UMC teria recebido pedidos de até 10 mil wafers de fotônica de silício em meio à demanda por conexões mais rápidas para IA

Produção em Singapura coloca a UMC em destaque no setor de chips ópticos

A United Microelectronics Corp. (UMC) teria garantido pedidos de até 10 mil wafers de circuitos fotônicos integrados de InnoLight, fornecedora de módulos ópticos, e da Saili, projetista de componentes fotônicos cujos investidores incluem o braço de investimentos de risco da Tencent. A produção está prevista para a fábrica da UMC em Singapura, com possibilidade de pedidos adicionais à medida que os clientes ampliem o fornecimento de chips para conexões rápidas entre sistemas computacionais.

Estimativas do setor apontam que alguns produtos avançados de circuitos fotônicos integrados são vendidos por cerca de sete vezes o preço de wafers CMOS convencionais. A UMC não quis comentar clientes ou pedidos específicos, e a estimativa de preço não foi confirmada pela empresa. Os prazos de entrega e o valor financeiro dos pedidos relatados não foram divulgados.

O avanço reúne duas forças que moldam os negócios de comunicações ópticas da UMC: a crescente demanda por transferência mais rápida de dados em sistemas de inteligência artificial e o esforço da empresa para usar processos de fabricação consolidados na produção de itens especializados de maior valor. A oportunidade está em fabricar chips que trabalham com luz, além dos sinais elétricos comuns às fábricas tradicionais de semicondutores.

A UMC e a SILITH, de Singapura, anunciaram em julho a entrega dos primeiros lotes de produção de wafers de fotônica de silício de 12 polegadas fabricados em Singapura. A passagem do desenvolvimento à produção levou 18 meses, e os produtos foram aprovados na qualificação de um grande cliente de computação em nuvem. Isso dá aos pedidos relatados uma base de fabricação que vai além de um programa de desenvolvimento tecnológico.

O que os dois clientes trazem

A InnoLight é uma das principais fornecedoras de módulos transceptores ópticos para data centers, com negócios voltados a grandes provedores de computação em nuvem da América do Norte e ao mercado de IA. Esses módulos enviam e recebem dados usando luz. A empresa está ampliando o trabalho em produtos que operam a 800 gigabits por segundo e 1,6 terabit por segundo, geralmente abreviados como 800G e 1.6T.

A Saili é especializada no projeto de chips de fotônica de silício e usa a SILITH, de Singapura, para desenvolver seus negócios internacionais. Seus produtos PIC, com operação de 100G e 200G por canal, já somam mais de 8 milhões de chips enviados. A Saili também trabalha com a UMC em uma tecnologia compatível com 400G por canal.

As relações com esses clientes conectam a UMC a diferentes segmentos da cadeia de fornecimento óptica. A InnoLight fabrica módulos que integram redes de data centers, enquanto a Saili projeta os chips fotônicos usados em sistemas ópticos. A UMC oferece a plataforma de fabricação que transforma esses projetos em chips físicos.

O volume inicial relatado, de até 10 mil, refere-se a wafers, enquanto o número acumulado de remessas da Saili se refere a chips individuais. Um wafer é uma fatia circular de material semicondutor que contém muitos chips, separados posteriormente. Sem informações sobre as dimensões dos chips e o rendimento da produção, não é possível converter o pedido de wafers em uma estimativa confiável do número de dispositivos acabados.

Por que esses chips são importantes para as redes de IA

Circuitos fotônicos integrados, ou PICs, combinam funções que guiam, controlam ou detectam luz em um chip. Nas comunicações ópticas, eles ajudam a conectar a atividade elétrica dentro dos equipamentos de computação aos sinais luminosos que transportam dados por fibras ópticas.

Um chip eletrônico convencional movimenta e processa sinais elétricos. Um chip fotônico também precisa de estruturas como guias de onda, que direcionam a luz por um caminho escolhido, e moduladores, que alteram a luz para que ela transporte informações. Reunir essas funções exige etapas especializadas de fabricação e controle rigoroso de materiais e dimensões.

Sistemas de computação de IA precisam de conexões rápidas porque grandes volumes de dados têm de circular entre processadores e entre data centers. Os módulos ópticos estão avançando de 800G para 1.6T e, posteriormente, 3.2T. Nas taxas indicadas, 1.6T representa o dobro da capacidade de 800G, enquanto 3.2T equivale a quatro vezes essa capacidade.

O trabalho da Saili e da UMC com 400G por canal atende a outro estágio dessa evolução. Um canal é uma via individual de dados dentro de um sistema de comunicação. Aumentar sua velocidade pode ajudar projetistas a criar produtos ópticos mais rápidos, embora a velocidade total de um módulo acabado também dependa da forma como seus canais são organizados.

Uma disputa de fabricação que vai além dos circuitos menores

A UMC está buscando produzir esses itens por meio de processos semicondutores maduros e da fabricação óptica especializada. O negócio recompensa a capacidade de produzir estruturas ópticas confiáveis em escala, oferecendo à empresa um caminho para a infraestrutura de IA diferente da fabricação dos processadores de computação mais avançados.

A Tower Semiconductor e a GlobalFoundries já oferecem plataformas de fabricação de fotônica de silício. Relatos do setor descrevem a capacidade dessas empresas como totalmente ocupada, o que ajuda a explicar por que clientes de chips ópticos buscam novos parceiros de fabricação. Não foram divulgados dados de utilização nem prazos de espera para entregas.

A TSMC também oferece tecnologia relevante, usando processos avançados que acarretam custos mais altos em itens como fotomáscaras. As fotomáscaras são moldes usados para transferir padrões de circuitos para os wafers. Para um projetista de chips ópticos, esses custos de desenvolvimento se somam ao preço de fabricação de cada wafer.

A vantagem proposta pela UMC combina processos consolidados, experiência em fabricação óptica e produção em wafers de 12 polegadas. Wafers maiores podem permitir escala de produção superior e reduzir o custo de fabricação por chip quando o rendimento e as operações da fábrica são bem controlados. A consistência dos processos também é importante, pois os clientes precisam que chips de diferentes lotes de produção tenham comportamento previsível.

Preço do wafer sete vezes maior muda a equação da receita

O prêmio de preço estimado é o aspecto financeiro mais marcante dos negócios relatados. Diz-se que alguns wafers PIC avançados são vendidos por cerca de sete vezes o preço de wafers CMOS comuns. CMOS é o método de fabricação amplamente utilizado em muitos chips eletrônicos.

Para a UMC, uma participação maior de produtos vendidos a preços mais altos poderia elevar seu preço médio de venda, conhecido pela sigla ASP. Essa métrica corresponde à receita média obtida por unidade vendida. Uma empresa pode aumentá-la ao mudar a composição dos produtos que fabrica, mesmo sem reajustar o preço de cada produto existente.

O lucro também dependerá do custo de produção dos wafers ópticos, da quantidade de chips utilizáveis que eles contêm, das despesas de desenvolvimento e do quanto os clientes efetivamente utilizarem da capacidade fabril. A produção de PICs envolve estruturas ópticas complexas e etapas de integração, o que torna o rendimento da produção um fator operacional central. Rendimento é a proporção de chips fabricados que atende às especificações exigidas.

Por isso, a tese de investimento na UMC vai além do múltiplo de preço que chama a atenção. Pedidos recorrentes, rendimentos estáveis e uso contínuo das linhas de produção transformariam um preço de venda atraente em um negócio mais duradouro. O volume do pedido inicial e a perspectiva de compras adicionais indicam a oportunidade comercial, enquanto a expansão de capacidade planejada mostra a dimensão que a UMC pretende alcançar.

Duas rotas tecnológicas sustentam a expansão

Os esforços da UMC em comunicações ópticas incluem PICs de fotônica de silício, tecnologia de niobato de lítio em filme fino e encapsulamento avançado. A fábrica da empresa em Singapura é o centro da plataforma de fotônica de silício de 12 polegadas.

A segunda rota se apoia na subsidiária integral da UMC, Lian Ying Optoelectronics, e na cooperação com parceiros internacionais. A subsidiária tem experiência em componentes optoeletrônicos e na fabricação de wafers com materiais especializados. Isso dá ao grupo uma base de conhecimento existente para atuar além dos chips eletrônicos convencionais.

O niobato de lítio em filme fino, frequentemente abreviado como TFLN, usa uma camada fina de um material cujas propriedades ópticas respondem a um campo elétrico. Isso o torna útil para controlar a luz em dispositivos de comunicação. Seu desenvolvimento amplia as opções tecnológicas da UMC ao lado da plataforma de fotônica de silício que já produz wafers.

O encapsulamento avançado é outra parte da estratégia, pois componentes ópticos e eletrônicos precisam se conectar de forma eficiente em um produto funcional. A abordagem da UMC reúne processos de fabricação, materiais especializados e integração de componentes em uma mesma iniciativa empresarial, com diferentes tecnologias atendendo a diferentes necessidades de projeto.

Planos de capacidade vão até 2030

A UMC anunciou a expansão da capacidade de fotônica de silício em sua área P4 em Singapura e começou a planejar novas instalações P7 e P8 no sul de Taiwan. A meta de capacidade de PICs de longo prazo declarada pela empresa é de 18 mil wafers por mês, com instalação de equipamentos prevista para começar no fim de 2028 e operação em plena escala prevista para 2030.

Os pedidos iniciais relatados, de até 10 mil wafers, equivalem a cerca de 56% dessa futura meta mensal de capacidade. A comparação mostra a dimensão da base de produção planejada; não foi divulgado o período de entrega dos pedidos. Uma capacidade constante de 18 mil wafers por mês corresponderia a 216 mil wafers ao longo de um ano inteiro.

Os principais marcos são:

• Julho, com o ano não especificado: UMC e SILITH anunciaram a entrega, em Singapura, dos primeiros lotes de produção de wafers de fotônica de silício de 12 polegadas, após 18 meses de desenvolvimento.
• Fim de 2028: a instalação de equipamentos deve começar como parte do plano de expansão de longo prazo.
• 2030: a capacidade de produção de PICs deve atingir a escala total planejada de 18 mil wafers por mês.

Grandes clientes já estariam discutindo alocações de capacidade futura. Reservar espaço de produção com antecedência pode ajudá-los a planejar o lançamento de seus próprios produtos e seus compromissos de fornecimento, além de dar à UMC uma visão mais clara da demanda antes que as novas instalações entrem em plena operação.

O que muda para a UMC e seus clientes

A UMC ganha uma fonte potencial de crescimento baseada em fabricação especializada e produtos de maior valor. O marco de produção em Singapura, os chips já enviados pela Saili e os negócios relatados com a InnoLight conectam o desenvolvimento tecnológico da empresa a clientes que já atuam no mercado de comunicações ópticas rápidas.

Projetistas de chips ópticos ganham outra opção de fabricação enquanto trabalham em canais e módulos mais rápidos. Para fornecedores de módulos que atendem empresas de computação em nuvem, ter acesso a capacidade suficiente de wafers passa a fazer parte do atendimento à demanda por conexões mais rápidas em data centers. O cronograma de expansão da UMC prevê um compromisso de capacidade maior vários anos depois do marco inicial de produção.

O foco comercial imediato são os pedidos relatados em Singapura. O compromisso de longo prazo é construir um negócio de fabricação replicável em fotônica de silício, materiais ópticos especializados e encapsulamento. A contribuição para os resultados dependerá do volume enviado, dos custos de fabricação e da composição de produtos alcançada pela UMC à medida que a capacidade crescer.

Pontos principais

• A UMC teria garantido pedidos iniciais de até 10 mil wafers PIC da InnoLight e da Saili, para produção em Singapura.
• A UMC não quis comentar clientes ou pedidos específicos; a estimativa de preço sete vezes superior ao de wafers CMOS convencionais não foi confirmada.
• A UMC e a SILITH anunciaram a entrega dos primeiros wafers de produção após um período de desenvolvimento de 18 meses.
• Os produtos de 100G e 200G da Saili já somam mais de 8 milhões de chips enviados, e a empresa desenvolve com a UMC uma tecnologia de 400G por canal.
• A meta de capacidade de PICs da UMC no longo prazo é de 18 mil wafers por mês, com instalação de equipamentos prevista a partir do fim de 2028 e operação em plena escala prevista para 2030.