TSMC COUPE SiN PDK отложила, NVIDIA временно переходит на Tower Semiconductor

輝達已決定暫時放棄台積電 COUPE（Compact Universal Photonic Engine）共封裝光學方案，轉而改用 Tower 半導體的矽光子平台；據 Irrational Analysis 工程分析，促使輝達啟動 Plan B 的主因為台積電氮化鈦 PDK 開發延遲，以及二維光柵耦合器開發未達預期。

План A: Уход с рынка COUPE от TSMC из‑за задержки SiN PDK и ошибки с 2D‑решётчатыми сопряжителями

根据 Irrational Analysis 工程分析，台積電 COUPE 平台面臨的兩大關鍵技術瓶頸如下：

Задержка разработки PDK на нитриде титана (SiN): Пакет проектирования для фотонных процессов (PDK) TSMC задержал выход, что напрямую повлияло на сроки разработки схем у последующих клиентов; задержка SiN PDK коснулась не только NVIDIA: несколько компаний, проектирующих AI‑чипы, тоже оценивают фотонные процессы TSMC, и синхронно с этим перенесли сроки разработки

Ошибка с двумерным (2D) решётчатым сопряжителем: Разработка высокоплотного 2D‑решётчатого сопряжителя не достигла заданных требований, что напрямую повлияло на эффективность сопряжения оптических сигналов и привело к отставанию прогресса по плану COUPE

Платформа COUPE от TSMC — это её универсальная платформа фотонного движка; цель — стандартизировать и сделать взаимозаменяемыми оптические компоненты, как транзисторы; технология CPO напрямую размещает лазер рядом с коммутационным чипом, что может существенно сократить расстояние передачи оптических сигналов, снизить энергопотребление и потери сигнала.

План B в работе: технические характеристики и цена по эффективности архитектуры NPO от Tower Semiconductor

В соответствии с анализом Irrational Analysis, технические характеристики архитектуры NPO, к которой переходит NVIDIA, следующие: модуляция 200G/400G PAM4（вместо исходной 50-64G NRZ）；16 длин волн DWDM（вдвое больше, чем 8 длин волн в Plan A, чтобы компенсировать проблему более низкой эффективности по ширине NPO）；более мощные эквалайзеры (EQ) и драйверы（поскольку электрические каналы NPO длиннее и отражений больше, bump‑ёмкость является ключевым фактором）.

При этом решение Tower имеет две издержки: более низкая плотность каналов（для достижения эквивалентной пропускной способности нужны дополнительные длины волн）и худшая энергоэффективность（мощность и требования к шуму решётчатых лазеров растут экспоненциально, повышаются требования к SNR, увеличивается нагрузка на лазер）.

Частые вопросы

Почему NVIDIA отказалась от решения COUPE от TSMC и перешла на Tower Semiconductor?

Согласно инженерному анализу Irrational Analysis, ключевые причины — две технологические «узкие места»: задержка разработки PDK на нитриде титана (SiN) от TSMC и то, что разработка 2D‑решётчатых сопряжителей не достигла спецификаций. Эти проблемы напрямую повлияли на сроки следующей сетевой архитектуры NVIDIA, вынудив запустить альтернативный вариант (Plan B) и перейти на архитектуру NPO от Tower Semiconductor.

Какой у Tower Semiconductor технологический бэкграунд в области кремниевой фотоники?

Согласно сообщениям, Tower Semiconductor — это полупроводниковый литейный бизнес в составе Infineon; её технологии кремниевой фотоники происходят из многолетней разработки Германии в области оптоэлектронных интегральных схем, особенно с уже зрелым опытом массового производства в направлениях Datacom и Telecom. Переход NVIDIA на Tower показывает, что путь кремниевой фотоники не монополизирован одной лишь TSMC.

Как задержка SiN PDK в COUPE от TSMC повлияла на отрасль в целом?

Согласно сообщениям, платформа COUPE от TSMC используется не только NVIDIA: несколько компаний, проектирующих AI‑чипы, также оценивают фотонные процессы TSMC; задержка SiN PDK означает синхронное смещение сроков проектирования на стороне разработчиков, и влияние выходит за рамки одной NVIDIA. Конкретные сроки разработки зависят от официальных объявлений TSMC.