Binili ng GlobalFoundries ang AMF upang patatagin ang pamumuno sa silicon photonics para sa mga AI data center

Ilaw na ang gamit sa paglilipat ng AI data sa pagsasama ng GlobalFoundries at Singapore AMF

Nakuha ng GlobalFoundries ang Singapore-based na Advanced Micro Foundry, isang espesyalista sa silicon photonics, sa hakbang na naglalagay sa optical technology sa sentro ng imprastraktura ng artificial intelligence. Pinagsasama ng kasunduan, na walang isiniwalat na mga kondisyon, ang mahigit 15 taon ng karanasan ng AMF sa paggawa ng photonics at ang intellectual property nito sa pandaigdigang saklaw ng GlobalFoundries. Ayon sa mga pinuno ng kumpanya, magiging pinakamalaking pure-play foundry ng silicon photonics batay sa kita ang pinagsamang operasyon, at maglilingkod ito sa mga AI data center, mabilis na komunikasyon, sensing, at umuusbong na quantum system. Kalakip ng pagkuha ang bagong pakikipagsosyo sa pananaliksik sa Singapore kasama ang Agency for Science, Technology and Research, na kilala bilang A*STAR, at mga planong magtayo ng sentro ng kahusayan sa silicon photonics na tututok sa mga susunod na henerasyong materyales at link na may bilis na 400 gigabit kada segundo.

Pinagsasama ng silicon photonics ang mga bahaging gumagamit ng liwanag, gaya ng waveguide at modulator, at karaniwang electronics sa iisang silicon. Pinapalitan nito ng optical fiber at integrated optics ang mga copper trace sa maraming data link na maikli man o pangmalayuan. Bunga nito, nababawasan ang konsumo ng kuryente at init, habang higit na tumataas ang bandwidth sa pagitan ng mga server, accelerator rack, at storage system. Dahil naglilipat na ng petabyte kada oras ang mga AI training cluster sa loob ng mga data center at papalapit na sa pisikal na limitasyon ang mga copper connection, naging prayoridad na ng sektor ang mga optical pathway.

Bakit mahalaga ang silicon photonics para sa AI at mga advanced network

Nakasalalay ang makabagong AI sa malalawak na network ng mga GPU, custom accelerator, at high-speed storage. Madalas na pinakamalaki sa konsumo ng kuryente at nakaaapekto nang husto sa performance ang paglilipat ng data sa pagitan ng mga bahaging ito. Humihina ang signal ng mga copper cable at electrical SerDes link sa matataas na frequency at kapag malayo ang distansya, kaya kailangan ng mga repeater at mas malalaking pagbabago sa boltahe. Dahil dito, tumataas ang konsumo ng enerhiya at latency. Nagpapadala ng data ang mga optical link bilang liwanag, na nakararating sa malalayong distansya nang napakaliit ng pagkawala at interference, habang mas kaunti ang enerhiyang nagagamit sa bawat bit.

Isinasama ng silicon photonics ang mga optical function sa silicon wafer, kasama ng mga control electronics. Gumagawa ang mga foundry ng mga waveguide na nagdidirekta sa liwanag, modulator na nag-e-encode ng data, at photodetector na nagbabalik ng liwanag bilang electrical signal. Pinapalitan ng mga integrated approach ang magkakahiwalay na transceiver module ng mas maliit, mas malamig, at kadalasa'y mas murang optical engine. Bunga nito, tumataas ang throughput kada rack, nababawasan ang pangangailangan sa pagpapalamig, at nagiging mas maaasahan ang mga hyperscale data center at telecom network.

Flexible rin ang teknolohiyang ito. Sinusuportahan nito ang mga pluggable transceiver na nagpapahusay sa mga kasalukuyang switch, gayundin ang co-packaged optics na naglalagay ng optical engine katabi ng switch o accelerator silicon sa iisang package. Pinaiikli ng co-packaged optics ang electrical path hanggang ilang milimetro lamang sa loob ng package, at pagkatapos ay fiber ang ginagamit sa mas mahahabang koneksyon. Pinahuhusay ng disenyong ito ang kahusayan sa enerhiya at integridad ng signal habang tumataas ang bilis ng mga link mula 400G tungong 800G at higit pa.

Mga maidudulot ng kasunduan sa AMF sa GlobalFoundries

Kinikilala ang Advanced Micro Foundry bilang unang foundry na nakatuon sa silicon photonics. Itinatag ang kumpanya mula sa Institute of Microelectronics ng Singapore sa ilalim ng A*STAR noong 2017. Nagbibigay ito ng mga serbisyo sa paggawa, prototyping, at testing para sa mga customer sa telekomunikasyon, data center, LiDAR, at mga sensor. May humigit-kumulang 250 empleyado ang AMF at naglilingkod ito sa mga customer sa buong mundo gamit ang 200-millimeter wafer platform, habang pinaplano ang paglipat sa 300-millimeter production sa paglaki ng volume.

Sa pagkuha sa AMF, makukuha ng GlobalFoundries ang mga mature na process design kit, library ng mga device, at pangkat na may malalim na karanasan sa integration at testing ng photonic device. Matutugunan ng kumpanya ang pangangailangan sa long-haul optical communication, mga link sa loob ng data center, at mga espesyal na merkado gaya ng automotive sensing at quantum photonics. Dahil mas malawak din ang pinagsamang operasyon, makakakuha ang mga customer mula sa maraming rehiyon at makakapag-apruba sila ng alternatibong supplier, na magpapababa sa panganib ng pagkaantala ng suplay para sa mahahalagang proyektong pang-imprastraktura.

Ayon sa GlobalFoundries, makadadagdag ang manufacturing nito ng silicon photonics sa United States sa produksyon sa Singapore para sa mga customer sa buong mundo. Layunin nitong pabilisin ang pagdadala sa merkado ng mga optical transceiver, co-packaged optics, at integrated photonic solution na tutugon sa tumataas na pangangailangan sa bandwidth at kahusayan ng mga AI at cloud operator.

Bagong sentro ng R&D sa Singapore at pangmatagalang pakikipagsosyo sa A*STAR

Planong magtayo ng GlobalFoundries ng sentro ng kahusayan sa silicon photonics sa Singapore na makikipagtulungan sa A*STAR sa pananaliksik sa mga materyales at device, para sa mga link na may bilis na 400 gigabit kada segundo o higit pa. Tugma ang pamantayang ito sa kasalukuyang mga siklo ng data center, kung saan 400G at 800G ang karaniwang batayan ng koneksyon ng switch at server, at sinusuri na ng mga operator ang mga susunod na henerasyong module.

Ayon sa kumpanya, direktang makaaambag ang R&D sa Singapore sa photonics platform at plano nito sa mga produkto. Dahil maaga nang namuhunan ang Singapore sa pananaliksik sa photonics at quantum, at mayroon na itong mga bihasang manggagawa sa semiconductor, praktikal itong lokasyon para palawakin ang produksyon habang isinusulong ang physics ng mga device at inobasyon sa proseso. May humigit-kumulang 3,800 empleyado ang GlobalFoundries sa Singapore sa ilang fab, na magpapadali sa paglipat mula sa resulta ng laboratoryo tungo sa linya ng produksyon.

Ipinakikita rin ng hakbang kung paano nagiging komersyal na kakayahan ang pampublikong pananaliksik. Ipinakikita ng pinagmulan ng AMF sa Institute of Microelectronics ng A*STAR ang landas mula sa akademikong pananaliksik tungo sa mga solusyong kayang gawin sa malakihang antas. Layunin ng bagong pakikipagtulungan na paikliin ang prosesong ito para sa mga susunod na photonic platform, kabilang ang mga bagong materyales na makatutulong sa mas mabilis, mas mababa ang pagkawala, at mas matipid sa enerhiya na optical link.

Mga pahayag mula sa mga kumpanya

Inilarawan ni Tim Breen, punong ehekutibo ng GlobalFoundries, ang silicon photonics bilang pangunahing pangangailangan ng kasalukuyan at hinaharap na imprastraktura ng AI. Sinabi niyang gagamitin ng kumpanya ang kapasidad at kadalubhasaan ng AMF para palawakin ang plano nito sa mga optical solution na nagpapababa ng konsumo ng kuryente at nagpapataas ng throughput sa mga data center at wide area network.

Mahalaga ang teknolohiya ng silicon photonics para sa imprastraktura ng AI. Habang bumibilis ang paglilipat ng data at nagiging mas masalimuot ang mga workload, pangunahing pangangailangan na ng mga AI data center at advanced telecom network ang kakayahang maglipat ng impormasyon nang mas mabilis, mas tumpak, at mas matipid sa enerhiya.

Binigyang-diin naman ni Jagadish CV, punong ehekutibo ng AMF, ang pagiging magkatugma ng dalawang kumpanya at ang potensiyal na maabot ang mas maraming merkado sa pamamagitan ng mas malawak na portfolio.

Magkapareho ang pananaw ng AMF at GF sa inobasyon at malapit na pakikipagsosyo sa mga customer upang makapaghatid ng mga natatanging solusyon. Dahil magkakomplemento ang aming mga portfolio ng teknolohiya, inaasahan naming isulong ang silicon photonics para sa mas malawak na hanay ng mga merkado at customer.

Paano umaangkop ang pagbabagong ito sa pandaigdigang karera para sa mga optical connection

Naging estratehikong pokus ng buong industriya ang mga optical link. Isinusulong ng mga gumagawa ng network chip at hyperscale operator ang pluggable at co-packaged optics upang makasabay sa paglaki ng mga AI cluster. Nakipagtulungan ang mga kumpanyang gaya ng Nvidia sa mga nangungunang foundry para i-package ang networking silicon kasama ng mga optical connection. Gumagawa naman ng optical chip-to-chip connection ang mga kumpanyang sinuportahan ng venture capital, kabilang ang Ayar Labs, Celestial AI, at Lightmatter; gumagamit ng GlobalFoundries ang ilan sa mga ito para sa produksyon. Sa quantum computing, nakikipagtulungan ang GlobalFoundries sa PsiQuantum sa mga chip na nakabatay sa photonics para sa malalaking quantum system.

Sa dagdag na kapasidad sa Singapore, kasabay ng mga dati nang operasyon sa United States at Europe, magkakaroon ang GlobalFoundries ng mas sari-saring lokasyon ng produksyon. Makakatulong ito sa mga cloud provider at telecom carrier na naghahangad ng pagkuha ng mahahalagang piyesa mula sa maraming rehiyon. Pinatitibay din nito ang papel ng Singapore bilang sentro ng disenyo, paggawa, at testing ng silicon photonics habang lumalawak ang paggamit nito sa komunikasyon ng data, sensing, at computing.

Pinatitibay din ng pagkuha ang matagal nang ugnayan ng GlobalFoundries at Singapore. Nakuha ng kumpanya ang Chartered Semiconductor noong 2010, na nagpalawak sa presensiya nito sa bansa. Nagdaragdag ang transaksyon sa AMF ng espesyalisasyon sa photonics na angkop sa kasalukuyang pagtaas ng paggasta sa imprastraktura ng AI.

Panimula sa teknolohiya: mula sa laki ng wafer hanggang sa co-packaged optics

Dalawang detalye ang makatutulong upang maunawaan kung bakit maaaring pabilisin ng kasunduang ito ang paggamit ng photonics: laki ng wafer at packaging.

Mula 200-millimeter tungong 300-millimeter wafer

Gumagamit ang kasalukuyang produksyon ng AMF ng 200-millimeter wafer. Plano ng GlobalFoundries na lumipat sa 300-millimeter kapag tumaas ang pangangailangan ng mga customer. Mas maraming die ang nalilikha sa mas malalaking wafer, bumubuti ang ekonomiya ng malakihang produksyon, at kadalasa'y nagagamit ang mas advanced na kagamitan. Maaaring magpababa sa gastos kada function at sumuporta sa mas maraming transceiver at optical engine ang paglipat ng photonics platform sa 300-millimeter wafer. Kailangan ang maingat na paglilipat at pag-apruba ng proseso upang mapanatili ang optical performance, gaya ng mababang pagkawala ng liwanag sa mga waveguide at pare-parehong asal ng mga modulator sa lahat ng wafer.

Mula pluggable module tungong co-packaged optics

Sa loob ng ilang dekada, umasa ang mga kagamitan sa network sa mga pluggable optical module na ikinakabit sa harap ng mga switch. Mananatiling mahalaga ang mga module na ito dahil naia-upgrade ng mga operator ang optics nang hindi pinapalitan ang buong sistema. Nagdudulot naman ng pagbabago ang co-packaged optics. Nakalagay ang mga optical engine sa iisang substrate kasama ng switch ASIC o accelerator, na may napakaikling electrical trace. Pinabababa nito ang pagkawala ng signal at konsumo ng kuryente, habang sinusuportahan ang mas mataas na pinagsama-samang bandwidth kada chassis. Pangunahing salik para maisakatuparan ang arkitekturang ito ang integration ng photonics at electronics sa antas ng foundry, at nakatuon dito ang plano ng GlobalFoundries.

Bakit mahalaga ang 400G

Naglilipat ng data ang mga makabagong rack sa AI data center sa mga multiple ng 100G lane. Karaniwang gumagamit ang 400G transceiver ng apat na 100G lane, samantalang dinodoble ito ng 800G. Praktikal na hakbang tungo sa mga link na terabit-class ang pagkamit ng maaasahang 400G at 800G sa malakihang antas at mababang konsumo ng kuryente. Makakatulong sa industriya ang pananaliksik sa mga materyales, modulator, at low-loss waveguide na gumagana sa ganitong bilis upang mapababa ang gastos at konsumo ng kuryente kada bit; ito ang dalawang sukatan na pinakamahalaga sa disenyo ng network ng data center.

Mga panganib, integration, at dapat bantayan

Hindi madali ang pagpapalawak ng silicon photonics platform. Nakadepende ang yield sa optical loss, pagkakapare-pareho ng mga device, pagkakahanay sa packaging, at lawak ng testing. Nangangailangan ng kontrol sa proseso sa mas maraming die at kadalasa'y sa mga bagong kagamitan ang paglipat mula 200-millimeter tungong 300-millimeter wafer. Kailangang maingat na pagsamahin ang mga pangkat at PDK upang manatiling matatag ang mga tuntunin sa disenyo para sa mga customer. Dapat ding palawakin ang mga supply chain para sa laser, materyales, at advanced packaging kasabay ng pagdami ng wafer.

Isa pang salik ang mga siklo ng pag-aangkop ng customer. Maraming cloud operator ang nag-a-upgrade ng optics kada ilang taon, kasabay ng pagpapalit ng switch silicon at arkitektura ng fabric. Nakadepende sa napatunayang pagiging maaasahan, mga modelo ng serbisyo, at kakayahang kumpunihin o palitan sa lugar ang optics ang paghimok sa mga customer na lumipat mula sa pluggable module tungo sa co-packaged optics.

Matindi ang kompetisyon. Namumuhunan sa optical interconnect ang mga nangungunang foundry at supplier ng network silicon. Magwawagi sa pinakamaraming kontrata para sa mga susunod na henerasyong switch at AI cluster ang mga kumpanyang kayang pagsamahin ang mataas na yield sa produksyon, matatag na ecosystem ng disenyo, at matitibay na pakikipagsosyo sa packaging.

Epekto sa Singapore at ecosystem ng chip sa Asia

Matagal nang namumuhunan ang Singapore sa photonics, quantum research, at paggawa ng semiconductor. Malaki ang ambag ng sektor ng semiconductor ng bansa sa gross domestic product, at naglunsad ang mga pampublikong ahensiya ng mga programang magpapalakas sa disenyo, advanced packaging, at mga espesyal na materyales. Ipinakikita ng pag-unlad ng AMF mula sa kompanyang nagsimula sa isang institusyong pananaliksik hanggang sa pagiging pandaigdigang supplier, at ngayo'y bahagi na ng nangungunang contract chipmaker, kung paanong maaaring maging pundasyon ng maipagbibiling kadalubhasaan ang agham na pinondohan ng publiko.

Maaaring makahikayat ang bagong sentro ng kahusayan at pinalawak na produksyon ng mga startup at multinasyonal na gustong magdisenyo at gumawa ng optical engine sa Asia habang nananatiling may access sa kapasidad ng mga foundry sa North America at Europe. Kaakit-akit ang Singapore bilang neutral at matatag na sentro para sa katatagan ng supply chain. Para sa mga deep tech startup na nagtatrabaho sa photonics, quantum, at sensing, maaaring paikliin ng mas madaling pag-access sa prototyping, pilot run, at pagpapalawak ng produksyon sa loob ng iisang ecosystem ang panahon bago makarating sa merkado.

Para sa GlobalFoundries, isa na sa pinakamabilis lumagong linya ng negosyo nito ang imprastraktura ng komunikasyon at segment ng mga data center. Ipinahiwatig ng mga ehekutibo na maaaring umabot sa taunang kita na ilang bilyong dolyar ang silicon photonics bago matapos ang dekada kung magpapatuloy ang kasalukuyang bilis ng pag-aangkop. Idinisenyo ang pagkuha sa AMF at pakikipagsosyo sa A*STAR upang mapanatili ang ganitong paglago sa pamamagitan ng pagpapataas ng kapasidad, pagpapabilis ng inobasyon, at pagbawas sa mga hadlang sa iba't ibang rehiyon.

Mga dapat malaman

• Nakuha ng GlobalFoundries ang Singapore-based na Advanced Micro Foundry upang palawakin ang kapasidad at kakayahan nito sa silicon photonics; hindi isiniwalat ang mga pinansiyal na kondisyon.
• Dahil sa pinagsamang operasyon, nakapuwesto ang GlobalFoundries bilang pinakamalaking pure-play foundry ng silicon photonics batay sa kita.
• Makikipagtulungan sa A*STAR ang bagong sentro ng kahusayan sa silicon photonics sa Singapore sa pagbuo ng mga optical technology na 400G o mas mabilis pa.
• Nagdaragdag ang AMF ng 200-millimeter platform, mga mature na process design kit, at pandaigdigang customer base, kasama ang mga planong lumipat sa 300-millimeter wafer.
• Gumagamit ang silicon photonics ng liwanag sa paglilipat ng data, kaya nababawasan ang konsumo ng kuryente at latency kumpara sa copper. Mahalaga ito para sa mga AI data center at telecom network.
• Layunin ng GlobalFoundries na pabilisin ang pagbuo ng mga produkto mula sa pluggable transceiver hanggang sa co-packaged optics para sa komunikasyon ng data at computing.
• Kabilang sa mas malawak na paglipat sa mga optical connection ang mga startup na Ayar Labs, Celestial AI, at Lightmatter, pati ang PsiQuantum na nasa larangan ng quantum.
• Kabilang sa mahahalagang hamon ang yield, paglilipat ng proseso sa mas malalaking wafer, advanced packaging, at mga siklo ng pag-aangkop ng customer.