Depuis plusieurs années, la photique sur silicium suscite l’espoir d’une révolution dans les centres de données. Cependant, 2026 commence à se profiler comme l’année où cette promesse pourrait véritablement se concrétiser par des déploiements industriels majeurs. Selon le journal taïwanais Commercial Times, TSMC prévoit que sa plateforme intégrée de photonics sur silicium COUPE entrera en production de masse dès cette année. Si cela se confirme, la société se positionnerait comme un acteur clé dans la course à l’intégration directe de l’optique dans le encapsulage des puces destinées à l’intelligence artificielle.

Cette nouvelle est importante car le goulet d’étranglement de l’IA ne réside plus uniquement dans la puissance de calcul. Il concerne également la circulation des données au sein des vastes clusters de traitement. À mesure que les modèles s’accroissent, les GPU et les switches ont besoin de plus de bande passante, d’une latence réduite et d’une meilleure efficacité énergétique. Dans ce contexte, l’industrie cherche à remplacer partiellement les interconnexions électriques classiques par des liens optiques plus proches du processeur, une stratégie connue sous le nom de CPO, pour co-packaged optics.

TSMC n’a pas encore publié de communiqué officiel aussi précis que celui relayé par la presse taïwanaise au sujet de la production de masse en 2026, mais elle a depuis longtemps indiqué que COUPE faisait partie de sa feuille de route. Dans son rapport d’activité pour 2024, la société mentionne que la première génération de COUPE, basée sur un substrat électrique couplé à un circuit photonique via une union SoIC, a bien progressé. Elle décrit également cette architecture comme une plateforme capable de répondre aux exigences les plus strictes du HPC et de faciliter l’intégration au niveau du système grâce à la photonic sur silicium.

Qu’est-ce que COUPE et pourquoi est-ce essentiel ?

COUPE, acronyme de Compact Universal Photonic Engine, représente la proposition de TSMC pour intégrer circuits photoniques et électroniques dans un seul environnement d’encapsulation avancée. L’objectif est de miniser les pertes d’appariement, de réduire la distance entre composants optiques et ASIC de calcul ou de contrôle, et ainsi d’augmenter l’efficacité globale. Ce procédé est particulièrement crucial pour les centres de données IA qui doivent transférer d’énormes quantités d’informations entre accélérateurs, commutateurs et mémoires.

Ce niveau d’intégration repose sur la technologie SoIC de TSMC, une solution d’empilement 3D à haute densité. La société explique que sa plateforme SoIC est conçue pour réassembler des chiplets via une empilement vertical en 3D, répondant ainsi aux besoins en puissance de calcul, bande passante et faible latence pour les applications cloud, réseaux et edge. Dans le cas de COUPE, cette capacité est particulièrement précieuse car la photonic sur silicium nécessite une proximité maximale entre la composante optique et électronique, tout en contrôlant la consommation d’énergie et les pénalités en terme d’intégration.

TSMC ne travaille pas seul dans cette voie. En avril 2024, Ansys a annoncé une collaboration avec le fondeur taïwanais pour apporter un support de simulation multifisique à COUPE. La plateforme y est présentée comme un système intégré de photonics sur silicium et CPO, visant à accélérer de manière significative la communication inter-puces et inter-machines dans les domaines du cloud, des centres de données, du HPC et de l’IA. Ces alliances montrent que le projet ne se limite plus à la recherche, mais se dirige vers le design industriel et l’écosystème.

Le CPO n’est plus une promesse lointaine

Le regain d’intérêt pour le CPO s’explique par la pression croissante que la montée en puissance de l’IA exerce sur les réseaux internes des centres de données. La SEMI indique cette semaine, lors du forum organisé par son alliance SiPhIA, que la demande en interconnexions optiques haute vitesse pour l’IA pousse la photonics sur silicium d’un domaine de validation en laboratoire vers un seuil de production à grande échelle. Cette alliance rassemble désormais plus de 150 sociétés, toutes focalisées sur des modules à haute vitesse de 1,6 T et 3,2 T, témoignant que le secteur quitte la phase expérimentale pour entrer dans une ère industrielle concrète.

Parallèlement, la standardisation progresse. En 2023, l’OIF (Organisation Internationale de la Photonic Interconnect) a publié ses premiers standards pour un module CPO de 3,2 Tb/s, ayant pour vocation d’alimenter l’Ethernet et de faciliter l’interfaçage optique et électrique dans des commutateurs atteignant 51,2 Tb/s de capacité totale. La standardisation n’élimine pas tous les défis manufacturiers, mais elle fournit un cadre clair pour assurer l’interopérabilité, améliorer la connectivité et faciliter la conception de modules.

La première grande étape de maturité est également illustrée par NVIDIA. En mars 2025, la société a dévoilé ses switches Spectrum-X Photonics et Quantum-X Photonics, intégrant la photonic sur silicium et développés dans un écosystème industriel comprenant TSMC. C. C. Wei, président-directeur général de TSMC, a affirmé que sa technologie combinait une fabrication de pointe et un empilement 3D SoIC pour permettre à NVIDIA de déployer des centres IA pouvant compter jusqu’à un million de GPU. De plus, NVIDIA a annoncé que la version Ethernet de Spectrum-X Photonics serait disponible dès 2026, année où la production de masse de COUPE pourrait débuter.

Les enjeux si TSMC respecte le calendrier

Si COUPE entre réellement en production cette année, cela représentera un progrès industriel notable. Sans pour autant transformer immédiatement l’ensemble de l’infrastructure IA vers l’optique co-packagée, cela marquera le décollage d’un composant clé du puzzle, en sortant des phases expérimentales et des prototypes. Ce progrès pourrait également accélérer la conception de réseaux IA, de switches nouvelle génération, d’architectures optiques intégrées et d’interconnexions plus efficaces en termes de consommation d’énergie par bit transmis.

Il faut toutefois rester prudent. La SEMI rappelle que les principaux défis pour la photonics sur silicium à l’échelle industrielle concernent encore des aspects comme le test à l’échelle des wafers, le positionnement précis des fibres par rapport aux PIC, l’assemblage optique haute vitesse et la réduction des coûts de fabrication. En somme, la mise en production ne marque que le début d’une nouvelle étape, et non la fin des obstacles. La réussite industrielle du CPO dépendra autant de l’évolution technologique que de la capacité de toute la chaîne à produire, tester et optimiser avec des rendements satisfaisants.

Cependant, cette initiative de TSMC s’inscrit dans une tendance sous-jacente : l’IA reconfigure non seulement la fabrication des puces mais aussi la manière dont elles s’interconnectent. À cette étape, la photonics sur silicium n’est plus une innovation futuriste, mais une option concrète pour accompagner la prochaine vague de bande passante dans les centres de données. Après que 2025 a été marqué par l’introduction de prototypes et de premiers produits par les grands acteurs, 2026 pourrait être l’année où le CPO commencera véritablement à entrer en production industrielle de masse.

Qu’est-ce que COUPE de TSMC ?
Il s’agit de la plateforme de photonics sur silicium de TSMC, dont le nom complet est Compact Universal Photonic Engine. Elle vise à combiner circuits électroniques et photoniques dans un même package pour faciliter la conception de modules CPO appliqués à l’IA, au HPC et aux centres de données.

Quels avantages le CPO offre-t-il par rapport aux interconnexions électriques classiques ?
Le CPO cherche à réduire la distance entre traitement et optique, augmenter la bande passante et améliorer l’efficacité énergétique. Ces aspects sont essentiels lorsque les centres de données doivent transférer de plus en plus de données, tout en limitant la consommation d’énergie, la chaleur dissipée et les pertes de signal.

TSMC a-t-elle officiellement confirmé une production de masse de COUPE en 2026 ?
La date de production de masse cette année a été relayée par Commercial Times et reprise par d’autres médias spécialisés. La société a confirmé ses avancées pour la première génération de COUPE et sa plateforme, mais n’a pas encore publié de communiqué officiel avec une échéance précise.

Pourquoi la photonic sur silicium est-elle si importante pour l’IA ?
Parce que les clusters IA nécessitent de déplacer des volumes croissants de données entre GPU, switches et autres accélérateurs. La photonic sur silicium et le CPO se présentent comme des solutions pour répondre à cette demande, en offrant une densité de bande passante plus élevée et une efficacité énergétique supérieure à celle des interconnexions électriques traditionnelles.

Sources : Jukan et ctee.com.tw