GlobalFoundries compra AMF para consolidar su liderazgo en fotónica de silicio para centros de datos de IA

Los datos de IA pasan a transmitirse con luz con la integración de AMF por parte de GlobalFoundries

GlobalFoundries adquirió Advanced Micro Foundry, con sede en Singapur y especializada en fotónica de silicio, en una operación que sitúa la tecnología óptica en el centro de la infraestructura de inteligencia artificial. Los términos del acuerdo no se hicieron públicos. La operación combina más de 15 años de experiencia de AMF en fabricación fotónica y su propiedad intelectual con la presencia global de GlobalFoundries. Según los directivos de ambas compañías, la operación conjunta se convertirá en la mayor fundición especializada exclusivamente en fotónica de silicio por ingresos, y estará en condiciones de atender a centros de datos de IA, comunicaciones de alta velocidad, sensores y sistemas cuánticos emergentes. La adquisición viene acompañada de una nueva alianza de investigación en Singapur con la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación, conocida como A*STAR, y de planes para crear un centro de excelencia en fotónica de silicio centrado en materiales de nueva generación y enlaces de 400 gigabits por segundo.

La fotónica de silicio integra componentes basados en luz, como guías de onda y moduladores, junto con la electrónica convencional en silicio. Sustituye las pistas de cobre por fibras ópticas y sistemas ópticos integrados en muchos enlaces de datos de corta y larga distancia. El cambio reduce el consumo de energía y el calor, y ofrece mucho más ancho de banda entre servidores, racks de aceleradores y sistemas de almacenamiento. Dado que los clústeres de entrenamiento de IA mueven petabytes cada hora dentro de los centros de datos y que las conexiones de cobre se acercan a sus límites físicos, las vías ópticas se han convertido en una prioridad para el sector.

Por qué la fotónica de silicio es importante para la IA y las redes avanzadas

La IA moderna depende de vastas redes de GPU, aceleradores diseñados a medida y sistemas de almacenamiento de alta velocidad. El movimiento de datos entre esos componentes suele consumir gran parte del presupuesto energético y determinar el rendimiento. Los cables de cobre y los enlaces eléctricos SerDes pierden intensidad de señal a altas frecuencias y a lo largo de la distancia, lo que obliga a usar repetidores y mayores variaciones de voltaje. Esto aumenta el consumo de energía y la latencia. Los enlaces ópticos transmiten datos en forma de luz, que recorre largas distancias con pérdidas e interferencias mínimas y consume mucha menos energía por bit.

La fotónica de silicio integra funciones ópticas en una oblea de silicio junto con la electrónica de control. Las fundiciones fabrican guías de onda que conducen la luz, moduladores que codifican datos y fotodetectores que convierten de nuevo la luz en señales eléctricas. Las soluciones integradas sustituyen los módulos de transceptores independientes por motores ópticos más pequeños, que generan menos calor y suelen ser más económicos. El resultado es un mayor rendimiento por rack, menores necesidades de refrigeración y más fiabilidad para los centros de datos de hiperescala y las redes de telecomunicaciones.

La tecnología también es flexible. Permite usar transceptores enchufables para actualizar los conmutadores existentes y óptica integrada en el mismo encapsulado, que coloca motores ópticos junto al silicio del conmutador o del acelerador dentro de un único encapsulado. Esta última opción reduce la ruta eléctrica a unos pocos milímetros dentro del encapsulado y utiliza fibra para los tramos más largos. El diseño mejora el consumo de energía y la integridad de la señal a medida que la velocidad de los enlaces pasa de 400G a 800G y más.

Qué aporta el acuerdo con AMF a GlobalFoundries

Advanced Micro Foundry es reconocida como la primera fundición dedicada a la fotónica de silicio. La empresa, creada en 2017 a partir del Instituto de Microelectrónica de A*STAR en Singapur, ofrece servicios de fabricación, creación de prototipos y pruebas a clientes de los sectores de las telecomunicaciones, los centros de datos, el LiDAR y los sensores. AMF emplea a unas 250 personas y atiende a clientes de todo el mundo con una plataforma de obleas de 200 milímetros; prevé pasar a la producción de 300 milímetros a medida que aumenten los volúmenes.

Con la adquisición de AMF, GlobalFoundries obtiene kits maduros de diseño de procesos, bibliotecas de dispositivos y un equipo con amplia experiencia en integración y prueba de dispositivos fotónicos. La empresa podrá responder a la demanda de comunicaciones ópticas de larga distancia, enlaces dentro de centros de datos y mercados especializados, como los sensores para automóviles y la fotónica cuántica. La escala conjunta también permite a los clientes abastecerse en varias regiones y homologar proveedores alternativos, lo que reduce los riesgos de suministro para proyectos de infraestructura crítica.

GlobalFoundries afirmó que su capacidad actual de fotónica de silicio en Estados Unidos se complementará con la fabricación en Singapur para clientes de todo el mundo. El objetivo es acelerar la comercialización de transceptores ópticos, óptica integrada en el mismo encapsulado y soluciones fotónicas integradas que respondan a las crecientes necesidades de ancho de banda y eficiencia de los operadores de IA y de servicios en la nube.

Nuevo centro de I+D en Singapur y alianza a largo plazo con A*STAR

GlobalFoundries tiene previsto establecer en Singapur un centro de excelencia en fotónica de silicio que colaborará con A*STAR en la investigación de materiales y dispositivos para enlaces de 400 gigabits por segundo o más. Esa velocidad coincide con los ciclos actuales de los centros de datos, donde 400G y 800G son los componentes básicos estándar para las conexiones entre conmutadores y servidores, y los operadores ya evalúan los módulos de próxima generación.

La empresa afirmó que la labor de I+D en Singapur se incorporará directamente a su plataforma fotónica y a su hoja de ruta de productos. La inversión temprana de Singapur en fotónica e investigación cuántica, junto con su base actual de talento en semiconductores, hacen del país un lugar adecuado para ampliar la fabricación e impulsar al mismo tiempo innovaciones en física de dispositivos y procesos. GlobalFoundries emplea a unas 3.800 personas en Singapur en varias plantas de fabricación de semiconductores, una base que facilita el paso de los resultados de laboratorio a las líneas de producción.

La iniciativa también muestra cómo la investigación pública puede convertirse en capacidad comercial. El origen de AMF en el Instituto de Microelectrónica de A*STAR ilustra el recorrido de la investigación académica a las soluciones a escala industrial. La nueva colaboración busca acortar ese proceso para futuras plataformas fotónicas, incluidos materiales novedosos que permitan enlaces ópticos más rápidos, con menos pérdidas y menor consumo de energía.

Lo que dicen las empresas

Tim Breen, director ejecutivo de GlobalFoundries, presentó la fotónica de silicio como un requisito esencial para la infraestructura de IA actual y futura. Dijo que la empresa aprovechará la capacidad y la experiencia de AMF para ampliar su hoja de ruta de soluciones ópticas, reducir el consumo de energía y aumentar el rendimiento dentro de los centros de datos y en las redes de área extensa.

La tecnología de fotónica de silicio es esencial para la infraestructura de IA. A medida que los datos se mueven más rápido y las cargas de trabajo se vuelven más complejas, la capacidad de transmitir información con mayor velocidad, precisión y eficiencia energética es ya fundamental para los centros de datos de IA y las redes avanzadas de telecomunicaciones.

Jagadish CV, director ejecutivo de AMF, destacó la complementariedad entre las dos empresas y la posibilidad de llegar a más mercados con una cartera más amplia.

AMF y GF comparten una visión de innovación y alianzas estrechas con los clientes para ofrecer soluciones diferenciadas. Gracias a que nuestras carteras tecnológicas son complementarias, esperamos impulsar la fotónica de silicio para una gama más amplia de mercados y clientes.

Cómo encaja este cambio en la competencia mundial por las conexiones ópticas

Los enlaces ópticos se han convertido en una prioridad estratégica para todo el sector. Los fabricantes de chips de red y los operadores de hiperescala avanzan hacia la óptica enchufable y la integrada en el mismo encapsulado para seguir el ritmo de los clústeres de IA a gran escala. Empresas como Nvidia han trabajado con importantes fundiciones para integrar silicio de redes y conexiones ópticas en un mismo encapsulado. Empresas emergentes respaldadas por capital de riesgo, como Ayar Labs, Celestial AI y Lightmatter, desarrollan conexiones ópticas entre chips; algunas utilizan a GlobalFoundries para fabricar sus productos. En el ámbito de la computación cuántica, GlobalFoundries trabaja con PsiQuantum en chips fotónicos para sistemas cuánticos a gran escala.

Una mayor capacidad en Singapur, junto con las operaciones existentes en Estados Unidos y Europa, ofrece a GlobalFoundries una base de fabricación diversificada. Esto beneficia a los proveedores de servicios en la nube y a los operadores de telecomunicaciones que buscan abastecerse en varias regiones de componentes críticos. También posiciona a Singapur como un centro de diseño, fabricación y pruebas de fotónica de silicio, a medida que aumenta su adopción en las comunicaciones de datos, los sensores y la computación.

La adquisición también amplía una larga relación entre GlobalFoundries y Singapur. En 2010, la empresa adquirió Chartered Semiconductor, lo que amplió su presencia en el país. La operación con AMF añade especialización en fotónica, en consonancia con la actual ola de inversión en infraestructura de IA.

Guía tecnológica: del tamaño de las obleas a la óptica integrada en el mismo encapsulado

Dos aspectos ayudan a explicar por qué este acuerdo podría acelerar la adopción de la fotónica: el tamaño de las obleas y el encapsulado.

De las obleas de 200 milímetros a las de 300 milímetros

La producción actual de AMF utiliza obleas de 200 milímetros. GlobalFoundries prevé pasar a obleas de 300 milímetros a medida que aumente la demanda de los clientes. Las obleas más grandes permiten obtener más chips por oblea, mejorar las economías de escala y, a menudo, utilizar equipos más avanzados. Adaptar una plataforma fotónica a obleas de 300 milímetros puede reducir el costo por función y permitir mayores volúmenes de transceptores y motores ópticos. La transición exige transferir y homologar cuidadosamente los procesos para preservar el rendimiento óptico, por ejemplo, manteniendo bajas las pérdidas de propagación en las guías de onda y un comportamiento uniforme de los moduladores en todas las obleas.

De los módulos enchufables a la óptica integrada en el mismo encapsulado

Durante décadas, los equipos de red han utilizado módulos ópticos enchufables que se insertan en la parte frontal de los conmutadores. Estos módulos seguirán siendo importantes, ya que permiten a los operadores actualizar los componentes ópticos sin reemplazar sistemas completos. La óptica integrada en el mismo encapsulado introduce un cambio: los motores ópticos se sitúan en el mismo sustrato que un circuito integrado específico para aplicaciones (ASIC) de conmutación o un acelerador, con pistas eléctricas muy cortas. Esto minimiza la pérdida de señal, reduce el consumo de energía y permite un mayor ancho de banda agregado por chasis. La integración de fotónica y electrónica en la fundición es un elemento clave para esta arquitectura y una de las áreas prioritarias de la hoja de ruta de GlobalFoundries.

Por qué importa 400G

Los racks modernos de los centros de datos de IA transmiten datos en múltiples canales de 100G. Un transceptor de 400G suele utilizar cuatro canales de 100G, mientras que uno de 800G duplica esa capacidad. Lograr 400G y 800G fiables a gran escala y con bajo consumo de energía es un paso práctico hacia enlaces de la categoría de los terabits. La investigación sobre materiales, moduladores y guías de onda de bajas pérdidas para esas velocidades ayuda al sector a reducir el costo y el consumo de energía por bit, las dos métricas que determinan en gran medida el diseño de las redes de centros de datos.

Riesgos, integración y aspectos que conviene observar

Ampliar una plataforma de fotónica de silicio no es sencillo. El rendimiento depende de las pérdidas ópticas, la uniformidad de los dispositivos, la alineación del encapsulado y la cobertura de las pruebas. Pasar de obleas de 200 a 300 milímetros exige controlar el proceso en un mayor número de chips y, a menudo, con equipos nuevos. La integración de los equipos y los kits de diseño de procesos debe hacerse con cuidado para mantener estables las reglas de diseño para los clientes. Las cadenas de suministro de láseres, materiales y encapsulado avanzado también deben crecer al ritmo de la producción de obleas.

Los ciclos de adopción de los clientes son otra variable. Muchos operadores de servicios en la nube actualizan sus sistemas ópticos siguiendo ciclos de varios años, vinculados a las renovaciones del silicio de los conmutadores y de la arquitectura de red. Convencerlos de pasar de los módulos enchufables a la óptica integrada en el mismo encapsulado dependerá de la fiabilidad demostrada, los modelos de servicio y la posibilidad de reparar o reemplazar los componentes ópticos sobre el terreno.

La competencia es intensa. Las principales fundiciones y los fabricantes de silicio para redes invierten en interconexiones ópticas. Las empresas capaces de combinar una fabricación de alto rendimiento, ecosistemas de diseño sólidos y alianzas sólidas en el ámbito del encapsulado tendrán más posibilidades de suministrar componentes para los conmutadores de próxima generación y los clústeres de IA.

Impacto en Singapur y en el ecosistema de chips de Asia

Singapur lleva años invirtiendo en fotónica, investigación cuántica y fabricación de semiconductores. El sector de los semiconductores aporta una parte significativa del producto interno bruto del país, y los organismos públicos han puesto en marcha programas para fortalecer el diseño, el encapsulado avanzado y los materiales especializados. La trayectoria de AMF, desde una empresa surgida de un instituto de investigación hasta convertirse en proveedora global y ahora formar parte de un importante fabricante de chips por contrato, muestra cómo la ciencia financiada con fondos públicos puede generar conocimientos especializados con potencial exportador.

El nuevo centro de excelencia y la ampliación de la producción podrían atraer a empresas emergentes y multinacionales interesadas en diseñar y fabricar motores ópticos en Asia y, al mismo tiempo, acceder a la capacidad de fundición de América del Norte y Europa. El papel de Singapur como centro neutral y estable resulta atractivo para fortalecer la resiliencia de las cadenas de suministro. Para las empresas emergentes de tecnología avanzada que trabajan en fotónica, tecnología cuántica y sensores, un acceso más sencillo a la creación de prototipos, las series piloto y el aumento de la producción dentro del mismo ecosistema puede acortar el tiempo de comercialización.

Para GlobalFoundries, el segmento de infraestructura de comunicaciones y centros de datos ya es una de sus líneas de negocio de mayor crecimiento. Los directivos han señalado que la fotónica de silicio podría alcanzar un ritmo de ingresos anual de varios miles de millones de dólares antes de que termine la década si la adopción continúa al ritmo actual. La adquisición de AMF y la alianza con A*STAR buscan mantener esa trayectoria mediante el aumento de la capacidad, la aceleración de la innovación y la reducción de los cuellos de botella regionales.

Lo que hay que saber

• GlobalFoundries adquirió Advanced Micro Foundry, con sede en Singapur, para ampliar su capacidad y sus conocimientos en fotónica de silicio; los términos financieros no se hicieron públicos.
• La operación conjunta posiciona a GlobalFoundries como la mayor fundición especializada exclusivamente en fotónica de silicio por ingresos.
• Un nuevo centro de excelencia en fotónica de silicio en Singapur colaborará con A*STAR en tecnologías ópticas de 400G o más.
• AMF aporta una plataforma de 200 milímetros, kits maduros de diseño de procesos y una base de clientes global, con planes para pasar a los 300 milímetros.
• La fotónica de silicio transmite datos mediante luz, lo que reduce el consumo de energía y la latencia frente al cobre; esto es crucial para los centros de datos de IA y las redes de telecomunicaciones.
• GlobalFoundries busca acelerar el desarrollo de productos que van de los transceptores enchufables a la óptica integrada en el mismo encapsulado para las comunicaciones de datos y la computación.
• Empresas emergentes como Ayar Labs, Celestial AI y Lightmatter, y la empresa de tecnología cuántica PsiQuantum, forman parte del cambio general hacia las conexiones ópticas.
• Entre los principales desafíos figuran el rendimiento, la transferencia de procesos a obleas más grandes, el encapsulado avanzado y los ciclos de adopción de los clientes.