UMC obtiene, según informes, pedidos de hasta 10.000 obleas de fotónica de silicio ante la creciente demanda de conexiones más rápidas para la IA

La producción en Singapur pone a UMC en el centro de atención de los chips ópticos

Según informes, United Microelectronics Corp. (UMC) obtuvo pedidos de hasta 10.000 obleas con circuitos fotónicos integrados de InnoLight, proveedor de módulos ópticos, y Saili, empresa de diseño de fotónica entre cuyos inversores figura el brazo de inversión de riesgo de Tencent. Está previsto que la producción se realice en la fábrica de UMC en Singapur, y podrían llegar pedidos adicionales a medida que los clientes amplíen su suministro de chips para conexiones rápidas entre sistemas informáticos.

Las estimaciones del sector sitúan el precio de venta de algunos productos avanzados con circuitos fotónicos integrados en alrededor de siete veces el de las obleas CMOS convencionales. UMC no ha querido hacer comentarios sobre clientes o pedidos específicos, y la empresa no ha confirmado la estimación de precios. No se han dado a conocer los plazos de entrega ni el valor financiero de los pedidos reportados.

Este avance reúne dos factores que están dando forma al negocio de comunicaciones ópticas de UMC: la creciente demanda de una transferencia de datos más rápida en los sistemas de inteligencia artificial y el esfuerzo de la empresa por aprovechar procesos de fabricación consolidados para producir artículos especializados de mayor valor. La oportunidad para la compañía reside en fabricar chips que procesan luz, además de las señales eléctricas habituales en las fábricas de semiconductores convencionales.

UMC y SILITH anunciaron en julio que se habían entregado desde Singapur los primeros lotes de producción de obleas de fotónica de silicio de 12 pulgadas. El paso del desarrollo a la producción tomó 18 meses, y los productos superaron el proceso de homologación de un importante cliente de servicios en la nube. Esto proporciona a los pedidos reportados una base de fabricación que va más allá de un programa de desarrollo tecnológico.

Qué aportan los dos clientes

InnoLight es uno de los principales proveedores de módulos transceptores ópticos para centros de datos, con un negocio que atiende a importantes proveedores de computación en la nube de América del Norte y al mercado de la IA. Estos módulos envían y reciben datos mediante luz. La empresa está ampliando su trabajo en productos que operan a 800 gigabits por segundo y 1,6 terabits por segundo, abreviados habitualmente como 800G y 1.6T.

Saili se centra en el diseño de chips de fotónica de silicio y utiliza a SILITH, en Singapur, para desarrollar su negocio internacional. Sus productos PIC, que operan a 100G y 200G por canal, acumulan envíos de más de 8 millones de chips. Saili también trabaja con UMC en tecnología compatible con 400G por canal.

Estas relaciones con clientes conectan a UMC con distintas partes de la cadena de suministro óptica. InnoLight fabrica módulos que se integran en las redes de centros de datos, mientras que Saili diseña los chips fotónicos que se utilizan en los sistemas ópticos. UMC proporciona la plataforma de fabricación que permite convertir esos diseños en chips físicos.

El volumen inicial reportado, de hasta 10.000, se refiere a obleas, mientras que la cifra de envíos acumulados de Saili se refiere a chips individuales. Una oblea es una lámina circular de material semiconductor que contiene muchos chips, los cuales se separan posteriormente. Sin conocer las dimensiones de los chips ni el rendimiento de producción, no es posible convertir el pedido de obleas en un número fiable de dispositivos terminados.

Por qué importan estos chips para las redes de IA

Los circuitos fotónicos integrados, o PIC, combinan funciones que guían, controlan o detectan la luz en un chip. En las comunicaciones ópticas, ayudan a conectar la actividad eléctrica dentro de los equipos informáticos con las señales luminosas utilizadas para transportar datos a través de fibras ópticas.

Un chip electrónico convencional mueve y procesa señales eléctricas. Un chip fotónico también necesita estructuras como guías de onda, que dirigen la luz por una trayectoria determinada, y moduladores, que modifican la luz para que transporte información. La integración de estas funciones requiere procesos de fabricación especializados y un control preciso de los materiales y las dimensiones.

Los sistemas informáticos de IA necesitan conexiones rápidas porque deben mover grandes cantidades de datos entre procesadores y a través de los centros de datos. Los módulos ópticos avanzan de 800G hacia 1.6T y, con el tiempo, 3.2T. Según las velocidades indicadas, 1.6T representa el doble de capacidad que 800G, mientras que 3.2T representa cuatro veces esa capacidad.

El trabajo de Saili y UMC en 400G por canal aborda otro nivel de esa evolución. Un canal es una vía de datos individual dentro de un sistema de comunicaciones. Aumentar su velocidad puede ayudar a los diseñadores a fabricar productos ópticos más rápidos, aunque la velocidad total de un módulo terminado también depende de cómo estén dispuestos sus canales.

Una competencia de fabricación que va más allá de los circuitos más pequeños

UMC desarrolla estos productos mediante procesos de semiconductores maduros y fabricación óptica especializada. El negocio recompensa la capacidad de producir estructuras ópticas fiables a escala, lo que ofrece a la empresa una vía para entrar en la infraestructura de IA distinta de la fabricación de los procesadores informáticos más avanzados.

Tower Semiconductor y GlobalFoundries ya ofrecen plataformas de fabricación de fotónica de silicio. Según informes del sector, su capacidad está totalmente reservada, lo que ayuda a explicar por qué los clientes de chips ópticos buscan otros socios de fabricación. No se han dado a conocer cifras de utilización ni plazos de espera para las entregas.

TSMC también ofrece tecnología pertinente y utiliza procesos avanzados cuyos costos son mayores en aspectos como las fotomáscaras. Las fotomáscaras son las plantillas que se emplean para transferir patrones de circuitos a las obleas. Para un diseñador de chips ópticos, esos gastos de desarrollo se suman al costo de fabricar cada oblea.

La ventaja que UMC propone combina procesos consolidados, experiencia en fabricación óptica y producción en obleas de 12 pulgadas. Las obleas más grandes pueden facilitar una mayor escala de producción y reducir el costo de fabricación por chip cuando el rendimiento y las operaciones de la fábrica están bien controlados. La uniformidad de los procesos también es importante, porque los clientes necesitan que los chips de distintos lotes de producción tengan un comportamiento predecible.

Un precio de las obleas siete veces mayor cambia la ecuación de ingresos

La prima de precio estimada es el aspecto financiero más llamativo del negocio reportado. Se afirma que algunas obleas PIC avanzadas se venden a un precio cercano a siete veces el de las obleas CMOS ordinarias. CMOS es el método de fabricación ampliamente utilizado para producir muchos chips electrónicos.

Para UMC, una mayor proporción de productos vendidos a precios más altos podría elevar su precio de venta promedio, a menudo denominado ASP. Esta medida corresponde a los ingresos promedio obtenidos por unidad vendida. Una empresa puede aumentarla modificando la combinación de productos que fabrica, incluso sin subir el precio de cada uno de sus productos actuales.

Los beneficios también dependerán del costo de producir las obleas ópticas, del número de chips utilizables que contengan, de los gastos de desarrollo y del uso que los clientes hagan finalmente de la capacidad de la fábrica. La producción de PIC implica estructuras ópticas y etapas de integración exigentes, por lo que el rendimiento de producción es un factor operativo fundamental. El rendimiento es la proporción de chips fabricados que cumple las especificaciones requeridas.

Por tanto, el atractivo de inversión de UMC va más allá del múltiplo de precios destacado. Los pedidos recurrentes, un rendimiento estable y el uso sostenido de las líneas de producción convertirían un precio de venta atractivo en un negocio más duradero. El volumen del pedido inicial y la posibilidad de compras adicionales apuntan a la oportunidad comercial, mientras que la ampliación de capacidad prevista muestra la escala que UMC se prepara para alcanzar.

Dos vías tecnológicas respaldan la expansión

La iniciativa de UMC en comunicaciones ópticas incluye PIC de fotónica de silicio, tecnología de niobato de litio de película delgada y empaquetado avanzado. La fábrica de Singapur constituye el centro de la plataforma de fotónica de silicio de 12 pulgadas.

La segunda vía se apoya en Lian Ying Optoelectronics, filial de optoelectrónica de propiedad total de UMC, y en la cooperación con socios internacionales. La filial aporta experiencia en componentes optoelectrónicos y fabricación de obleas con materiales especializados. Esto proporciona al grupo una base de conocimientos ya establecida para trabajar más allá de los chips electrónicos convencionales.

El niobato de litio de película delgada, abreviado a menudo como TFLN, utiliza una capa fina de un material cuyas propiedades ópticas responden a un campo eléctrico. Esto lo hace útil para controlar la luz en dispositivos de comunicaciones. Su desarrollo amplía las opciones tecnológicas de UMC junto a la plataforma de fotónica de silicio que ya está produciendo obleas.

El empaquetado avanzado es otro elemento de la estrategia, porque los componentes ópticos y electrónicos deben conectarse eficazmente dentro de un producto funcional. El enfoque de UMC reúne procesos de fabricación, materiales especializados e integración de componentes en una misma iniciativa empresarial, con distintas tecnologías para satisfacer distintas necesidades de diseño.

Los planes de capacidad se extienden hasta 2030

UMC ha anunciado una ampliación de la capacidad de fotónica de silicio en su zona P4 de Singapur y ha comenzado a planificar nuevas instalaciones, P7 y P8, en el sur de Taiwán. Su objetivo declarado de capacidad de PIC a largo plazo es de 18.000 obleas al mes; se prevé que la instalación de equipos comience a finales de 2028 y que la capacidad plena se alcance en 2030.

Los pedidos iniciales reportados, de hasta 10.000 obleas, equivalen a alrededor del 56% de ese futuro objetivo de capacidad mensual. La comparación muestra la magnitud de la base de producción prevista; no se ha indicado un plazo de entrega para los pedidos. A un ritmo constante de 18.000 obleas al mes, el objetivo equivaldría a 216.000 obleas en un año completo.

Los principales hitos son:

• Julio, sin especificar el año: UMC y SILITH anunciaron la entrega desde Singapur de los primeros lotes de producción de obleas de fotónica de silicio de 12 pulgadas, tras 18 meses de desarrollo.
• Finales de 2028: Se prevé que comience la instalación de equipos en el marco del plan de expansión a largo plazo.
• 2030: Se espera que la capacidad de producción de PIC alcance la escala plena prevista, de 18.000 obleas al mes.

Según informes, importantes clientes ya están negociando la asignación de capacidad futura. Reservar espacio de producción con antelación puede ayudarles a planificar sus propios lanzamientos de productos y compromisos de suministro, al tiempo que permite a UMC tener una visión más clara de la demanda antes de que las nuevas instalaciones alcancen su plena operatividad.

Qué cambia para UMC y sus clientes

UMC obtiene una posible fuente de crecimiento basada en la fabricación especializada y productos de mayor valor. El hito de producción en Singapur, los envíos de chips que Saili ya realiza y el negocio reportado con InnoLight conectan su desarrollo tecnológico con clientes que ya participan en el mercado de las comunicaciones ópticas rápidas.

Los diseñadores de chips ópticos obtienen otra opción de fabricación mientras trabajan para desarrollar canales y módulos más rápidos. Para los proveedores de módulos que atienden a empresas de servicios en la nube, disponer de suficiente capacidad de obleas es esencial para responder a la demanda de conexiones más rápidas en los centros de datos. El calendario de expansión de UMC sitúa su compromiso de ampliar la capacidad varios años después del logro inicial de producción.

La prioridad comercial inmediata son los pedidos reportados en Singapur. El compromiso a más largo plazo consiste en construir un negocio de fabricación repetible que abarque la fotónica de silicio, los materiales ópticos especializados y el empaquetado. Que esto genere una contribución sustancial a los beneficios dependerá del volumen enviado, los costos de fabricación y la combinación de productos que UMC consiga a medida que aumente su capacidad.

Puntos clave

• Según informes, UMC obtuvo pedidos iniciales de hasta 10.000 obleas PIC de InnoLight y Saili para su producción en Singapur.
• UMC no quiso hacer comentarios sobre clientes o pedidos específicos; la estimación de que el precio es siete veces el de las obleas CMOS convencionales no ha sido confirmada.
• UMC y SILITH anunciaron las primeras entregas de obleas de producción tras un período de desarrollo de 18 meses.
• Los productos de Saili de 100G y 200G acumulan envíos de más de 8 millones de chips, y la empresa desarrolla con UMC tecnología de 400G por canal.
• El objetivo de capacidad de PIC de UMC a largo plazo es de 18.000 obleas al mes; se espera que la instalación de equipos comience a finales de 2028 y que la escala plena se alcance en 2030.