é a fábrica com a maior participação de mercado na produção de PICs de silício fotônico. A obrigatoriedade do uso de PICs de silício fotônico no CPO equivale a elevar o negócio de fabricação de silício fotônico da TSEM do nicho para o centro da cadeia de valor.

A maior parte da capacidade da TSEM já foi reservada até 2028, e mesmo assim, o múltiplo esperado de P/L é apenas de 16 a 18 vezes, com potencial de alta considerando as expectativas de alto crescimento do CPO. O risco principal é geopolítico: trata-se de uma empresa israelense localizada no Oriente Médio, podendo ser afetada por conflitos geopolíticos.

Win Semi e TSEM são ambos contratados de fabricação, mas a diferença fundamental está nos materiais e nos objetos fabricados. A Win Semi utiliza InP e GaAs para produzir lasers, responsáveis pela emissão de luz; a TSEM utiliza substratos SOI para fabricar PICs de silício fotônico, responsáveis pelo controle da luz. Os dois sistemas de materiais são incompatíveis entre si; eles não são concorrentes, mas sim contratados de diferentes etapas da cadeia de suprimentos.

DSP e camada de chip de comutação: Broadcom e Marvell

Abaixo estão a camada DSP e a camada de chip de comutação, principalmente Broadcom e Marvell.

Broadcom AVGO é uma gigante americana com valor de mercado trilionário, com negócios que incluem chips de comutação, chips personalizados de aceleração de IA e software corporativo. Os negócios diretamente relacionados à interconexão óptica são principalmente dois. O primeiro são os chips DSP, ou seja, o cérebro dos módulos ópticos, responsáveis pela codificação de correção de erros; a Broadcom é um dos principais fornecedores nesse campo. O segundo são os switches CPO; o terceiro switch CPO da Broadcom já está em produção em massa, ou seja, um novo tipo de switch que integra diretamente o motor óptico ao lado do chip de comutação. Em termos de avanço na comercialização do CPO, a Broadcom está até à frente da NVIDIA.

No entanto, do ponto de vista de investimento, a interconexão óptica é apenas uma das várias operações da Broadcom e representa uma pequena parcela da receita total. Seu preço de ação não dobrará ou triplicará apenas por causa da explosão do CPO. Investir na Broadcom significa apostar na certeza abrangente da infraestrutura de IA, e não na elasticidade pontual do setor de interconexão óptica.

MRVL, ou Marvell Technology, é outra empresa de chips com negócios diversificados, envolvendo chips de aceleração de IA personalizados, chips de rede de data centers e chips de armazenamento. Os dois aspectos diretamente relacionados à interconexão óptica são: primeiro, os chips DSP, nos quais Marvell e Broadcom são os dois principais fornecedores, competindo diretamente entre si; segundo, o CPO. A aquisição da Celestial AI pela Marvell fortaleceu significativamente sua capacidade na área de interconexão óptica em silício.

A lógica central deste conteúdo é que, anteriormente, as GPUs se comunicavam por cabos de cobre, e agora o cobre será substituído por fibra óptica. A Celestial AI também atua nessa direção, mas com distâncias mais curtas: substituindo o cobre por fibra óptica dentro do pacote do chip. Por meio desta aquisição, a Marvell fortaleceu significativamente sua posição estratégica na área de CPO.

Em comparação com Broadcom, a Marvell tem uma exposição mais concentrada na interconexão óptica. A Broadcom é uma empresa de trilhões de dólares, e a interconexão óptica é apenas uma de suas áreas; a Marvell é menor, com receita de US$ 8,2 bilhões no último ano fiscal, um aumento de 42% em relação ao ano anterior, e a gestão prevê receitas próximas a US$ 15 bilhões nos próximos dois anos fiscais. A interconexão óptica e a CPO representam uma proporção maior e mais elástica na receita total da Marvell. A Marvell não é um ativo puro de interconexão óptica, mas pode ser uma escolha com boa exposição combinada em DSP e CPO.

Fibra óptica de base: Corning

Por fim, temos a empresa subjacente, GLW, ou Corning. A Corning é a líder global em fibras ópticas. Muitas pessoas conhecem a Corning por causa do vidro de tela dos iPhones da Apple; na realidade, a comunicação óptica já se tornou um dos maiores e mais rápidos setores de crescimento da Corning. Desde a invenção da fibra óptica para comunicação em 1970, a Corning já instalou milhões de milhas de cabos ópticos.

Independent of which optical module company wins, regardless of whether the technology path is pluggable or CPO, Corning's fiber is required. Under the CPO architecture, fiber is still used to connect the laser and the silicon photonic PIC, and fiber continues to be used between different cabinets. Fiber is one of the few segments in the entire industrial chain unaffected by the technological route debate.

A Corning tem tido uma forte vinculação com seus clientes recentemente. Em janeiro deste ano, a Meta anunciou um investimento de até 6 bilhões de dólares para ajudar a Corning a expandir suas fábricas de cabos ópticos; a NVIDIA também anunciou um acordo de cooperação de longo prazo com a Corning, investindo 500 milhões de dólares para obter opções de ações da Corning. A Corning se comprometeu a aumentar em dez vezes a capacidade de conexões ópticas nos Estados Unidos, aumentar a produção de fibra óptica em mais de 50% e construir três novas fábricas.

NVIDIA anteriormente investiu US$ 2 bilhões em cada uma das LITE e COHR, e agora investiu US$ 500 milhões na Corning, demonstrando que a NVIDIA está expandindo a competição em infraestrutura de IA desde chips até fibras ópticas, sistematicamente garantindo toda a cadeia de suprimentos de interconexão óptica. A Corning é o ativo com maior certeza e menor elasticidade em toda a cadeia de interconexão óptica.

Três abordagens de configuração: conservadora, equilibrada, agressiva

Falamos tanto sobre empresas, mas por fim precisamos responder: “Como investir?” A regra mais importante é: quanto mais para cima na cadeia produtiva, menores são as empresas, maior é a elasticidade, mas menor é a certeza; quanto mais para baixo na cadeia, maiores são as empresas, maior é a certeza, mas menor é a elasticidade. Empresas de substrato e epitaxial no extremo superior, como AXTI e IQE, têm pequeno valor de mercado e a demanda demora a se transmitir, mas, caso haja aumento significativo na demanda, a elasticidade pode ser muito grande; já empresas grandes como AVGO no extremo inferior têm alta certeza, mas é difícil esperar uma valorização de cinco vezes em um ano.

O primeiro conjunto é uma configuração conservadora, com os ativos principais sendo AVGO, MRVL e GLW. As três empresas são de grande capitalização de mercado, sendo que Broadcom já atingiu aproximadamente US$ 2 trilhões em valor de mercado, classificando-se entre as dez maiores da bolsa americana; Marvell e Corning também são empresas na faixa de centenas de bilhões de dólares. Broadcom e Marvell possuem negócios diversificados, com a interconexão óptica sendo apenas uma parte; Corning, embora mais focada, opera em um componente essencial — a fibra óptica — que não é afetado por disputas tecnológicas. Este conjunto apresenta risco de queda limitado: mesmo que o desenvolvimento da interconexão óptica não atenda às expectativas, os demais negócios sustentam o preço das ações, sendo ideal para investidores de longo prazo que não desejam assumir grande volatilidade.

O segundo conjunto é uma configuração equilibrada, com os ativos principais sendo COHR, LITE e TSEM. As três empresas são líderes em seus respectivos segmentos, com tamanho médio, oferecendo tanto certeza quanto flexibilidade. COHR é uma empresa óptica de ponta a ponta, difícil de ficar para trás independentemente da direção que a indústria tome, com um investimento de US$ 2 bilhões da NVIDIA fornecendo uma margem de segurança; LITE é o fornecedor central de lasers com capacidade garantida pela NVIDIA, cujo CEO confirmou pessoalmente o desequilíbrio entre oferta e demanda de CPO; TSEM é a fábrica com a maior participação no segmento de fabricação de PICs de silício, com valoração relativamente acessível. Se você deseja se posicionar na interconexão óptica e pode suportar certa volatilidade, este conjunto é relativamente adequado.

A terceira configuração é agressiva, com ativos principais em SIVE/SIVEE, AAOI, SOI/Soitec, AXTI e IQE. As cinco empresas estão localizadas nos pontos de gargalo da cadeia de suprimentos. A SIVE/SIVEE é um fornecedor escasso de lasers de fonte externa para CPO, já integrada na cadeia de suprimentos de vários projetos CPO; a AAOI é um ativo de alto Beta para módulos ópticos plugáveis, com capacidade de entrar no mercado de fontes externas de CPO; a Soitec é o fornecedor dominante no segmento de substratos de fotônica em silício; a AXTI fornece substratos InP necessários para a fabricação de lasers; e a IQE produz as camadas epitaxiais cruciais para a fabricação de lasers. Se o superciclo do CPO explodir na velocidade prevista pelo Goldman Sachs, esta combinação terá a maior elasticidade, mas também o maior risco.

É normal que esses ativos de pequeno capitalismo sofram quedas diárias de 20% a 30%. É recomendável manter a posição em até 5% a 10% do seu portfólio total. Observe também que muitos ativos de pequeno capitalismo em fotônica não são listados na bolsa dos EUA. A Soitec está na bolsa de Paris, a IQE na bolsa de Londres, a SIVE na Suécia e a Win Semi em Taiwan. Se você usar a Interactive Brokers, a maioria pode ser negociada, mas é necessário ativar as permissões para os respectivos mercados.

Risco da pista: progresso do CPO, escolha da NVIDIA, volatilidade de pequena capitalização

A toda a categoria também há riscos de investimento significativos.

Primeiro, o progresso da comercialização do CPO é incerto. A previsão do Goldman Sachs de um mercado CPO de US$ 91 bilhões é uma avaliação bastante agressiva. Para alcançar esse número, é necessário que a próxima arquitetura da NVIDIA seja lançada no prazo, que a taxa de rendimento do CPO atinja os padrões, que os substratos InP sejam fornecidos em quantidade suficiente, que os provedores de nuvem mantenham seus gastos de capital em níveis elevados e que haja um fluxo contínuo de capital para a cadeia de suprimentos. Qualquer falha em um desses elementos reduzirá o valor real.

Em segundo lugar, a escolha da NVIDIA é crucial. A solução de interconexão óptica adotada pela próxima plataforma Rubin da NVIDIA terá um impacto direto sobre o cenário da cadeia de suprimentos inteira. Atualmente, a NVIDIA já incluiu o CPO na arquitetura de referência Rubin, mas ainda há incertezas quanto à seleção dos fornecedores e ao ritmo da produção em massa.

Em terceiro lugar, ativos de pequena capitalização apresentam riscos inerentes. Muitas empresas da cadeia de produção de interconexões ópticas têm capitalização de mercado pequena; esses ativos não devem ser detidos em grandes proporções e muito menos alavancados.

Três julgamentos principais e conclusão

Por fim, resumo minhas três conclusões sobre a rota de interconexão óptica.

Primeiro, a interconexão óptica não é uma especulação conceitual. A demanda por interconexão em data centers de IA é real, urgente e irreversível. Quanto mais GPUs forem vendidas, maior será a demanda por interconexão óptica — trata-se de um setor com certeza forte vinculação à cadeia de suprimentos de GPUs.

Em segundo lugar, o CPO é o maior impulso futuro nesse setor. O Goldman Sachs prevê que o mercado de interconexão óptica possa crescer nove vezes, com o CPO representando US$ 91 bilhões; o CEO da Lumentum confirmou pessoalmente que a oferta e a demanda de CPO estão severamente desequilibradas e ainda estão em estágio inicial; a NVIDIA já incluiu o CPO em sua próxima arquitetura, o que demonstra que não se trata de uma história futura, mas algo que já está acontecendo.

Terceiro, se você puder assumir riscos altos e alta volatilidade e buscar retornos elevados, a lógica central é identificar gargalos. A cadeia de produção de interconexões ópticas é diferente da GPU; não é dominada apenas pela NVIDIA, mas sim altamente especializada, com gargalos extremamente dispersos. Por trás de cada gargalo, geralmente há apenas uma ou duas empresas capazes de atuar. Encontrar esses gargalos é encontrar o maior Alpha nesse segmento.

Por fim, resumindo: as GPUs são o cérebro da IA, mas a rede neural entre esses cérebros é o que determina a velocidade total do sistema. A interconexão óptica é a rede neural da IA. Sem ela, quantas GPUs houver, serão apenas ilhas isoladas. Essa cadeia de valor, muitas vezes obscurecida pelo brilho das GPUs e que pode chegar a trilhões no futuro, pode estar prestes a gerar a próxima grande oportunidade de investimento.

Claro, a volatilidade e os riscos do setor de interconexão óptica também serão muito altos; o conteúdo acima não constitui qualquer recomendação de investimento. Antes de investir, certifique-se de entender claramente os rendimentos e riscos envolvidos e tome sua decisão considerando sua posição real e fluxo de caixa.