GlobalFoundries membeli AMF untuk mengukuhkan kedudukan utama dalam fotonik silikon bagi pusat data AI

Data AI beralih kepada cahaya apabila GlobalFoundries mengintegrasikan AMF Singapura

GlobalFoundries telah mengambil alih Advanced Micro Foundry, syarikat pakar fotonik silikon yang beribu pejabat di Singapura, dalam langkah yang meletakkan teknologi optik di teras infrastruktur kecerdasan buatan. Perjanjian itu, yang butirannya tidak didedahkan, menggabungkan pengalaman lebih 15 tahun AMF dalam pembuatan fotonik serta harta inteleknya dengan jangkauan global GlobalFoundries. Pemimpin syarikat berkata operasi gabungan itu menjadi foundri khusus fotonik silikon terbesar dari segi hasil, dengan kedudukan untuk memenuhi keperluan pusat data AI, komunikasi berkelajuan tinggi, penderiaan dan sistem kuantum yang sedang berkembang. Pengambilalihan itu disertai perkongsian penyelidikan baharu di Singapura dengan Agensi Sains, Teknologi dan Penyelidikan, yang dikenali sebagai A*STAR, serta rancangan menubuhkan pusat kecemerlangan fotonik silikon yang menumpukan pada bahan generasi seterusnya dan pautan pada kelajuan 400 gigabit sesaat.

Fotonik silikon meletakkan komponen berasaskan cahaya seperti pandu gelombang dan modulator bersama elektronik standard pada silikon. Teknologi ini menggantikan jejak kuprum bagi banyak pautan data jarak dekat dan jauh dengan gentian optik serta optik bersepadu. Peralihan itu mengurangkan penggunaan kuasa dan haba, di samping menyediakan lebar jalur yang jauh lebih tinggi antara pelayan, rak pemecut dan sistem storan. Dengan kluster latihan AI memindahkan petabait data setiap jam di dalam pusat data, sementara sambungan kuprum menghampiri had fizikalnya, laluan optik menjadi keutamaan bagi sektor ini.

Mengapa fotonik silikon penting untuk AI dan rangkaian termaju

AI moden bergantung pada rangkaian luas GPU, pemecut tersuai dan storan berkelajuan tinggi. Pemindahan data antara komponen tersebut sering menggunakan sebahagian besar belanjawan kuasa dan menentukan prestasi. Kabel kuprum dan pautan SerDes elektrik kehilangan kekuatan isyarat pada frekuensi tinggi dan jarak jauh, sekali gus memerlukan pengulang serta ayunan voltan yang lebih tinggi. Ini meningkatkan penggunaan tenaga dan kependaman. Pautan optik menghantar data sebagai cahaya, yang bergerak jauh dengan kehilangan dan gangguan silang yang minimum, sambil menggunakan jauh lebih sedikit tenaga bagi setiap bit.

Fotonik silikon mengintegrasikan fungsi optik pada wafer silikon bersama elektronik kawalan. Foundri menghasilkan pandu gelombang untuk menghala cahaya, modulator untuk mengekod data dan pengesan foto yang menukar cahaya kembali kepada isyarat elektrik. Pendekatan bersepadu menggantikan modul pemancar-penerima berasingan dengan enjin optik yang lebih kecil, lebih sejuk dan sering kali lebih murah. Kesannya ialah daya pemprosesan lebih tinggi bagi setiap rak, keperluan penyejukan lebih rendah dan kebolehpercayaan lebih baik untuk pusat data hiperskala serta rangkaian telekomunikasi.

Teknologi ini juga fleksibel. Ia menyokong pemancar-penerima boleh pasang yang menaik taraf suis sedia ada, serta optik terbungkus bersama yang meletakkan enjin optik bersebelahan silikon suis atau pemecut dalam satu pakej. Optik terbungkus bersama memendekkan laluan elektrik kepada hanya beberapa milimeter di dalam pakej, sebelum menggunakan gentian untuk sambungan yang lebih jauh. Reka bentuk itu meningkatkan penggunaan tenaga dan integriti isyarat apabila kelajuan pautan meningkat daripada 400G kepada 800G dan lebih tinggi.

Manfaat perjanjian AMF kepada GlobalFoundries

Advanced Micro Foundry diiktiraf sebagai foundri fotonik silikon khusus yang pertama. Syarikat itu, yang dipisahkan daripada Institut Mikroelektronik Singapura di A*STAR pada 2017, menyediakan perkhidmatan pembuatan, prototaip dan pengujian kepada pelanggan dalam bidang telekomunikasi, pusat data, LiDAR dan penderia. AMF menggaji kira-kira 250 orang dan melayani pelanggan global melalui platform wafer 200 milimeter, dengan pelan hala tuju untuk beralih kepada pengeluaran 300 milimeter apabila jumlah permintaan meningkat.

Dengan mengambil alih AMF, GlobalFoundries memperoleh kit reka bentuk proses yang matang, pustaka peranti dan pasukan berpengalaman luas dalam pengintegrasian serta pengujian peranti fotonik. Syarikat itu boleh memenuhi permintaan dalam komunikasi optik jarak jauh, pautan dalam pusat data dan pasaran khusus seperti penderiaan automotif serta fotonik kuantum. Skala gabungan itu juga membolehkan pelanggan mendapatkan bekalan dari pelbagai geografi dan melayakkan sumber bekalan kedua, sekali gus mengurangkan risiko bekalan bagi projek infrastruktur kritikal.

GlobalFoundries berkata keupayaan fotonik silikon sedia ada di Amerika Syarikat akan dilengkapi dengan pembuatan berpusat di Singapura untuk pelanggan di seluruh dunia. Matlamatnya adalah mempercepat masa pemasaran pemancar-penerima optik, optik terbungkus bersama dan penyelesaian fotonik bersepadu yang memenuhi keperluan lebar jalur serta kecekapan yang semakin meningkat dalam kalangan pengendali AI dan awan.

Pusat R dan D baharu di Singapura serta perkongsian jangka panjang dengan A*STAR

GlobalFoundries merancang untuk menubuhkan pusat kecemerlangan fotonik silikon di Singapura yang akan bekerjasama dengan A*STAR dalam penyelidikan bahan dan peranti, dengan sasaran pautan 400 gigabit sesaat dan lebih pantas. Penanda aras kelajuan itu sejajar dengan kitaran semasa pusat data, apabila 400G dan 800G menjadi asas standard bagi sambungan suis dan pelayan, sementara pengendali sudah menilai modul generasi seterusnya.

Syarikat itu berkata usaha R dan D di Singapura akan menyumbang secara langsung kepada platform fotonik dan pelan hala tuju produknya. Pelaburan awal Singapura dalam penyelidikan fotonik dan kuantum, selain pangkalan bakat semikonduktor sedia ada, menjadikannya lokasi praktikal untuk meningkatkan skala pembuatan sambil memajukan fizik peranti dan inovasi proses. GlobalFoundries menggaji kira-kira 3,800 orang di Singapura merentasi beberapa fab, dengan pangkalan itu memudahkan peralihan daripada hasil makmal kepada barisan pengeluaran.

Langkah ini juga menunjukkan bagaimana penyelidikan awam boleh diterjemahkan kepada keupayaan komersial. Asal usul AMF dalam Institut Mikroelektronik A*STAR menggambarkan laluan daripada penyelidikan akademik kepada penyelesaian berskala industri. Kerjasama baharu itu bertujuan memendekkan laluan tersebut bagi platform fotonik masa depan, termasuk bahan baharu yang menyokong pautan optik lebih pantas, kehilangan lebih rendah dan penggunaan kuasa lebih rendah.

Pandangan daripada syarikat

Ketua Pegawai Eksekutif GlobalFoundries, Tim Breen, menyifatkan fotonik silikon sebagai keperluan teras bagi infrastruktur AI semasa dan masa depan. Beliau berkata syarikat itu akan menggunakan kapasiti dan kepakaran AMF untuk memperluas pelan hala tuju produk penyelesaian optik yang mengurangkan penggunaan kuasa dan meningkatkan daya pemprosesan dalam pusat data serta merentasi rangkaian kawasan luas.

Teknologi fotonik silikon penting untuk infrastruktur AI. Apabila data bergerak lebih pantas dan beban kerja semakin kompleks, keupayaan memindahkan maklumat dengan kelajuan, ketepatan dan kecekapan kuasa yang lebih tinggi kini menjadi asas kepada pusat data AI dan rangkaian telekomunikasi termaju.

Ketua Pegawai Eksekutif AMF, Jagadish CV, menekankan kesesuaian antara kedua-dua syarikat serta potensi untuk menjangkau lebih banyak pasaran dengan portfolio yang lebih luas.

AMF dan GF berkongsi visi tentang inovasi serta perkongsian erat dengan pelanggan untuk menyampaikan penyelesaian yang berbeza. Dengan portfolio teknologi yang saling melengkapi, kami berharap dapat memajukan fotonik silikon untuk rangkaian pasaran dan pelanggan yang lebih luas.

Kedudukan peralihan ini dalam persaingan global ke arah sambungan optik

Pautan optik menjadi tumpuan strategik di seluruh industri. Pengeluar cip rangkaian dan pengendali hiperskala sedang beralih kepada optik boleh pasang dan optik terbungkus bersama untuk memenuhi keperluan kluster berskala AI. Syarikat seperti Nvidia bekerjasama dengan foundri terkemuka untuk membungkus silikon rangkaian bersama sambungan optik. Syarikat yang dibiayai modal teroka, termasuk Ayar Labs, Celestial AI dan Lightmatter, sedang membangunkan sambungan optik antara cip, dan sesetengahnya menggunakan GlobalFoundries untuk pembuatan. Dalam pengkomputeran kuantum, GlobalFoundries bekerjasama dengan PsiQuantum untuk menghasilkan cip berasaskan fotonik bagi sistem kuantum berskala besar.

Kapasiti tambahan di Singapura, di samping operasi sedia ada di Amerika Syarikat dan Eropah, memberikan GlobalFoundries pangkalan pembuatan yang pelbagai. Ini membantu penyedia awan dan syarikat telekomunikasi yang mahukan sumber bekalan dari pelbagai rantau bagi komponen kritikal. Ia juga meletakkan Singapura sebagai hab reka bentuk, fabrikasi dan pengujian fotonik silikon apabila penggunaannya semakin meluas dalam komunikasi data, penderiaan dan pengkomputeran.

Pengambilalihan itu turut melanjutkan hubungan lama antara GlobalFoundries dengan Singapura. Pada 2010, syarikat itu mengambil alih Chartered Semiconductor, yang memperluas kehadirannya di negara tersebut. Urus niaga AMF menambah pengkhususan dalam fotonik yang seiring dengan gelombang semasa perbelanjaan infrastruktur AI.

Pengenalan teknologi: daripada saiz wafer kepada optik terbungkus bersama

Dua perkara membantu menjelaskan mengapa perjanjian ini boleh mempercepat penggunaan fotonik: saiz wafer dan pembungkusan.

Daripada wafer 200 milimeter kepada 300 milimeter

Pengeluaran semasa AMF menggunakan wafer 200 milimeter. GlobalFoundries merancang untuk meningkatkan skala kepada 300 milimeter apabila permintaan pelanggan meningkat. Wafer yang lebih besar bermakna lebih banyak cip pada setiap wafer, ekonomi skala yang lebih baik dan selalunya penggunaan set peralatan yang lebih canggih. Peralihan platform fotonik kepada 300 milimeter boleh mengurangkan kos bagi setiap fungsi dan menyokong jumlah pemancar-penerima serta enjin optik yang lebih tinggi. Peralihan itu memerlukan pemindahan dan kelayakan proses yang teliti untuk mengekalkan prestasi optik, seperti kehilangan perambatan yang rendah dalam pandu gelombang serta tingkah laku modulator yang konsisten merentasi wafer.

Daripada modul boleh pasang kepada optik terbungkus bersama

Selama beberapa dekad, peralatan rangkaian bergantung pada modul optik boleh pasang yang dimasukkan ke bahagian hadapan suis. Modul itu akan kekal penting kerana membolehkan pengendali menaik taraf optik tanpa menggantikan keseluruhan sistem. Optik terbungkus bersama membawa perubahan. Enjin optik diletakkan pada substrat yang sama dengan ASIC suis atau pemecut, dengan jejak elektrik yang sangat pendek. Ini meminimumkan kehilangan isyarat, mengurangkan penggunaan kuasa dan menyokong lebar jalur agregat yang lebih tinggi bagi setiap casis. Pengintegrasian fotonik dan elektronik pada peringkat foundri merupakan pemangkin utama bagi seni bina ini, dan menjadi salah satu tumpuan pelan hala tuju GlobalFoundries.

Mengapa 400G penting

Rak moden di pusat data AI memindahkan data melalui gandaan lorong 100G. Pemancar-penerima 400G lazimnya menggunakan empat lorong 100G, manakala 800G menggandakan jumlah itu. Keupayaan mencapai 400G dan 800G dengan andal pada skala besar serta penggunaan kuasa rendah merupakan langkah praktikal ke arah pautan kelas terabit. Penyelidikan bahan, modulator dan pandu gelombang berkehilangan rendah pada kelajuan tersebut membantu industri mengurangkan kos dan penggunaan kuasa bagi setiap bit, iaitu dua metrik yang paling mempengaruhi reka bentuk rangkaian pusat data.

Risiko, pengintegrasian dan perkara yang perlu diperhatikan

Meningkatkan skala platform fotonik silikon bukan perkara mudah. Hasil pengeluaran bergantung pada kehilangan optik, keseragaman peranti, penjajaran pembungkusan dan liputan pengujian. Peralihan daripada 200 milimeter kepada 300 milimeter memerlukan kawalan proses merentasi lebih banyak cip dan sering kali peralatan baharu. Pengintegrasian pasukan dan PDK perlu dilakukan dengan teliti agar peraturan reka bentuk kekal stabil untuk pelanggan. Rantaian bekalan laser, bahan dan pembungkusan termaju juga perlu berkembang seiring dengan pengeluaran wafer.

Kitaran penggunaan pelanggan merupakan satu lagi faktor. Ramai pengendali awan menaik taraf optik mengikut jadual berbilang tahun yang berkait dengan penyegaran silikon suis dan seni bina fabrik. Usaha meyakinkan pelanggan untuk beralih daripada modul boleh pasang kepada optik terbungkus bersama bergantung pada kebolehpercayaan yang terbukti, model perkhidmatan dan keupayaan membaiki atau menggantikan optik di lapangan.

Persaingan sengit. Foundri terkemuka dan pembekal silikon rangkaian semuanya melabur dalam sambungan optik. Syarikat yang mampu menggabungkan pembuatan berhasil tinggi, ekosistem reka bentuk yang mantap dan perkongsian pembungkusan yang kukuh akan menguasai paling banyak bahagian pasaran dalam suis generasi seterusnya dan kluster AI.

Kesan terhadap ekosistem cip Singapura dan Asia

Singapura telah melabur selama bertahun-tahun dalam fotonik, penyelidikan kuantum dan pembuatan semikonduktor. Sektor semikonduktor negara itu menyumbang bahagian besar kepada keluaran dalam negara kasar, sementara agensi awam melancarkan program untuk memperkukuh reka bentuk, pembungkusan termaju dan bahan khusus. Perjalanan AMF daripada syarikat pecahan institut penyelidikan kepada pembekal global, dan kini menjadi sebahagian daripada pengeluar cip kontrak terkemuka, menggambarkan bagaimana sains yang dibiayai awam boleh melahirkan kepakaran yang boleh dieksport.

Pusat kecemerlangan baharu dan peluasan pengeluaran boleh menarik syarikat pemula serta syarikat multinasional yang mahu mereka bentuk dan mengeluarkan enjin optik di Asia sambil mengekalkan akses kepada kapasiti foundri di Amerika Utara dan Eropah. Peranan Singapura sebagai hab yang neutral dan stabil menarik bagi daya tahan rantaian bekalan. Bagi syarikat pemula teknologi mendalam yang mengusahakan fotonik, kuantum dan penderiaan, akses lebih mudah kepada prototaip, pengeluaran percubaan dan peningkatan jumlah pengeluaran dalam ekosistem yang sama boleh memendekkan masa pemasaran.

Bagi GlobalFoundries, segmen infrastruktur komunikasi dan pusat data sudah menjadi antara bidang perniagaan yang paling pesat berkembang. Eksekutif memberi isyarat bahawa fotonik silikon boleh mencapai kadar hasil berbilion dolar sebelum akhir dekad ini jika penggunaan berterusan mengikut trajektori semasa. Pengambilalihan AMF dan perkongsian A*STAR dirancang untuk mengekalkan trajektori itu dengan meningkatkan kapasiti, mempercepat inovasi dan mengurangkan kesesakan serantau.

Perkara yang perlu diketahui

• GlobalFoundries mengambil alih Advanced Micro Foundry yang berpangkalan di Singapura untuk memperluas kapasiti dan keupayaan fotonik silikon; syarat kewangan tidak didedahkan.
• Operasi gabungan itu meletakkan GlobalFoundries sebagai foundri khusus fotonik silikon terbesar dari segi hasil.
• Pusat kecemerlangan fotonik silikon baharu di Singapura akan bekerjasama dengan A*STAR dalam teknologi optik 400G dan lebih pantas.
• AMF menambah platform 200 milimeter, kit reka bentuk proses yang matang dan pangkalan pelanggan global, dengan rancangan untuk beralih kepada 300 milimeter.
• Fotonik silikon memindahkan data menggunakan cahaya, sekali gus mengurangkan penggunaan kuasa dan kependaman berbanding kuprum; ini penting untuk pusat data AI dan rangkaian telekomunikasi.
• GlobalFoundries berhasrat mempercepat pembangunan produk daripada pemancar-penerima boleh pasang hingga optik terbungkus bersama untuk komunikasi data dan pengkomputeran.
• Syarikat pemula seperti Ayar Labs, Celestial AI dan Lightmatter, serta pemain kuantum PsiQuantum, merupakan sebahagian daripada peralihan lebih luas kepada sambungan optik.
• Cabaran utama pelaksanaan termasuk hasil pengeluaran, pemindahan proses kepada wafer lebih besar, pembungkusan termaju dan kitaran penggunaan pelanggan.