TSMC und Kunden
Gemeinsame Silicon Photonics-Entwicklung?
TSMC will offenbar mit Nvidia und Broadcom sowie weiteren Kunden im Sektor Silicon Photonics für den Einsatz von KI in Datenzentren zusammenarbeiten und baut ein 200-köpfiges R&D-Team dafür auf.
Darüber berichten derzeit verschiedene Quellen, offiziell bestätigt wurden die Gerüchte nicht. Grund für derartige Kooperationen gäbe es jedenfalls: Derzeit verschlingt die Kommunikation in Datenzentren mit KI-Workloads sehr viel Energie. Es ist abzusehen, dass dies den Flaschenhals bilden wird, der dem Einsatz von KI-Systemen Grenzen setzt. Ein Ausweg besteht darin, in den Chips und für die Kommunikation zwischen den Chips nicht nur elektronische Komponenten wie Transistoren zu integrieren, sondern auch optische Komponenten. Denn wenn mit Licht »gerechnet« wird und Licht für die Kommunikation zwischen den Chips, ähnlich wie heute schon zwischen den Servern Einsatz findet, dann könnte enorm viel Energie gespart werden – und die Verarbeitungsgeschwindigkeit würde sich sogar noch deutlich erhöhen.
Das Schöne ist, dass die optische Integration zumindest zum Teil auf Basis von Silizium stattfinden kann. Zur Fertigung dieser ICs können die bekannten CMOS-Prozesse herangezogen werden, in den CMOS-Fabs brauchte sich gar nicht sehr viel zu ändern, auch wenn abgewandelte Prozesse und die dafür erforderlichen Maschinen entwickelt werden müssen. »Silicon Photonics«, kurz SiPh, lautet dafür der Fachbegriff.
Eine Herausforderung besteht außerdem im Packaging, um verschiedene Chips einschließlich reiner elektronischer ASICs und Photonic Integrated Circuits (PICs) sowie optischer Komponenten zu integrieren. Hierfür müssen ebenfalls neue Technologien und neues Equipment entwickelt werden. Dann könnten die Techniken in den neusten Transceiver-Generationen für Datenzentren Anwendung finden.
Derzeit spricht viel dafür, dass dies in absehbarer Zeit möglich werden wird und die führenden Chiphersteller treiben SiPh und neue Packaging-Technologien deshalb eifrig voran. »Wenn wir ein gutes Silicon Integration System zur Verfügung stellen, können wir sowohl die Leistungsaufnahme von KI-Chips verringern als auch ihre Rechenleistung erhöhen«, sagte Douglas Yu, Vice President of Pathfinding for System Integration von TSMC, am Rande der SEMICON Taiwan, die dort kürzlich stattgefunden hat. »Das ist ein Paradigmenwechsel, wir stehen am Beginn einer neuen Ära.«
Dazu entwickelt TSMC mit »COUPE« (Compact Universal Photonic Engine) eine eigene Advanced Packaging Technologie, die es ermöglicht, PICs in einem Gehäuse zu kombinieren. Insider gehen davon aus, dass TSMC schon 2024 die Produktion aufnehmen und 2025 in die Volumenproduktion einsteigen könnte.
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