TSMC намерена в 50 раз повысить производительность ИИ-систем — помогут 3D-чипы и кремниевая фотоника

Компания TSMC на конференции SEMICON Taiwan 2026 рассказала о новых технологиях для производства микросхем, которые внедряются в ответ на постоянно растущие требования к вычислительной мощности со стороны экосистемы ИИ. Компания акцентирует внимание на новых технологиях упаковки и сборки чипов, а также развивает направление технологий кремниевой фотоники.

Обзор смартфона Samsung Galaxy Z Flip8: исчезающий вид?

Компьютер месяца, спецвыпуск: во что дефицит чипов памяти превратил бюджетные игровые ПК и при чем здесь Steam Machine

Выбираем лучшие игровые ноутбуки на российском рынке (вторая половина 2026 года)

Топ-10 смартфонов до 10 тысяч рублей (2026 год)

Лучший процессор под DDR4 в 2026 году: AM4 против LGA 1700

Сравнительный тест камер флагманских смартфонов (2026): итоги

Снято в Голливуде? Почему Стэнли Кубрик физически не смог бы подделать лунную походку

Источник изображений: TSMC

По словам Эйприл Ли (April Li), руководителя глобального подразделения по развитию бизнеса в области искусственного интеллекта и высокопроизводительных вычислений в TSMC, ежегодно наблюдается пятикратный рост спроса на вычислительные ресурсы для искусственного интеллекта, что создаёт постоянно растущие требования к вычислительным мощностям. В ответ на это TSMC интегрирует передовые технологические процессы, 3D-технологии сборки и кремниевую фотонику в свои решения для высокопроизводительных вычислений. По прогнозам компании, к 2029 году интеграция передовых методов компоновки SoIC и упаковки CoWoS позволит увеличить общую производительность системы в 50 раз по сравнению с технологиями, которые начали применяться в 2024 году.

По словам Ли, гетерогенная интеграция — единственный способ преодолеть существующие ограничения в области вычислений. В 2026 году TSMC планирует внедрить 3D-интеграцию N2P-on-N3P, а в 2029 году — A14-on-A14 с шагом межсоединений 4,5 мкм. Компания также продолжает развивать технологию кремниевой фотоники COUPE. Применяемый в её рамках шаг соединения в 2–4 мкм позволяет снизить потери при передаче данных на скорости 112 Гбит/с всего до 0,06 дБ по сравнению с 1,38 дБ при использовании микровыступов, что помогает снизить энергопотребление и задержку до 10–20 наносекунд.

Разработанная компанией TSMC платформа COUPE (Compact Universal Photonic Engine) использует технологию соединения TSMC-SoIC для интеграции электронных интегральных схем (EIC) с фотонными интегральными схемами (PIC), поддерживая при этом как решётчатые ответвители (GC), так и краевые ответвители (EC). Для дальнейшего увеличения пропускной способности TSMC реализует два направления развития. Одно из них предполагает увеличение скорости передачи данных по каждому каналу с 200 Гбит/с до более чем 400 Гбит/с при одновременном увеличении количества каналов с 16 до более чем 128, что позволит увеличить общую пропускную способность с 3,2 до более чем 12,8 Тбит/с. Второе направление предполагает расширение мультиплексирования с разделением по длине волны (WDM) с одной длины волны до 4, 8, 16 и более.

Компания также решает проблемы, связанные с тестированием и проектированием, по мере того как технология совместно упакованной оптики (Co-Packaged Optics, CPO) получает более широкое распространение. TSMC внедрила оптическое тестирование на уровне пластин для устройств с краевой связью, что позволяет отсеивать бракованные кристаллы перед дорогостоящей сборкой оптоволоконных систем. Компания также представила оптическую платформу для проектирования полупроводников, которая позволяет проводить совместное электронно-фотонное моделирование для решения ключевых задач в области кремниевой фотоники. Платформа поддерживает инструменты Cadence и Synopsys, что помогает ускорить разработку новых продуктов.

Вице-президент TSMC по передовым технологиям и услугам в области корпусирования К. С. Сюй (K.C. Hsu) заявил, что в архитектуре оптических приёмопередатчиков происходят структурные изменения и ожидается, что к 2027 году на долю кремниевой фотоники будет приходиться более 50 % рынка оптических приёмопередатчиков. Производство оптических приёмопередатчиков на кремниевых подложках — это следующий шаг, и ожидается, что некоторые поставщики начнут их массовое производство во второй половине 2026 года.

По словам Сюя, на фоне постоянного роста спроса на высокоскоростные каналы связи оптика станет «нервной системой» центров обработки данных. Согласно статистике, в 2025 году продажи оптических приёмопередатчиков выросли на 25 %, а в 2026 году рост их поставок ожидается ещё на 50 %. При этом в 2024 году рынок высокопроизводительных приёмопередатчиков со скоростью передачи данных от 100 Гбит/с и выше удвоился, а в 2025 году вырос ещё на 60 %.

Сюй отметил, что тайваньская экосистема по производству полупроводников уже способна производить оптические модули в больших объёмах и с высокой точностью, а реальные данные и рыночная практика помогают развеять давние опасения по поводу надёжности оптических приёмопередатчиков на кремниевых подложках. По его словам, основная проблема при крупномасштабном внедрении этой технологии связана с другими звеньями цепочки поставок, включая лазеры, оптические волокна, оптоволоконные соединители и тестирование продукции.