जापान "ऑप्टिकल चिप युग" के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहा है

सार:

एआई कंप्यूटिंग शक्ति के लिए अगली क्षमता प्रतिस्पर्धा जीपीयू से सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स तक बढ़ रही है। वेफर फाउंड्री टॉवर सेमीकंडक्टर जापान में अपनी सिलिकॉन फोटोनिक्स उत्पादन क्षमता का आक्रामक रूप से विस्तार कर रहा है। टावर के सीईओ रसेल एलवांगर ने हाल ही में कहा था कि एआई डेटा सेंटर सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स की मांग में तेजी से वृद्धि कर रहे हैं और कंपनी को जल्द से जल्द उत्पादन क्षमता का विस्तार करने की जरूरत है। जापान दुनिया में टावर के सबसे महत्वपूर्ण ऑप्टिकल संचार सेमीकंडक्टर उत्पादन अड्डों में से एक बन जाएगा।

टॉवर की पूर्व घोषित योजना के अनुसार, कंपनी जापान में 600 बिलियन येन या लगभग 4 बिलियन अमेरिकी डॉलर से अधिक का निवेश करेगी, जो अपनी 300 मिमी सिलिकॉन फोटोनिक्स, सिलिकॉन जर्मेनियम और उन्नत ऑप्टिकल पैकेजिंग क्षमताओं के विस्तार पर ध्यान केंद्रित करेगी। उनमें से, जापानी सरकार लगभग 160 बिलियन येन और लगभग 1 बिलियन अमेरिकी डॉलर की सहायता प्रदान करने की योजना बना रही है।

टॉवर के लिए, यह न केवल फैब विस्तार का एक सामान्य दौर है, बल्कि एआई डेटा सेंटर, 800G/1.6T ऑप्टिकल मॉड्यूल, एनपीओ और सीपीओ के युग में एक दीर्घकालिक दांव भी है।

1. एआई सिलिकॉन फोटोनिक्स को उत्पादन विस्तार चक्र में धकेलता है

टॉवर को अब उत्पादन क्यों बढ़ाना पड़ रहा है?

केवल एक ही मुख्य कारण है: एआई सर्वरों के बीच अधिक से अधिक डेटा प्रसारित करने की आवश्यकता है।

जब एआई क्लस्टर हजारों जीपीयू से दसियों हजार या यहां तक ​​कि सैकड़ों हजारों जीपीयू तक फैलता है, तो कंप्यूटिंग शक्ति के पैमाने को वास्तव में केवल जीपीयू ही सीमित नहीं किया जाता है, बल्कि जीपीयू के बीच उच्च गति पर डेटा का आदान-प्रदान कैसे किया जाता है। पारंपरिक कॉपर इंटरकनेक्ट्स को दूरी, बैंडविड्थ, सिग्नल अखंडता और बिजली की खपत के मामले में बढ़ते दबाव का सामना करना पड़ रहा है, और इसलिए ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स सर्वर और चिप्स के करीब जाने लगे हैं।

सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक का महत्व मॉड्यूलेटर, फोटोडिटेक्टर और वेवगाइड जैसे फोटोनिक उपकरणों के निर्माण के लिए परिपक्व सिलिकॉन प्रक्रियाओं का उपयोग करना और ऑप्टिकल सिग्नल के माध्यम से अधिक उच्च गति वाले डेटा को प्रसारित करने की अनुमति देने के लिए इलेक्ट्रॉनिक चिप्स के साथ मिलकर काम करना है।

यही कारण है कि 800G के बाद, 1.6T ऑप्टिकल मॉड्यूल, सिलिकॉन फोटोनिक्स, NPO और CPO AI डेटा सेंटर उद्योग श्रृंखला के मुख्य कीवर्ड बन रहे हैं।

टॉवर के सीईओ एलवांगर ने कहा कि सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स की मौजूदा बाजार मांग बहुत अधिक है और कंपनी को जल्द से जल्द उत्पादन क्षमता बढ़ानी चाहिए।

△टॉवर सेमीकंडक्टर सीईओ रसेल एलवांगर

टॉवर द्वारा प्रकट की गई जानकारी से पता चलता है कि इसका सिलिकॉन फोटोनिक्स व्यवसाय तेजी से विकास के चरण में प्रवेश कर चुका है। कंपनी न केवल भविष्य के ऑर्डर लॉक कर रही है, बल्कि 2027 और यहां तक ​​कि 2028 में उत्पादन क्षमता की योजना भी पहले से बनाना शुरू कर रही है।

दूसरे शब्दों में, टॉवर अब जिस चीज के लिए प्रतिस्पर्धा कर रहा है वह आज के ऑप्टिकल मॉड्यूल ऑर्डर नहीं है, बल्कि अगले कुछ वर्षों में एआई ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन इंफ्रास्ट्रक्चर के लिए विनिर्माण प्रवेश है।

2. टावर सिलिकॉन लाइट पर दांव क्यों लगा रहा है?

टॉवर टीएसएमसी, सैमसंग और इंटेल से अलग है। यह अपने मुख्य युद्धक्षेत्र के रूप में सबसे उन्नत सीपीयू और जीपीयू तर्क प्रक्रियाओं पर ध्यान केंद्रित नहीं करता है, बल्कि विशेष प्रक्रिया वेफर फाउंड्री पर दीर्घकालिक ध्यान केंद्रित करता है।

टॉवर के प्रौद्योगिकी परिदृश्य में सिलिकॉन फोटोनिक्स, सिलिकॉन जर्मेनियम SiGe, रेडियो फ्रीक्वेंसी आरएफ, पावर प्रबंधन, छवि सेंसर और अन्य क्षेत्र शामिल हैं। एआई युग में, यह "2nm, 1.4nm" मार्ग का अनुसरण नहीं करता प्रतीत होता है, लेकिन इसने विकास के नए अवसर प्राप्त किए हैं।

जीपीयू के अलावा, एआई सर्वर को बड़ी संख्या में हाई-स्पीड नेटवर्क चिप्स, ऑप्टिकल मॉड्यूल, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चिप्स और हाई-स्पीड एनालॉग डिवाइस की भी आवश्यकता होती है।

विशेष रूप से सिलिकॉन फोटोनिक्स के क्षेत्र में, टॉवर ने एक गहरी प्रक्रिया संचय का गठन किया है।

टॉवर के PH18DA और अन्य प्लेटफ़ॉर्म उच्च गति वाले ऑप्टिकल संचार अनुप्रयोगों के उद्देश्य से हैं और लेजर, ऑप्टिकल एम्पलीफायर, मॉड्यूलेटर, फोटोडिटेक्टर और अन्य उपकरणों को एकीकृत कर सकते हैं, जो 800G, 1.6T और अगली पीढ़ी के हाई-स्पीड ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन के लिए विनिर्माण आधार प्रदान करते हैं।

यह टॉवर को एआई ऑप्टिकल संचार उद्योग श्रृंखला में एक बहुत ही विशेष भूमिका देता है: यह जीपीयू का उत्पादन नहीं करता है, लेकिन यह बड़ी संख्या में जीपीयू को जोड़ने के लिए आवश्यक प्रमुख सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स का निर्माण कर सकता है।

3. जापान पर 4 बिलियन अमेरिकी डॉलर का दांव

टॉवर की जापानी उत्पादन विस्तार योजना का पैमाना 600 बिलियन येन से अधिक है, जो लगभग 4 बिलियन अमेरिकी डॉलर है, और इसे मुख्य रूप से दो मार्गों से बढ़ावा दिया जाता है।

पहला मार्ग जापान में मौजूदा वेफर फैब्स में सिलिकॉन फोटोनिक्स उत्पादन क्षमता का तेजी से विस्तार करने के लिए टॉवर का उपयोग करना है।

टावर ने मायोको शहर, निगाटा प्रीफेक्चर में अपने अराई कारखाने को बदलने और 300 मिमी सिलिकॉन फोटोनिक्स और उन्नत ऑप्टिक्स-संबंधित उत्पादन के लिए संबंधित विनिर्माण संसाधनों का उपयोग करने की योजना बनाई है; साथ ही, कंपनी टोयामा प्रीफेक्चर में उओज़ू फैब 7 की 300 मिमी वेफर विनिर्माण क्षमता को और बढ़ाएगी।

फैब 7 के पास वर्तमान में सिलिकॉन जर्मेनियम और सिलिकॉन फोटोनिक्स से संबंधित विनिर्माण फाउंडेशन है। इसलिए, टावर नए वेफर कारखाने के निर्माण की तुलना में उपकरण परिचय, प्रक्रिया सत्यापन और बड़े पैमाने पर उत्पादन रैंप-अप को तेजी से पूरा कर सकता है।

टॉवर का अनुमान है कि यह नई क्षमता 2027 की चौथी तिमाही में बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार हो जाएगी।

दूसरा मार्ग अधिक उग्र है।

टॉवर ने सिलिकॉन फोटोनिक्स और सिलिकॉन जर्मेनियम उत्पादन क्षमता का और विस्तार करने के लिए फैब 7 के पास नई 300 मिमी विनिर्माण सुविधाओं का निर्माण जारी रखने की योजना बनाई है। उम्मीद है कि नई उत्पादन क्षमता 2029 के आसपास से कंपनी के राजस्व में महत्वपूर्ण योगदान देगी।

टॉवर की योजना के अनुसार, प्रासंगिक परियोजनाओं के पूरा होने के बाद, इसके समकक्ष जापानी 300 मिमी वेफर उत्पादन क्षमता लगभग 45,000 वेफर्स प्रति माह तक पहुंचने की उम्मीद है।

इसका मतलब है कि जापान टॉवर के सिलिकॉन फोटोनिक्स विस्तार के अगले दौर के लिए सबसे महत्वपूर्ण विनिर्माण अड्डों में से एक बन जाएगा। (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है - 2028)

4. जापान ने टावर को 1 अरब डॉलर क्यों दिए?

जापान में टावर के बड़े पैमाने पर निवेश के पीछे सेमीकंडक्टर आपूर्ति श्रृंखला के पुनर्निर्माण को बढ़ावा देने की जापानी सरकार की रणनीति है।

जापान के अर्थव्यवस्था, व्यापार और उद्योग मंत्रालय ने सिलिकॉन फोटोनिक्स और सिलिकॉन जर्मेनियम जैसी अगली पीढ़ी के संचार सेमीकंडक्टर विनिर्माण क्षमताओं का समर्थन करने पर ध्यान केंद्रित करते हुए, टॉवर परियोजना को लगभग 160 बिलियन येन या लगभग 1 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक का समर्थन प्रदान करने की योजना बनाई है।

जापानी सरकार ने हाल के वर्षों में टीएसएमसी की कुमामोटो फैक्ट्री, रैपिडस एडवांस्ड लॉजिक प्रोजेक्ट और कई सेमीकंडक्टर सामग्री, उपकरण और पैकेजिंग परियोजनाओं का समर्थन किया है। टॉवर द्वारा प्रस्तुत सिलिकॉन फोटोनिक्स विनिर्माण क्षमताओं ने एआई हाई-स्पीड ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन को पूरक बनाया है।

प्रासंगिक व्यवस्थाओं के अनुसार, टावर को दीर्घकालिक उत्पादन और आपूर्ति जिम्मेदारियां संभालने की जरूरत है। तंग अर्धचालक आपूर्ति की स्थिति में, जापानी बाजार को भी संबंधित आपूर्ति गारंटी प्राप्त होगी।

इसलिए, यह सब्सिडी केवल "टावर को जापान में फ़ैक्टरी बनाने के लिए आमंत्रित करने" के बारे में नहीं है।

जापान वास्तव में एक प्रमुख विनिर्माण नोड प्राप्त करने की उम्मीद करता है जो भविष्य के एआई डेटा सेंटर, ऑप्टिकल संचार और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण उद्योगों की सेवा कर सकता है।

5. टावर जापान के लेआउट का एक और फायदा भी है: पैनासोनिक द्वारा पीछे छोड़ दिए गए लोग

टावर ने जापान को एक और कारण से चुना जिसे अक्सर नजरअंदाज कर दिया जाता है और वह है प्रतिभा।

टावर ने पैनासोनिक के साथ टीपीएससीओ की स्थापना करके 2014 की शुरुआत में जापान में प्रवेश किया और होकुरिकु क्षेत्र में पैनासोनिक के सेमीकंडक्टर विनिर्माण संसाधनों पर कब्जा कर लिया।

हालांकि बाद में पैनासोनिक ने धीरे-धीरे अपने सेमीकंडक्टर विनिर्माण व्यवसाय का हिस्सा छोड़ दिया, लेकिन वेफर विनिर्माण अनुभव वाले बड़ी संख्या में इंजीनियरों, कारीगरों और औद्योगिक फाउंडेशनों को बरकरार रखा गया।

सेमीकंडक्टर निर्माण के लिए, यह बहुत महत्वपूर्ण है।

कोई फैब सिर्फ उपकरण खरीदकर उत्पादन नहीं कर सकता। प्रक्रिया एकीकरण, उपकरण रखरखाव, उपज में सुधार, दोष नियंत्रण और बड़े पैमाने पर उत्पादन अनुभव के लिए दीर्घकालिक संचय की आवश्यकता होती है।

इसलिए, टॉवर जापान में उत्पादन का विस्तार करने के लिए सीधे तौर पर एक नया विनिर्माण आधार बनाने के बजाय मौजूदा कारखानों, बुनियादी ढांचे, इंजीनियरिंग टीमों और आपूर्ति श्रृंखला प्रणालियों का उपयोग कर सकता है।

यह भी एक महत्वपूर्ण कारण है कि टावर ने जापान पर अधिक ध्यान केंद्रित करना जारी रखा है।

6. असली अगली लड़ाई: सीपीओ

हालाँकि, टॉवर के सामने प्रतिस्पर्धा भी बढ़ रही है।

अतीत में, सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स का उपयोग ज्यादातर प्लग करने योग्य ऑप्टिकल मॉड्यूल में किया जाता था, लेकिन जैसे-जैसे एआई स्विचिंग चिप्स की बैंडविड्थ बढ़ती जा रही है, ऑप्टिकल डिवाइस एएसआईसी और कंप्यूटिंग चिप्स को स्विच करने के और करीब आ रहे हैं।

इसलिए उद्योग पारंपरिक प्लग करने योग्य ऑप्टिकल मॉड्यूल से एनपीओ और फिर आगे सीपीओ की ओर बढ़ने लगा।

सीपीओ, सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स, सह-पैकेज्ड ऑप्टिक्स।

मुख्य विचार ऑप्टिकल इंजन को स्विचिंग चिप के करीब ले जाना और उच्च गति वाले विद्युत संकेतों की संचरण दूरी को कम करके बिजली की खपत और सिग्नल हानि को कम करना है।

इसका मतलब है कि भविष्य में सिलिकॉन फोटोनिक्स प्रतियोगिता न केवल "सिलिकॉन फोटोनिक चिप्स का उत्पादन कौन कर सकता है" होगी, बल्कि इसमें यह भी शामिल होगा कि कौन सिलिकॉन फोटोनिक्स, उन्नत पैकेजिंग, स्विचिंग एएसआईसी, चिपलेट्स और हाई-स्पीड इंटरकनेक्ट को एक सिस्टम में एकीकृत कर सकता है।

टीएसएमसी, टावर और ग्लोबलफाउंड्रीज जैसी वेफर फाउंड्री कंपनियां इस दिशा में योजना बना रही हैं।

टावर के लिए, जापान के उत्पादन विस्तार का एक महत्वपूर्ण कार्य सीपीओ प्रतियोगिता के अगले चरण के लिए विनिर्माण क्षमताओं को पहले से तैयार करना है।

जापान के पास एक महत्वपूर्ण सिलिकॉन फोटोनिक्स कार्ड - एनटीटी भी है।

एनटीटी ग्रुप ≈ चाइना टेलीकॉम + चाइना मोबाइल + चाइना सूचना प्रौद्योगिकी + बड़े आईटी सेवा प्रदाताओं (डिजिटल चीन/हुआवेई सरकार और उद्यम के समान) का मिश्रण।

यदि आप केवल फिक्स्ड नेटवर्क + ऑप्टिकल फाइबर बेस को देखें, तो यह

चाइना टेलीकॉम

चाइना मोबाइल

एनटीटी लंबे समय से IOWN (इनोवेटिव ऑप्टिकल एंड वायरलेस नेटवर्क) योजना को बढ़ावा दे रहा है, जिससे डेटा केंद्रों और संचार नेटवर्क में ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए फोटोइलेक्ट्रिक एकीकरण तकनीक का उपयोग करने की उम्मीद है।

महत्वपूर्ण दिशाओं में से एक है कंप्यूटिंग सिस्टम में "प्रकाश" को गतिशील बनाए रखना।

डेटा केंद्रों, सर्वरों के बीच ऑप्टिकल कनेक्शन से लेकर बोर्ड स्तर पर और यहां तक ​​कि चिप्स के पास ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन तक, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण जापान के अगली पीढ़ी के संचार उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीकी मार्ग बन रहा है।

एनटीटी इनोवेटिव डिवाइसेस, शिन कांग इलेक्ट्रिक, ब्रॉडकॉम और एक्टन जैसी कंपनियां पहले ही ऑप्टिकल इंजन, सबस्ट्रेट्स, स्विचिंग एएसआईसी और सिस्टम एकीकरण पर सहयोग कर चुकी हैं।

टावर प्रमुख लिंक में से एक प्रदान करने में सक्षम है: सिलिकॉन फोटोनिक्स और सिलिकॉन जर्मेनियम वेफर विनिर्माण।

यदि दोनों पक्ष भविष्य में सहयोग को और गहरा करते हैं, तो जापान धीरे-धीरे बन सकता है:

सिलिकॉन फोटोनिक वेफर विनिर्माण → ऑप्टिकल इंजन → उन्नत सब्सट्रेट → सीपीओ/एनपीओ → स्विच → एआई डेटा सेंटर

इतनी अधिक संपूर्ण औद्योगिक श्रृंखला।

एलवांगर ने कहा कि एनटीटी के साथ संभावित सहयोग के बारे में बात करते समय एक संभावना है, लेकिन विशिष्ट सहयोग विवरण अभी तक घोषित नहीं किया गया है।

जापान एक समय उन्नत लॉजिक विनिर्माण के क्षेत्र में टीएसएमसी और सैमसंग से बहुत पीछे था, लेकिन एआई युग ने जापान को सेमीकंडक्टर उद्योग को पुनर्गठित करने के लिए एक खिड़की दी है।

यह विंडो आवश्यक रूप से केवल 2nm नहीं है।

सिलिकॉन फोटोनिक्स, सिलिकॉन जर्मेनियम, उन्नत पैकेजिंग, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक एकीकरण, सीपीओ और हाई-स्पीड ऑप्टिकल मॉड्यूल भी अगले दशक में सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए महत्वपूर्ण विकास दिशा बनने की संभावना है।

टावर ने जापान में उत्पादन बढ़ाने के लिए 4 बिलियन अमेरिकी डॉलर का निवेश किया, इसलिए इसे बड़े औद्योगिक संदर्भ में समझना उचित है।

एक ओर, टावर को एआई डेटा केंद्रों की जरूरतों को पूरा करने के लिए बड़ी मात्रा में सिलिकॉन फोटोनिक्स उत्पादन क्षमता की आवश्यकता होती है; दूसरी ओर, जापान प्रमुख अर्धचालक विनिर्माण क्षमताओं को फिर से स्थापित करने की उम्मीद करता है। टावर को जापान के इंजीनियरों, विनिर्माण फाउंडेशन और नीति समर्थन की जरूरत है, जबकि जापान को टावर की सिलिकॉन फोटोनिक्स तकनीक और वैश्विक ग्राहकों की जरूरत है।

एआई ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन के इस समय में दोनों पक्षों के हित एक जैसे हैं।

जैसे-जैसे GPU तेज़ होते जा रहे हैं और AI क्लस्टर बड़े होते जा रहे हैं, सैकड़ों-हजारों चिप्स के बीच डेटा का स्थानांतरण एक नई बाधा बन जाएगा।

पिछले दो दशकों में सेमीकंडक्टर उद्योग में सबसे महत्वपूर्ण प्रश्नों में से एक यह रहा है: सबसे उन्नत ट्रांजिस्टर कौन बना सकता है?

अगले दस वर्षों में, एक और मुद्दा तेजी से महत्वपूर्ण हो सकता है:

कौन सैकड़ों-हज़ारों AI चिप्स को तेज़ और कम बिजली खपत वाली रोशनी से जोड़ सकता है?

टॉवर उत्तर पर $4 बिलियन का दांव लगा रहा है।