Yazar: Godo
AI'nin en popüler iki sektörü: depolama ve ışık. Daha önce depolama çerçevesini yazdım (AI depolama katmanlarının kâr havuzlarını ve endüstri yapısını bir yazıda anlayın), bu yazıda ışığa odaklanacağım.
Silikon fotonik, hesaplama çipleri arasındaki iletişimi sağlamak için eski bakır tellerin yerine kullanılan bir teknolojidir, aşağıdaki görsel bunu açıkça göstermektedir.
LPO (Doğrusal Takılabilir Optik), CPO (Ortak Paketlenmiş Optik), OCS (Optik Yol Değiştirme) ve Optical I/O (Optik Girdi/Çıktı) gibi, genellikle karşılaşıldığında kafa karıştırıcı görünen terimler, silikon optiği gerçekleştirmenin farklı teknoloji yollarıdır.
Genellikle çipler bakır tellerle iletişim kurar. Silikon ışık çipi, ışık üreten lazerleri, ışığı "modüle eden" modülatörleri ve ışığı "alabilen" *dedektörleri* doğrudan silikon çipe entegre ederek foton iletişimini kullanır.
Peki, neden bakır değiştiriliyor? Ve neden başka bir şey yerine silikon ışık kullanılıyor?
Öncelikle, bakır teller 1,6T'nin üzerindeki sinyalleri iletirken neredeyse fiziksel sınıra ulaşıyor ve sinyal tam olmaktan çıkıyor. Malzeme değiştirilmeli. Bu en kritik nokta ve yapılması zorunlu. Terim olarak buna bant genişliği duvarı denir.
İkinci olarak, bakır gerçek bir fiziksel nesnedir ve GPU kümeleri büyüdükçe bakır kablolar için yer kalmamaktadır. Bu da bakırın değiştirilmesi zorunluluğudur. Işık farklıdır; ışık arayüzünü doğrudan anahtar chip'in yanına kaynaklayabilir ve büyük miktarda kablo döşemeyi önleyebilir. Bu terime ölçek duvarı denir.
Tekrar copper, çok fazla elektrik tüketiyor; silikon fotonik, yüz megavatlık tesislerde her gün binlerce kilovat-saat elektrik tasarrufu sağlıyor, bu elektrik copper iletişim sırasında harcanıyor. Işığa geçildiğinde, bu elektrik gerçek hesaplamalar için GPU'lara yönlendirilebilir. Bu terime güç duvarı denir.
Daha ilginç olanı, silikon ışık, yeni bir fabrika inşa etmek yerine mevcut yarı iletken endüstrisinin olgun CMOS üretim prosesini kullanabilir, düşük maliyetle büyük ölçekli üretimi mümkün kılar.
Elbette, silikon ışık emisyonu açısından bir zayıflığa sahiptir; silikon kendisi verimli bir şekilde ışık çıkaramaz ve fosforür indiyum (InP) malzemesine ihtiyaç duyar. Bu, tüm zincirin en kritik kilit noktası haline gelmiştir.
Silikon ışık teknolojisinin gelişimi
En önemli dönüm noktası 2025 Mart'tır, NVIDIA GTC konferansında Quantum-X ve Spectrum-X foton anahtarlayıcılarını duyurur ve Huang Renxun, bir sonraki Rubin neslinden itibaren "optik bağlantılar seçenek değil, standarttır" diye açıklar.
Bir hafta sonra, NVIDIA, Coherent ve Lumentum'a toplam 4 milyar dolar yatırım yaparak kritik tedarik zincirini garanti altına aldı.
Silikon tabanlı optoelektrik etki makalesi 1980'lerde yayınlandı, 2004-2014 yılları arasında Intel ve IBM silikon tabanlı optik modülatörler üretti.
Geçen on yılda, AWS, Google, Meta gibi süper büyük bulut sağlayıcıları, silikon ışık teknolojisini uyguladı, ancak o zamanlar bu yalnızca fiber optik iletişimın bir parçasıydı.
Mevcut endüstri yapısı
1) En alt katman: Çip üreticisi
Foton çipleri üretimi. TSMC $TSM, COUPE süreciyle öncü konumda; Tower Semiconductor $TSEM, silikon ışık üretimi için uzmanlaşmış ve 2025 yılında silikon ışık geliri %70 artmıştır. GlobalFoundries $GFS, Singapur'lu AMF'yi satın alarak dünyanın en büyük özel silikon ışık üreticisi olmuştur.
2) İkinci katman: Temel bileşen tedarikçileri
Lazerler, modülatörler vb. sağlıyor, özellikle fosforür indiyum (InP) lazerlerini üretiyor ve yüksek hızda EML lazerlerini üretebilen şirketler dünya çapında 5'ten azdır.
Lumentum $LITE, 200G/lane EML lazer üretiminin tek üreticisidir ve bu, 1.6T ışık modülünün temel bileşenidir. NVIDIA, üretimi kilitlemek için siparişlerini 2027 sonrasıye kadar簽landı.
3) Üçüncü katman: Modül ve sistem üreticileri
Parçaları ürün haline getirin. Coherent, küresel ışık alıcı-verici pazarının %25'ini kaplıyor. Çin'in InnoLight, Eoptolink ve Accelink şirketleri üretim ölçeği ve maliyet rekabet gücü açısından dikkat çekiyor.
4) En üst seviye: Sistem entegratörü
NVIDIA, Cisco, Broadcom, Marvell bu katmanda.
Genel olarak,
NVIDIA$NVDA
Hâkimiyetini belirlemek, AI veri merkezlerinin hangi bağlantı standardını kullanacağını kararlaştırmak ve ardından stratejik yatırımlarla tedarik zincirini kilitlemek.
Broadcom$AVGO
Ağ anahtar çipinin mutlak lideri, Ethernet anahtarlayıcı pazar payı %80'e yakındır. Tomahawk 6-Davisson, dünyada ilk 102,4 Tbps CPO anahtarlayıcısıdır.
Marvell$MRVL
Broadcom, PAM4 optik DSP pazarında %60-70 payla lider konumda ve en güçlü rakibi. Son olarak Celestial AI'yi satın alarak çip-çip optik bağlantısına girdi.
Lumentum$LITE
EML lazerinin en kritik tedarikçisi. 200G/lane EML üretiminin dünyada tek üreticisi; NVIDIA, siparişlerini 2027 sonrası için garanti altına aldı.
Coherent$COHR
Malzeme, lazer ve modül düzeyinde tam bir zincir entegrasyonuna sahiptir. FY2025 geliri 5,8 milyar ABD dolarıdır ve ışık verici-alıcı piyasa payı açısından ilk sırada yer almaktadır.
台积电$TSM
İşlem standardı belirleyici. 65nm silikon fotonik prosesi endüstride üretilmektedir, COUPE platformu mevcut en ileri 3D hibrit entegrasyon çözümüdür ve NVIDIA'nın CPO yoluyla derin bağlantılıdır.
Tower Semiconductor$TSEM
En saf silikon ışık üretimi yararlanıcısı. 2025'te silikon ışık geliri önceki yılın aynı dönemine göre %70 arttı ve kapasitesini üç katına çıkarmak için 650 milyon dolar yatırıyor. Tüm varlıklarda en yüksek piyasa değeri esnekliğine sahip.
Lightmatter / Ayar Labs Listed Değil · İPO Adayı
Lightmatter, 4,4 milyar dolar değerinde ve 3D fotonik bağlantılar üzerinde çalışıyor; Ayar Labs, AMD, Intel ve NVIDIA tarafından aynı anda finanse ediliyor ve optik I/O çipletleri üzerinde çalışıyor. İkisi de potansiyel olarak büyük bir IPO adayı.
Silikon ışık patlaması, değerleme mantığını değiştiriyor
Bir örnek verelim. Daha önce Wall Street, Tower Semiconductor'i normal analog fabrika olarak değerlendirmişti ve satış katsayısı yaklaşık 2-3 katıydı.
Ancak silikon ışık işlevi toplam gelirin %5'inden %30-40'ına çıktığında, piyasa AI altyapısı için kıt varlık olarak yeniden değerlemeye başladı ve fiyat-kazanç oranı 6-10 katına çıkabilir.
Lumentum ve Coherent, daha önce telekomünikasyon cihazı tedarikçiydi, şimdi AI bağlantısı için vazgeçilmez bileşen sağlayıcıları olarak yeniden tanımlandı. BofA analisti Vivek Arya, Marvell'in hedef fiyatını 200 dola çıkardı; nedeni, Marvell'i iletişim çip üreticisi olarak değil, AI altyapı platformu olarak değerlendirmektir.
Evercore ISI, Silicon Photonics ürünlerinin büyük ölçekli veri merkezlerine yayılmasıyla birlikte, Cisco'nun AI temelli gelirinin gelecek 3-4 yıl içinde 3 milyar dolarlardan 12-15 milyar dolarlara çıkabileceğini düşünüyor.
Silikon fotonik endüstrisinin koruma duvarı
Her bir üretim süreci, AI patlamasından önce uzun bir süre boyunca birikim sağlamış olduğundan, silikon fotonik endüstrisi açıkça bir kazananın tümünü alması özelliğine sahiptir.
InP lazerleri, dünya çapında sadece beşten az şirket yüksek performanslı EML lazerlerini büyük ölçekli üretiyor ve üretim kapasitesi genişletme döngüsü 3-5 yıl. Bu, tüm zincirin en kritik noktası.
TSMC'nin COUPE süreci. 3D hibrit entegrasyon için süreç bariyerleri, takipçilerin en az iki nesil geride kalmasına neden oluyor ve yıllarca verimlilik deneyimi birikimi gerektiriyor.
PDK ekosistemi üreticisi. Müşteriler, bir üreticide tasarım yaptıktan sonra geçiş maliyeti çok yüksektir; yeniden tasarım ve yeniden sertifikasyon 12-18 ay sürer.
Isı yönetimi ve paketleme. CPO, birkaç milimetrelik bir alanda elektrik, ısı ve ışık gibi üç fiziksel alanın etkileşimini aynı anda yönetmelidir; bu, yıllarca sistem entegrasyonu deneyimi olmayanlar tarafından yapılamaz.
AWS, Google gibi dev şirketlerin tedarikçi onay süreci genellikle 12-24 ay sürer. Onay tamamlandığında müşterilerin bağlılığı çok yüksektir.
Risk ve Soğuk Düşünce
Tüm zincirin büyümesi, Microsoft, Google, Meta, Amazon ve Oracle gibi beş büyük bulut sağlayıcının sermaye harcamalarına yüksek ölçüde bağlıdır.
Teknoloji yolları yerine geçilebilirdir; LPO (Doğrusal Takılabilir Optik), CPO (Ortak Paketlenmiş Optik), OCS (Optik Yol Değiştirme), Optical I/O (Optik Girdi/Çıktı). Eğer bir yol başka biri tarafından yerini alırsa, önceki yatırımlar amortisman ve değer kaybına uğrayabilir.
LightCounting gibi araştırma kurumları, gerçek anlamda büyük ölçekli CPO dağıtımının 2028 yılından sonra geleceğini ve bunun öncesinde daha çok LPO gibi geçiş çözümlerinin hacim kazanacağını belirtiyor.
Bu nedenle, tek bir şirketin kazanmasına değil, sektörün kazanmasına bahis yapmak daha güvenlidir.