Secondo diverse indiscrezioni, TSMC sarebbe pronta a implementare la tecnologia ottica per la trasmissione dei segnali nelle attività di elaborazione grazie alla sua innovativa tecnologia CPO (Co-Packaged Optics).
La società ha recentemente raggiunto un importante traguardo nell’integrazione dell’ottica co-confezionata (CPO) con tecnologie avanzate di confezionamento dei semiconduttori. I primi campioni di questa tecnologia sono previsti per l’inizio del 2025. Se non si verificheranno ritardi, TSMC potrebbe inaugurare l’era della trasmissione ottica a 1,6 terabit al secondo già nella seconda metà del 2025. Fonti del settore suggeriscono che i primi clienti di queste soluzioni saranno NVIDIA e Broadcom.
La tecnologia CPO rappresenta un approccio rivoluzionario: il motore ottico e il chip di commutazione sono integrati in un unico pacchetto, anziché utilizzare i tradizionali moduli ottici collegabili. Questa integrazione riduce drasticamente la distanza tra il motore ottico e il chip, migliorando velocità, efficienza energetica e riducendo l’ingombro complessivo.
Un passo avanti grazie ai micro ring modulator (MRM)
In collaborazione con Broadcom, TSMC ha sviluppato un componente chiave della tecnologia CPO: il micro ring modulator (MRM), utilizzando il suo avanzato processo produttivo a 3 nm. Questo progresso spiana la strada all’integrazione della tecnologia CPO con chip ad alte prestazioni (HPC) o ASIC per applicazioni legate all’intelligenza artificiale. La transizione dalla trasmissione elettrica a quella ottica promette un significativo miglioramento nelle attività di elaborazione.
Sfide nella produzione e strategie future
Nonostante i progressi, la produzione di moduli CPO presenta ancora diverse sfide. Il processo di confezionamento è complesso e i bassi tassi di rendimento potrebbero spingere TSMC a esternalizzare parte degli ordini di confezionamento dei motori ottici (OE, optical engine) ad altri fornitori specializzati in packaging avanzato.
TSMC sta inoltre sviluppando una visione a lungo termine per la fotonica al silicio, che ruota attorno all’integrazione di moduli CPO con tecnologie di confezionamento come CoWoS o SoIC. Questo approccio punta a superare i limiti di velocità delle tradizionali interconnessioni in rame, aprendo nuove possibilità per applicazioni HPC e AI.
Le ambizioni di NVIDIA e la roadmap tecnologica
NVIDIA prevede di adottare la tecnologia CPO nei suoi futuri chip GB300, la cui uscita è programmata per la seconda metà del 2025. Questa tecnologia sarà poi utilizzata nella nuova architettura Rubin, migliorando le prestazioni di comunicazione e affrontando i problemi legati all’interferenza del segnale e al surriscaldamento. Inoltre, l’integrazione con CPO consentirà a NVIDIA di superare le limitazioni dell’attuale interconnessione NVLink 72, che oggi collega fino a 72 chip GB200.
Se questa roadmap verrà rispettata, l’era della fotonica al silicio potrebbe davvero prendere il via nei prossimi anni, segnando una svolta epocale per l’industria dei semiconduttori.
