Nvidia zeigt CPO-Neuheit: Wettbewerb im Chip-Gehäuse

Nvidia hat auf der SEMICON West 2026 in San Francisco einen neuen Ansatz für die optische Anbindung von KI-Chips vorgestellt. Unter der Kurzbezeichnung OOI, für optische Integration im Siliziuminterposer, will der Hersteller optische Baugruppen noch enger an Rechenchips heranführen. Nvidia-Forscher Nikola Nedovic erläuterte, dass OOI im Unterschied zu bisherigen Mitschips-Montageoptiken, kurz CPO, die optischen Baugruppen nicht auf dem Organiksubstrat, sondern auf dem Siliziuminterposer unterbringt, der auch den Rechenchip trägt. Damit verkürzt Nvidia die elektrische Hochstrecke, senkt Verluste und Leistungsaufnahme und erhöht die Verbindungsdichte. Parallel zeigte Nvidia dichte Wellenlängenmultiplextechnik, kurz DWDM, die über acht Wellenlängen 256 Gigabit pro Sekunde auf einer Faser überträgt. Beide Ansätze adressieren die Engpässe elektrischer Paketstrecken und der Glasfaserkapazität. Der Vorstoß fällt in eine Phase, in der Nvidia CPO-Produkte bereits hochfährt. Am 21. Oktober hatte Nvidia mit dem Prüfdienstleister SPIL vereinbart, die Kapazität für CPO-Optik bis Mitte 2027 auf das Fünfzehnfache zu steigern und bis Ende 2028 erneut zu verdoppeln. Im Juni gab Nvidia die Spectrum-X-Ethernet-Photonics-Switches für die Vera-Rubin-Plattform in die Massenproduktion; das System SN6800 stellt 512 Ports mit je 800 Gigabit pro Sekunde bereit und soll pro 1,6-Terabit-Port die zugehörige Leistungsaufnahme auf etwa ein Fünftel drücken. OOI ist noch nicht kommerzialisiert, aber der nächste Schritt: Mit wachsenden KI-Clustern stoßen Leiterplatten und Kabel an physikalische Grenzen, weshalb die optische Wandlung immer tiefer in das Package rückt. Technisch steigt die Komplexität, weil optische Baugruppen, Siliziumphotonik und Wärmesenke von ASIC oder GPU zusammenwachsen. Nvidia muss thermische Stabilität, optische Ausrichtung, Vorprüfung und Reparierbarkeit neu lösen, da ein Fehler im Package teure Kernchips gefährdet. TrendForce warnt vor der Prüfdauer: Photonische integrierte Schaltkreise lassen sich nicht so schnell charakterisieren wie elektronische Chips, weil optische Leistung, Dämpfung, Wellenlängen und Temperaturverhalten gemessen werden müssen. Um 2027 dürfte die verzahnte Elektronik-Optik-Prüfung daher nicht nur zum Fertigungsengpass, sondern auch zum Wettbewerbsfaktor werden. In der Lieferkette verschiebt sich der Schwerpunkt vom austauschbaren Modul zum integrierten Package. TSMC liefert Siliziumphotonik und COUPE, SPIL Montage und Test, Lumentum und Coherent externe Laser, Foxconn die Systemintegration. Zugleich wachsen Chancen für Präzisionsmontage und Photontest. In China melden Tianfu Communications stabile Lieferungen von Faserarrays und externen Lasern für CPO; Zhongji InnoLight und Eoptolink arbeiten an 1,6-T-Modulen sowie an NPO-, XPO- und CPO-Varianten. FiconTEC liefert bereits Prüfgeräte für Wafer und einzelne Chips. Auch Broadcoms Bailly-CPO-Switches und Berichte über Marvells Interesse an Lumentum zeigen: Der Wettbewerb verschiebt sich von einzelnen Bauteilen zur gemeinsam ausgelegten Optik-Elektronik-Fertigung.