UMC aurait décroché des commandes pouvant atteindre 10 000 wafers de photonique sur silicium, alors que l’IA exige des connexions plus rapides

La production à Singapour place UMC sous les projecteurs de la photonique

United Microelectronics Corp. (UMC) aurait obtenu des commandes portant sur un maximum de 10 000 wafers de circuits photoniques intégrés auprès du fournisseur de modules optiques InnoLight et du concepteur de composants photoniques Saili, dont les investisseurs comprennent le fonds de capital-risque de Tencent. La production est prévue dans l’usine singapourienne d’UMC, et d’autres commandes pourraient suivre à mesure que les clients accroissent leurs approvisionnements en puces destinées aux connexions rapides entre systèmes informatiques.

Selon les estimations du secteur, le prix de vente de certains produits avancés à base de circuits photoniques intégrés serait environ sept fois supérieur à celui des wafers CMOS classiques. UMC n’a pas souhaité commenter l’identité de ses clients ni les commandes en question, et l’estimation des prix n’a pas été confirmée par l’entreprise. Les délais de livraison et la valeur financière des commandes rapportées n’ont pas été communiqués.

Cette évolution réunit deux forces qui façonnent l’activité d’UMC dans les communications optiques : la demande croissante de transferts de données plus rapides dans les systèmes d’intelligence artificielle, et les efforts de l’entreprise pour fabriquer des produits spécialisés à plus forte valeur ajoutée en s’appuyant sur des procédés de production éprouvés. Son potentiel réside dans la fabrication de puces qui traitent la lumière, en complément des signaux électriques bien connus des usines de semi-conducteurs classiques.

En juillet, UMC et SILITH ont annoncé la livraison depuis Singapour des premiers lots de production de wafers de photonique sur silicium de 12 pouces. Le passage du développement à la production a pris 18 mois, et les produits ont été qualifiés par un grand client du cloud. Les commandes rapportées reposent ainsi sur une base industrielle concrète, et non sur un simple programme de développement technologique.

Ce que les deux clients apportent

InnoLight est un fournisseur de premier plan de modules émetteurs-récepteurs optiques pour centres de données. L’entreprise travaille avec de grands fournisseurs de services cloud en Amérique du Nord et sur le marché de l’IA. Ces modules émettent et reçoivent des données au moyen de la lumière. InnoLight développe ses activités dans les produits fonctionnant à 800 gigabits par seconde et à 1,6 térabit par seconde, généralement désignés par les abréviations 800G et 1.6T.

Saili se concentre sur la conception de puces de photonique sur silicium et s’appuie sur SILITH, à Singapour, pour développer ses activités à l’international. Ses produits PIC fonctionnant à 100G et 200G par canal ont dépassé les 8 millions de puces expédiées. Saili travaille également avec UMC sur une technologie prenant en charge 400G par canal.

Ces relations commerciales relient UMC à différentes étapes de la chaîne d’approvisionnement optique. InnoLight fabrique des modules intégrés aux réseaux de centres de données, tandis que Saili conçoit les puces photoniques utilisées dans les systèmes optiques. UMC fournit la plateforme de fabrication qui permet de transformer ces conceptions en puces physiques.

Le volume initial rapporté, pouvant atteindre 10 000, désigne des wafers, tandis que le chiffre cumulé des expéditions de Saili concerne des puces individuelles. Un wafer est une tranche circulaire de matériau semi-conducteur contenant de nombreuses puces, qui sont ensuite séparées. En l’absence d’informations sur les dimensions des puces et les rendements de production, il est impossible de convertir la commande de wafers en un nombre fiable de dispositifs finis.

Pourquoi ces puces comptent pour les réseaux d’IA

Les circuits photoniques intégrés, ou PIC, réunissent sur une puce des fonctions qui guident, contrôlent ou détectent la lumière. Dans les communications optiques, ils contribuent à relier l’activité électrique des équipements informatiques aux signaux lumineux qui transportent les données dans les fibres optiques.

Une puce électronique classique transmet et traite des signaux électriques. Une puce photonique nécessite également des structures telles que des guides d’onde, qui dirigent la lumière le long d’un trajet donné, et des modulateurs, qui modifient la lumière pour qu’elle transporte des informations. La réunion de ces fonctions exige des étapes de fabrication spécialisées ainsi qu’une maîtrise précise des matériaux et des dimensions.

Les systèmes informatiques d’IA ont besoin de connexions rapides, car de grandes quantités de données doivent circuler entre les processeurs et d’un centre de données à l’autre. Les modules optiques passent progressivement du 800G au 1.6T, puis, à terme, au 3.2T. À ces débits annoncés, le 1.6T offre une capacité deux fois supérieure à celle du 800G, tandis que le 3.2T la multiplie par quatre.

Les travaux de Saili et d’UMC sur le 400G par canal s’inscrivent dans une autre étape de cette progression. Un canal est une voie de données individuelle au sein d’un système de communication. En augmenter le débit peut aider les concepteurs à mettre au point des produits optiques plus rapides, même si le débit total d’un module fini dépend aussi de la manière dont ses canaux sont organisés.

Une compétition industrielle qui ne se limite pas aux circuits les plus miniaturisés

UMC développe ces produits à l’aide de procédés semi-conducteurs éprouvés et de techniques de fabrication optique spécialisées. Cette activité valorise la capacité à produire des structures optiques fiables à grande échelle, ce qui permet à l’entreprise d’intégrer les infrastructures d’IA par une voie différente de la fabrication des processeurs informatiques les plus avancés.

Tower Semiconductor et GlobalFoundries proposent déjà des plateformes de fabrication de photonique sur silicium. Selon les acteurs du secteur, leurs capacités sont entièrement réservées, ce qui contribue à expliquer pourquoi les clients de puces optiques recherchent d’autres partenaires industriels. Aucun chiffre d’utilisation des capacités ni délai d’attente pour les livraisons n’a été communiqué.

TSMC propose également une technologie adaptée, fondée sur des procédés avancés dont le coût est plus élevé, notamment pour des éléments comme les photomasques. Ces derniers servent de modèles pour transférer les motifs des circuits sur les wafers. Pour un concepteur de puces optiques, ces frais de développement s’ajoutent au coût de fabrication de chaque wafer.

L’avantage qu’UMC entend mettre en avant associe des procédés éprouvés, une expertise en fabrication optique et une production sur des wafers de 12 pouces. Des wafers plus grands peuvent accroître l’échelle de production et réduire le coût de fabrication par puce, à condition que les rendements et les opérations de l’usine soient bien maîtrisés. La régularité des procédés compte également, car les clients ont besoin que les puces issues de différents lots de production fonctionnent de manière prévisible.

Un prix des wafers sept fois supérieur modifie l’équation des revenus

La prime de prix estimée est l’aspect financier le plus marquant de l’activité rapportée. Certains wafers PIC avancés se vendraient environ sept fois plus cher que les wafers CMOS ordinaires. Le CMOS est une technologie de fabrication largement utilisée pour de nombreuses puces électroniques.

Pour UMC, une part plus importante de produits vendus à des prix plus élevés pourrait faire progresser son prix de vente moyen, souvent désigné par l’abréviation ASP. Cet indicateur correspond au chiffre d’affaires moyen généré par unité vendue. Une entreprise peut le faire augmenter en modifiant la composition de sa production, même sans relever le prix de chacun de ses produits existants.

Les bénéfices dépendront également du coût de production des wafers optiques, du nombre de puces utilisables qu’ils contiennent, des dépenses de développement et du niveau d’utilisation des capacités industrielles par les clients. La production de PIC implique des structures optiques exigeantes et des étapes d’intégration complexes, ce qui fait du rendement de production un facteur opérationnel déterminant. Le rendement désigne la part des puces fabriquées qui répond aux spécifications requises.

L’intérêt de l’investissement dans UMC ne se résume donc pas au multiple de prix affiché. Des commandes récurrentes, des rendements stables et une utilisation durable des lignes de production permettraient de transformer un prix de vente attrayant en activité plus pérenne. Le volume initial de commandes et la perspective d’achats supplémentaires illustrent le potentiel commercial, tandis que l’augmentation prévue des capacités témoigne de l’ampleur du développement visé par UMC.

Deux voies technologiques soutiennent l’expansion

Les activités d’UMC dans les communications optiques comprennent les PIC de photonique sur silicium, la technologie du niobate de lithium en couche mince et le packaging avancé. L’usine singapourienne constitue le cœur de la plateforme de photonique sur silicium de 12 pouces.

La deuxième voie s’appuie sur la filiale d’optoélectronique détenue à 100 % par UMC, Lian Ying Optoelectronics, ainsi que sur des partenariats internationaux. Cette filiale possède une expérience des composants optoélectroniques et de la fabrication de wafers à partir de matériaux spécialisés. Le groupe dispose ainsi d’une base de connaissances existante pour travailler au-delà des puces électroniques classiques.

Le niobate de lithium en couche mince, souvent désigné par l’abréviation TFLN, utilise une fine couche d’un matériau dont les propriétés optiques réagissent à un champ électrique. Il est donc utile pour contrôler la lumière dans les dispositifs de communication. Son développement élargit l’éventail technologique d’UMC, aux côtés de la plateforme de photonique sur silicium qui produit déjà des wafers.

Le packaging avancé constitue un autre volet de la stratégie, car les composants optiques et électroniques doivent être reliés efficacement au sein d’un produit fonctionnel. L’approche d’UMC réunit procédés de fabrication, matériaux spécialisés et intégration de composants dans une même activité, les différentes technologies répondant à des besoins de conception distincts.

Des projets de capacités qui s’étendent jusqu’en 2030

UMC a annoncé l’extension des capacités de photonique sur silicium dans sa zone P4 à Singapour et a commencé à planifier de nouveaux sites, P7 et P8, dans le sud de Taïwan. L’entreprise vise à terme une capacité de production de PIC de 18 000 wafers par mois. L’installation des équipements devrait commencer fin 2028, et la pleine capacité est visée pour 2030.

Les commandes initiales rapportées, qui pourraient atteindre 10 000 wafers, équivalent à environ 56 % de cet objectif de capacité mensuelle future. Cette comparaison donne une idée de la taille de la base de production prévue ; aucune période de livraison n’a été indiquée pour les commandes elles-mêmes. Au rythme constant de 18 000 wafers par mois, l’objectif correspondrait à 216 000 wafers sur une année complète.

Les principales étapes sont les suivantes :

• Juillet, année non précisée : UMC et SILITH ont annoncé la livraison depuis Singapour des premiers lots de production de wafers de photonique sur silicium de 12 pouces, après 18 mois de développement.
• Fin 2028 : le début de l’installation des équipements est prévu dans le cadre du plan d’expansion à plus long terme.
• 2030 : la capacité de production de PIC devrait atteindre son plein régime prévu, soit 18 000 wafers par mois.

De grands clients discuteraient déjà de la répartition des capacités futures. Réserver des créneaux de production à l’avance peut les aider à planifier le lancement de leurs propres produits et leurs engagements d’approvisionnement, tout en donnant à UMC une vision plus précise de la demande avant la mise en service complète des nouveaux sites.

Ce qui change pour UMC et ses clients

UMC pourrait tirer une nouvelle source de croissance de la fabrication spécialisée et de produits à plus forte valeur ajoutée. L’étape de production franchie à Singapour, les puces déjà expédiées par Saili et l’activité rapportée avec InnoLight relient son développement technologique à des clients déjà présents sur le marché des communications optiques à haut débit.

Les concepteurs de puces optiques disposent d’une option supplémentaire de fabrication alors qu’ils développent des canaux et des modules plus rapides. Pour les fournisseurs de modules qui travaillent avec des entreprises du cloud, disposer d’une capacité suffisante en wafers devient essentiel pour répondre à la demande de connexions plus rapides dans les centres de données. Le calendrier d’expansion d’UMC situe son engagement en faveur de capacités plus importantes plusieurs années après le premier jalon de production.

À court terme, l’enjeu commercial porte sur les commandes rapportées à Singapour. À plus long terme, l’objectif est de bâtir une activité de fabrication reproductible dans la photonique sur silicium, les matériaux optiques spécialisés et le packaging. L’ampleur de sa contribution aux bénéfices dépendra des volumes expédiés, des coûts de fabrication et de la composition des produits d’UMC à mesure que ses capacités augmenteront.

À retenir

• UMC aurait obtenu à Singapour des commandes initiales de PIC pouvant atteindre 10 000 wafers auprès d’InnoLight et de Saili.
• UMC n’a pas souhaité commenter l’identité de ses clients ni les commandes ; l’estimation d’un prix sept fois supérieur à celui des wafers CMOS classiques reste non confirmée.
• UMC et SILITH ont annoncé les premières livraisons de wafers de production après une période de développement de 18 mois.
• Les produits 100G et 200G de Saili ont dépassé les 8 millions de puces expédiées ; l’entreprise développe avec UMC une technologie de 400G par canal.
• UMC vise à terme une capacité de production de PIC de 18 000 wafers par mois. L’installation des équipements devrait commencer fin 2028, et la pleine capacité est visée pour 2030.