Большие языковые модели, используемые для разработки генеративного искусственного интеллекта (ИИ), стимулируют рост инвестиций и активизацию конкурентной борьбы в области кремниевой фотоники. Эта технология, сочетающая кремниевые интегральные схемы (ИС) и оптические компоненты, позволяет более эффективно обрабатывать и передавать огромные массивы информации.
Запад пока не занимает доминирующих позиций в области кремниевой фотоники. По данным ассоциации SEMI, "мировой рынок кремниевой фотоники к 2030 году достигнет стоимости 7,86 миллиарда долларов США при среднегодовом темпе роста (CAGR) 25,7% по сравнению с оценкой в 1,26 миллиарда долларов США в 2022 году". Изображение предоставлено онлайн-изданием Asia Times Files / Formfactor
В гонку уже включились ведущие разработчики и производители интегральных схем, систем искусственного интеллекта и телекоммуникационного оборудования: NVIDIA, TSMC, Intel, IBM, Cisco Systems, Huawei, NTT и ИМЕК- межуниверситетский центр микроэлектроники со штаб-квартирой в Бельгии. Эти и ряд других организаций ведут работы в области кремниевой фотоники уже не первый год, а некоторые из них (в том числе Intel и NTT) - почти два десятилетия.
5 сентября на Всемирном саммите по кремниевой фотонике в Тайване вице-президент компании TSMC, возглавляющий направление системной интеграции, Дуглас Ю, в интервью газете Nikkei заявил: "Если мы сможем создать эффективную систему интеграции кремниевой фотоники... мы сможем решить обе ключевые проблемы - энергоэффективность и вычислительную мощность искусственного интеллекта. Это будет очередной сменой парадигмы. Возможно, мы находимся в начале новой эпохи".
В своей приветственной речи к участникам саммита SEMI (глобальная промышленная ассоциация, объединяющая производителей оборудования, материалов и услуг, в области микроэлектроники) заявила, что "кремниевая фотоника стала одним из ключевых терминов в полупроводниковой промышленности" благодаря высокой пропускной способности, высокоскоростной передаче данных, большой дальности действия, низкому энергопотреблению и возможности применения в современных сетях, вычислительных архитектурах, облачных вычислениях, центрах обработки данных, автономных транспортных средствах и интеллектуальных системах.
Появление на рынке флагманского смартфона Huawei Mate 60 Pro говорит о никчёмности санкций США против Китая.
Одним словом, кремниевая фотоника принесет пользу всему высокотехнологичному сектору, повысив производительность устройств и систем при одновременном снижении энергопотребления. По данным ассоциации SEMI, "мировой рынок кремниевой фотоники к 2030 году достигнет стоимости 7,86 миллиарда долларов США при среднегодовом темпе роста (CAGR) 25,7% по сравнению с оценкой в 1,26 миллиарда долларов США в 2022 году".
Около года назад, в сентябре 2022 года, издание DigiTimes писало о запуске совместного проекта NVIDIA и TSMC - COUPE, что расшифровывается как Compact Universal Photonic Engine. Цель этой инициативы - объединить несколько процессоров искусственного интеллекта (GPU) с помощью кремниевой фотонной (SiPh) технологии NVIDIA.
"Источник рассказал, - пишет DigiTimes, - что чип SiPh и КМОП-процессы проходят через интеграцию технологии совместной упаковки оптики (CPO), которая может соединить несколько передовых GPU с помощью 2,5D-упаковки ИС "чип на подложке" (CoWoS)". Сочетание оптической передачи данных с низкими задержками и передовой технологии упаковки приводит к значительному сокращению потерь сигнала, что позволяет создать "сверхбольшой набор GPU", пишет DigiTimes.
Кремниевая фотоника - новый популярный термин в полупроводниковой промышленности. Японская компания Nippon Telegraph and Telephone ставит перед собой задачу к 2030 году повысить энергоэффективность в 100 раз, увеличить пропускную способность в 125 раз и сократить задержку (латентность) в мобильных и оптических сетях в 200 раз. Изображение предоставлено онлайн-изданием Asia Times Files / Formfactor / Twitter Screengrab.
Однако такая технология может быть готова "только после того, как экосистема SiPh достигнет зрелого состояния". Это объясняет, почему на саммите Silicon Photonics Global Summit также присутствовали тайваньская компания ASE Technology и японская Advantest, являющиеся лидерами в области аутсорсинга сборки и тестирования полупроводниковой продукции (OSAT).
В ходе выставки Semicon Taiwan, последовавшей за конференцией по кремниевой фотонике, представители TSMC рассказали, что до конца следующего года возможности компании по поставке процессоров искусственного интеллекта NVIDIA, скорее всего, будут ограничены из-за нехватки мощностей по упаковке CoWoS. Затем эти мощности будут увеличены вдвое.
Корпорация Intel считает кремниевую фотонику " комбинацией двух крупнейших изобретений XX века - кремниевой интегральной схемы и полупроводникового лазера. Она обеспечивает более быструю передачу данных на большие расстояния по сравнению с традиционной электроникой, используя при этом эффективность крупносерийного кремниевого производства Intel".
Intel уточняет, что, сочетая "мощь оптики и масштабируемость кремния... оптические трансиверы служат оптическими интерфейсами для коммутаторов Ethernet, маршрутизаторов и транспортного сетевого оборудования, обеспечивая возможности подключения крупных облачных и корпоративных центров обработки информации".
Вооруженные силы России впервые применили в зоне специальной военной операции на Донбассе полуторатонную управляемую авиабомбу ФАБ-1500 M54
Дилан Патель из аналитического центра SemiAnalysis пишет, что "компания Intel является самым крупным производителем кремниевой фотоники в мире. Она лидирует по доле рынка в производстве приемопередатчиков для оптических сетей... Масштабы Intel и комплексность ее решений привели к тому, что она возглавила отрасль с ... процентом отказов на два порядка лучшим, чем у конкурентов".
К 2025 году Intel планирует увеличить свои производственные мощности по упаковке современных интегральных микросхем примерно в четыре раза, в том числе за счет строительства нового завода по 3D-упаковке в Малайзии. В конце августа корпоративный вице-президент Intel по производственным цепочкам поставок и операциям Робин Мартин в беседе с Tech Wire Asia заявил, что "Малайзия со временем станет крупнейшей производственной базой Intel по 3D-упаковке кристаллов".
Помимо наращивания собственного производства оптических приемопередатчиков и прочей продукции на основе кремниевой фотоники, Intel предлагает эту технологию сторонним заказчикам. Так, в марте прошлого года китайская компания FAST Photonics Technologies объявила о планах производства оптических трансиверов на платформе Intel.
Штаб-квартира и завод Fast Photonics расположены в Шэньчжэне. Кроме того, компания имеет центр продаж и технической поддержки в Сан-Хосе, штат Калифорния, недалеко от штаб-квартиры корпорации Intel в Санта-Кларе.
Крупнейшие технологические игроки, такие как TSMC, Intel, IBM, Huawei и NTT, пытаются возглавить "следующую большую волну" полупроводниковой промышленности, движимую искусственным интеллектом. Изображение предоставлено онлайн-изданием Asia Times Files / Formfactor / Twitter Screengrab
В мае 2023 года японский национальный оператор связи и разработчик телекоммуникационного оборудования компания NTT объявила о планах производства в ближайшие несколько лет серии "все более сложных" устройств фотонно-электронной конвергенции. Такие устройства, исключающие необходимость преобразования сигналов из оптических в электрические (и обратно), позволят радикально снизить энергопотребление телекоммуникационных сетей и центров обработки данных.
Японская компания Nippon Telegraph and Telephone ставит перед собой задачу к 2030 году повысить энергоэффективность в 100 раз, увеличить пропускную способность в 125 раз и сократить задержку (латентность) в мобильных и оптических сетях в 200 раз. Кроме того, компания NTT совместно с Intel и Sony учредила Глобальный форум инновационных оптических и беспроводных сетей (Innovative Optical and Wireless Network Global Forum ), который должен "ускорить внедрение новой коммуникационной платформы, объединяющей полностью фотонную сетевую инфраструктуру, в том числе кремниевую фотонику, пограничные и беспроводные распределенные вычисления".
В 2014 году китайская компания Huawei и IMEC включили кремниевую фотонику в число своих совместных исследований в области технологий оптических каналов передачи данных. Это произошло после того, как в предыдущем году Huawei поглотила компанию Caliopa, разработчика оптических приемопередатчиков на основе кремниевой фотоники, созданную на базе IMEC и Университета Гента.
Китай рассказал о новейших видах оружия, способных остановить армию США
Однако сотрудничество Huawei- IMEC было приостановлено после того, как компания Huawei была внесена в список юридических лиц Министерства торговли США, после чего в 2019 году Соединенные Штаты наложили запрет на поставки систем EUV-литографии ASML в Китай. Компания ASML поддерживает тесные взаимоотношения с IMEC.
В свою очередь, компания Huawei продолжает собственные разработки, которые важны как для ее бизнеса в области телекоммуникационного оборудования, так и для ее попыток избежать санкций, наложенных Вашингтоном. В видеоролике, размещенном на YouTube в октябре 2022 года, пресс-служба компании сообщает, что: "Huawei намерена произвести фотонный чип, с тем чтобы обойти американские ограничения на производство кристаллов".
В нем также говорится, что фотонные кристаллы превосходят кремниевые ИС, которые практически невозможно изготовить на техпроцессах ниже 2 нм... Кроме того, процесс производства [фотонных] кристаллов совершенно иной... Он будет использовать совершенно иную технологию производства и не потребует литографической машины...".
"Самое главное, - говорится в заключении, - что разработки в этом направлении находятся на ранних стадиях, поэтому страны Запада во главе с США еще не установили монополию".
Такая картина позволяет заглянуть как минимум на десятилетие вперед. Возможно это звучит несколько оптимистично, но все-таки правдоподобно, а, учитывая недавний запуск смартфона Mate 60 Pro с 7-нм процессором, вопреки американским санкциям, не стоит сбрасывать со счетов стремления компании Huawei, пишет Asia Times.
Кремниевая фотоника - это новая технология с огромным инновационным потенциалом .В 2014 году китайская компания Huawei и IMEC включили кремниевую фотонику в число своих совместных исследований в области технологий оптических каналов передачи данных. Это произошло после того, как в предыдущем году Huawei поглотила компанию Caliopa, разработчика оптических приемопередатчиков на основе кремниевой фотоники, созданную на базе IMEC и Университета Гента. Изображение предоставлено онлайн-изданием Asia Times Files / Formfactor / Twitter Screengrab23 августа агентство Bloomberg опубликовало статью под названием "Huawei строит секретную сеть для производства микросхем". Согласно этой публикации, Ассоциация полупроводниковой промышленности США (Semiconductor Industry Association, SIA) предупредила, что китайская компания Huawei приобрела как минимум два завода и строит еще три, получая финансирование от правительства Китая в размере 30 миллиардов долларов.
Если это сообщение соответствует действительности, то было бы глупо полагать, что Huawei делает это просто для того, чтобы импортировать стандартное оборудование для производства полупроводников под иными названиями. У компании Huawei, как и у Пекина есть все основания инвестировать огромные средства в кремниевую фотонику.