GlobalFoundries compra AMF para consolidar liderança em fotónica em silício para centros de dados de IA

Dados de IA passam para a luz à medida que a GlobalFoundries integra a AMF de Singapura

A GlobalFoundries adquiriu a Advanced Micro Foundry, sediada em Singapura, especialista em fotónica em silício, numa operação que coloca a tecnologia ótica no centro da infraestrutura de inteligência artificial. O negócio, cujos termos não foram divulgados, combina os mais de 15 anos de fabrico e propriedade intelectual em fotónica da AMF com a presença global da GlobalFoundries. Os líderes da empresa afirmam que a operação combinada se torna a maior fundição dedicada exclusivamente a fotónica em silício em termos de receita, posicionada para servir centros de dados de IA, comunicações de alta velocidade, sensores e sistemas quânticos emergentes. A aquisição é acompanhada de uma nova parceria de investigação em Singapura com a Agency for Science, Technology and Research, conhecida como A*STAR, e de planos para um centro de excelência em fotónica em silício centrado em materiais de nova geração e ligações a 400 gigabits por segundo.

A fotónica em silício coloca componentes baseados em luz, como guias de onda e moduladores, ao lado da eletrónica convencional no silício. Substitui trilhas de cobre em muitas ligações de dados de curta e longa distância por fibras óticas e ótica integrada. Essa transição reduz o consumo de energia e o calor, e proporciona uma largura de banda muito superior entre servidores, racks de aceleradores e sistemas de armazenamento. Com os clusters de treino de IA a mover petabytes por hora no interior dos centros de dados, e as ligações de cobre a aproximar-se dos seus limites físicos, as vias óticas tornaram-se uma prioridade para o setor.

Porque é que a fotónica em silício é importante para a IA e redes avançadas

A IA moderna depende de vastas redes de GPUs, aceleradores personalizados e armazenamento de alta velocidade. O movimento de dados entre esses componentes domina frequentemente tanto os orçamentos de energia como o desempenho. Os cabos de cobre e as ligações elétricas SerDes perdem força de sinal a altas frequências e ao longo da distância, o que força o uso de repetidores e maiores oscilações de tensão. Isso aumenta o consumo de energia e a latência. As ligações óticas transmitem dados sob a forma de luz, que percorre longas distâncias com perda mínima e interferência cruzada mínima, utilizando muito menos energia por bit.

A fotónica em silício integra funções óticas numa pastilha de silício ao lado da eletrónica de controlo. As fundições fabricam guias de onda que encaminham a luz, moduladores que codificam dados e fotodetectores que convertem a luz de volta em sinais elétricos. As abordagens integradas substituem módulos transceptores discretos por motores óticos mais pequenos, mais frios e frequentemente mais baratos. O efeito resultante é uma maior taxa de transferência por rack, requisitos de arrefecimento mais reduzidos e melhor fiabilidade para centros de dados hiperescalares e redes de telecomunicações.

A tecnologia é também flexível. Suporta transceptores plugáveis que atualizam switches existentes, e suporta ótica empacotada em conjunto (co packaged optics), que coloca motores óticos junto ao silício do switch ou do acelerador dentro de um único pacote. A ótica empacotada em conjunto encurta a via elétrica para apenas alguns milímetros dentro do pacote e depois utiliza fibra para percursores mais longos. Essa melhoria de projeto melhora o consumo de energia e a integridade do sinal à medida que as velocidades de ligação sobem de 400G para 800G e além.

O que o negócio com a AMF acrescenta à GlobalFoundries

A Advanced Micro Foundry é reconhecida como a primeira fundição dedicada à fotónica em silício. A empresa, surgida do Institute of Microelectronics de Singapura, na A*STAR, em 2017, disponibiliza fabrico, prototipagem e testes para clientes em telecomunicações, centros de dados, LiDAR e sensores. A AMF emprega cerca de 250 pessoas e serve uma base de clientes global a partir de uma plataforma de pastilhas de 200 milímetros, com um roteiro para produção de 300 milímetros à medida que os volumes aumentam.

Ao adquirir a AMF, a GlobalFoundries obtém kits de projeto de processo (PDKs) maduros, bibliotecas de dispositivos e uma equipa com vasta experiência em integração e teste de dispositivos fotónicos. A empresa pode responder à procura em comunicações óticas de longa distância, ligações internas aos centros de dados e mercados especializados como sensores automotivos e fotónica quântica. A escala combinada permite também aos clientes abastecer-se de múltiplas geografias e qualificar fontes secundárias, o que reduz o risco de fornecimento em projetos de infraestrutura crítica.

A GlobalFoundries afirmou que as suas capacidades atuais de fotónica em silício nos Estados Unidos serão complementadas por fabrico sediado em Singapura para clientes mundiais. O objetivo é acelerar o tempo de lançamento no mercado de transceptores óticos, ótica empacotada em conjunto e soluções fotónicas integradas que respondam às crescentes necessidades de largura de banda e eficiência dos operadores de IA e cloud.

Novo centro de I&D em Singapura e parceria de longo prazo com a A*STAR

A GlobalFoundries planeia estabelecer em Singapura um centro de excelência em fotónica em silício que trabalhará com a A*STAR em investigação de materiais e dispositivos orientada para ligações de 400 gigabits por segundo e superiores. Esse referencial de velocidade alinha-se com os ciclos atuais dos centros de dados, onde 400G e 800G são os blocos de construção padrão para a conectividade entre switches e servidores, e os operadores já estão a avaliar módulos da próxima geração.

A empresa afirmou que os esforços de I&D em Singapura alimentarão diretamente a sua plataforma de fotónica e o roteiro de produtos. O investimento precoce de Singapura em fotónica e investigação quântica, acrescido da sua base existente de talentos em semicondutores, torna-o num local prático para escalar o fabrico enquanto se avança na física dos dispositivos e em inovações de processo. A GlobalFoundries emprega cerca de 3.800 pessoas em Singapura em múltiplas fábricas, uma base que facilita as transições dos resultados de laboratório para as linhas de produção.

O movimento mostra também como a investigação pública pode traduzir-se em capacidade comercial. As origens da AMF no Institute of Microelectronics da A*STAR ilustram um percurso desde a investigação académica até soluções à escala industrial. A nova colaboração visa encurtar esse caminho para futuras plataformas fotónicas, incluindo materiais inovadores que suportem ligações óticas de maior velocidade, menor perda e menor consumo de energia.

Vozes das empresas

O administrador-gerente da GlobalFoundries, Tim Breen, enquadrou a fotónica em silício como um requisito essencial para a infraestrutura de IA atual e futura. Disse que a empresa utilizará a capacidade e a experiência da AMF para expandir o seu roteiro de produtos de soluções óticas que reduzam o consumo de energia e aumentem a taxa de transferência no interior dos centros de dados e em redes de longo alcance.

A tecnologia de fotónica em silício é essencial para a infraestrutura de IA. À medida que os dados se movem mais depressa e as cargas de trabalho se tornam mais complexas, a capacidade de mover informação com maior velocidade, precisão e eficiência energética é agora fundamental para os centros de dados de IA e para as redes avançadas de telecomunicações.

O administrador-gerente da AMF, Jagadish CV, destacou a compatibilidade entre as duas empresas e o potencial de alcançar mais mercados com um portefólio mais alargado.

A AMF e a GF partilham uma visão de inovação e de parcerias estreitas com os clientes para oferecer soluções diferenciadas. Com portefólios tecnológicos complementares, esperamos avançar com a fotónica em silício para uma gama mais ampla de mercados e clientes.

Como esta transição se enquadra na corrida global às ligações óticas

As ligações óticas tornaram-se um foco estratégico em toda a indústria. Fabricantes de chips de rede e operadores hiperescalares estão a avançar para ótica plugável e empacotada em conjunto, para acompanhar os clusters de IA à escala. Empresas como a Nvidia têm trabalhado com fundições de ponta para empacotar silício de rede com ligações óticas. Empresas apoiadas por capital de risco, incluindo Ayar Labs, Celestial AI e Lightmatter, estão a construir ligações óticas de chip para chip, e algumas utilizam a GlobalFoundries para fabrico. Na computação quântica, a GlobalFoundries trabalha com a PsiQuantum em chips baseados em fotónica para sistemas quânticos de grande escala.

Mais capacidade em Singapura, ao lado das operações existentes nos Estados Unidos e na Europa, dá à GlobalFoundries uma base de fabrico diversificada. Isso ajuda fornecedores de cloud e operadores de telecomunicações que pretendem abastecimento multi-região de componentes críticos. Posiciona também Singapura como um centro de projeto, fabrico e teste de fotónica em silício à medida que a adoção se alarga nas comunicações de dados, sensores e computação.

A aquisição estende também uma ligação de longa data entre a GlobalFoundries e Singapura. Em 2010, a empresa adquiriu a Chartered Semiconductor, o que expandiu a sua presença no país. A transação com a AMF acrescenta uma especialização em fotónica que se alinha com a atual onda de investimento em infraestrutura de IA.

Primer tecnológico: do tamanho da pastilha à ótica empacotada em conjunto

Dois detalhes ajudam a explicar porque este negócio pode alterar o ritmo de adoção da fotónica: o tamanho da pastilha e o empacotamento.

De pastilhas de 200 milímetros para 300 milímetros

A produção atual da AMF utiliza pastilhas de 200 milímetros. A GlobalFoundries planeia escalar para 300 milímetros à medida que a procura dos clientes aumenta. Pastilhas maiores significam mais dies por pastilha, economias de escala melhoradas e frequentemente conjuntos de ferramentas mais avançados. Mover uma plataforma fotónica para 300 milímetros pode reduzir o custo por função e suportar volumes mais elevados de transceptores e motores óticos. A transição requer uma transferência de processo cuidadosa e qualificação para preservar o desempenho ótico, como a baixa perda de propagação nos guias de onda e um comportamento consistente dos moduladores ao longo das pastilhas.

De módulos plugáveis à ótica empacotada em conjunto

Durante décadas, o equipamento de rede dependeu de módulos óticos plugáveis que se encaixam na frente dos switches. Esses módulos continuarão a ser importantes, pois permitem aos operadores atualizar a ótica sem substituir sistemas inteiros. A ótica empacotada em conjunto introduz uma mudança. Os motores óticos assentam no mesmo substrato que um ASIC de switch ou um acelerador, com trilhas elétricas muito curtas. Isso minimiza a perda de sinal, reduz o consumo de energia e suporta maior largura de banda agregada por chassis. A integração ao nível da fundição entre fotónica e eletrónica é um facilitador-chave para esta arquitetura, e é uma área de foco no roteiro da GlobalFoundries.

Porque é que o 400G é importante

Os racks modernos nos centros de dados de IA movem dados em múltiplos de canais de 100G. Um transceptor 400G utiliza tipicamente quatro canais de 100G, enquanto o 800G duplica esse número. Alcançar 400G e 800G de forma fiável à escala com baixo consumo de energia é uma pedra de via prática em direção a ligações da classe terabit. A investigação em materiais, moduladores e guias de onda de baixa perda a essas velocidades ajuda a indústria a reduzir o custo por bit e a energia por bit, as duas métricas que dominam o design das redes de centros de dados.

Riscos, integração e o que observar

Escalar uma plataforma de fotónica em silício não é trivial. O rendimento depende da perda ótica, da uniformidade dos dispositivos, do alinhamento do empacotamento e da cobertura de testes. Passar de 200 milímetros para 300 milímetros requer controlo de processo em mais dies e frequentemente em novas ferramentas. A integração de equipas e de PDKs tem de ser cuidadosa para manter as regras de projeto estáveis para os clientes. As cadeias de abastecimento de lasers, materiais e empacotamento avançado também têm de escalar para acompanhar a produção de pastilhas.

Os ciclos de adoção por parte dos clientes são outra variável. Muitos operadores de cloud atualizam a ótica em prazos plurianuais ligados a atualizações do silício de switches e da arquitetura de fabric. Convencer os clientes a migrar de módulos plugáveis para ótica empacotada em conjunto dependerá de fiabilidade comprovada, modelos de serviço e da capacidade de reparar ou substituir a ótica no terreno.

A concorrência é intensa. As principais fundições e fornecedores de silício de rede estão todos a investir em interconexões óticas. As empresas que conseguirem combinar fabrico de alto rendimento, ecossistemas de projeto robustos e parcerias de empacotamento fortes serão as que conquistarão mais posições nos switches e clusters de IA da próxima geração.

Impacto em Singapura e no ecossistema de chips da Ásia

Singapura investiu ao longo dos anos em fotónica, investigação quântica e fabrico de semicondutores. O setor semicondutor do país contribui com uma parcela significativa do produto interno bruto, e as agências públicas lançaram programas para reforçar o projeto, o empacotamento avançado e materiais especializados. O percurso da AMF, de spinoff de um instituto de investigação a fornecedor global e agora parte de um dos principais fabricantes por contrato de chips, ilustra como a ciência financiada publicamente pode semear conhecimentos exportáveis.

O novo centro de excelência e a produção expandida poderão atrair startups e multinacionais que pretendam projetar e fabricar motores óticos na Ásia, mantendo acesso à capacidade de fundições norte-americanas e europeias. O papel de Singapura como um hub neutro e estável é atraente para a resiliência da cadeia de abastecimento. Para startups de deep tech que trabalham em fotónica, quântica e sensores, um acesso mais fácil a prototipagem, corridas piloto e escalonamento de volumes dentro do mesmo ecossistema pode reduzir o tempo de lançamento no mercado.

Para a GlobalFoundries, o segmento de infraestruturas de comunicações e centros de dados já é uma das linhas de negócio de crescimento mais rápido. Os executivos indicaram que a fotónica em silício poderá atingir um ritmo de receitas de vários milhares de milhões de dólares até ao final da década se a adoção continuar na trajetória atual. A aquisição da AMF e a parceria com a A*STAR foram concebidas para manter essa trajetória em curso, aumentando a capacidade, acelerando a inovação e reduzindo estrangulamentos regionais.

O que deve saber

• A GlobalFoundries adquiriu a Advanced Micro Foundry, sediada em Singapura, para expandir a capacidade e as competências em fotónica em silício, com termos financeiros não divulgados.
• A operação combinada posiciona a GlobalFoundries como a maior fundição dedicada exclusivamente à fotónica em silício em termos de receita.
• Um novo centro de excelência em fotónica em silício em Singapura colaborará com a A*STAR em tecnologias óticas de 400G e superiores.
• A AMF acrescenta uma plataforma de 200 milímetros, kits de projeto de processo maduros e uma base de clientes global, com planos para escalar para 300 milímetros.
• A fotónica em silício move dados com luz, reduzindo o consumo de energia e a latência em comparação com o cobre, o que é crítico para centros de dados de IA e redes de telecomunicações.
• A GlobalFoundries visa acelerar produtos, desde transceptores plugáveis até ótica empacotada em conjunto, para comunicações de dados e computação.
• Startups como a Ayar Labs, a Celestial AI, a Lightmatter e a empresa quântica PsiQuantum fazem parte da transição mais ampla para ligações óticas.
• Os principais desafios de execução incluem o rendimento, a transferência de processo para pastilhas maiores, o empacotamento avançado e os ciclos de adoção por parte dos clientes.