Marvell đặt cược vào silicon photonics, nhắm cơ hội trở thành “công ty nghìn tỷ USD” tiếp theo

Tại Computex 2026, CEO Matt Murphy của Marvell đưa ra một dự báo táo bạo: kỷ nguyên kết nối bằng đồng trong trung tâm dữ liệu đang dần đi tới giới hạn, và trong khoảng một thập kỷ tới, photon – tức các hạt ánh sáng dùng để truyền tín hiệu quang – sẽ thay thế electron trong nhiều lớp hạ tầng mạng. Theo ông, sự chuyển dịch sang silicon photonics, công nghệ tích hợp các linh kiện quang học lên nền silicon để truyền dữ liệu bằng ánh sáng, sẽ làm thay đổi cách xây dựng và vận hành datacenter. Nhận định này càng được chú ý khi CEO Nvidia Jensen Huang cho rằng xu hướng đó có thể đưa Marvell trở thành doanh nghiệp nghìn tỷ USD tiếp theo. Dù hiện vốn hóa của Marvell mới ở mức khoảng 191 tỷ USD, thị trường vẫn phản ứng mạnh khi cổ phiếu công ty tăng khoảng 30% sau phát biểu trên.

Lý do khiến giới công nghệ đặc biệt quan tâm là vì làn sóng đầu tư hạ tầng AI đang làm thay đổi nhanh cấu trúc mạng trong datacenter. Các hệ thống phục vụ huấn luyện, suy luận và agentic systems – tức những hệ AI có thể tự lập kế hoạch, gọi công cụ và thực hiện chuỗi hành động phức tạp – đòi hỏi băng thông ngày càng cao. Murphy giải thích rằng khoảng cách tín hiệu có thể đi qua cáp đồng giảm theo chiều ngược lại với băng thông: băng thông càng tăng, tầm truyền càng ngắn. Hiện các kết nối mạng nhanh nhất đạt khoảng 200 Gbps mỗi lane, trong đó lane là một kênh truyền dữ liệu độc lập trong liên kết tốc độ cao, nhưng ở mức này tín hiệu trên cáp đồng chỉ đi được khoảng 2,5 mét. Khi Nvidia nâng lên 400 Gbps mỗi lane trong thế hệ NVSwitch mới thuộc nền tảng Vera Rubin, giới hạn này sẽ còn bị siết chặt hơn nữa. Đó cũng là lý do các switch trong hệ thống NVL72 được đặt ở giữa rack để rút ngắn khoảng cách dây dẫn.

Kết nối quang mang lại lợi thế lớn về khoảng cách truyền dẫn, song đổi lại không phải không có đánh đổi. Một trong những trở ngại lớn là điện năng tiêu thụ. Theo Jensen Huang, nếu dùng nhiều optics hơn trong các hệ thống rack AI cỡ lớn, tải điện có thể tăng thêm hàng chục kilowatt. Optics ở đây là các thành phần truyền dữ liệu bằng ánh sáng, còn pluggable optics là module quang cắm rời, thường dùng để kết nối switch và máy chủ qua khoảng cách dài hơn so với dây đồng. Các module này không chỉ tiêu tốn điện mà còn có nguy cơ hỏng hóc cao hơn. Vì thế, triết lý hiện nay của Nvidia là dùng quang ở nơi bắt buộc phải dùng, còn nơi nào đồng vẫn đáp ứng được thì tiếp tục tận dụng để tối ưu chi phí và điện năng.

Dù thị trường chưa chuyển hoàn toàn sang quang học, Marvell đã chuẩn bị từ sớm. Năm 2020, công ty mua lại Inphi, doanh nghiệp chuyên về kết nối quang-điện, tức các công nghệ chuyển đổi giữa tín hiệu điện và tín hiệu quang. Gần đây hơn, Marvell tiếp tục chi mạnh để thâu tóm công nghệ kết nối silicon photonics từ Celestial AI. Đáng chú ý, vào tháng 3, Nvidia cũng đầu tư 2 tỷ USD vào Marvell nhằm thúc đẩy phát triển công nghệ interconnect silicon photonics – interconnect là lớp kết nối giữa chip, máy chủ hoặc các thành phần mạng trong hệ thống. Murphy cho biết Marvell đang phát triển các module quang tích hợp đầy đủ phần điện tử cần thiết để điều khiển laser, điều biến tín hiệu và truyền dữ liệu đi xa. Điều biến ở đây là quá trình mã hóa dữ liệu lên sóng ánh sáng để tín hiệu có thể được truyền đi qua sợi quang.

Theo Marvell, tác động lớn nhất của silicon photonics không chỉ nằm ở tốc độ, mà ở việc xóa bỏ ràng buộc về khoảng cách. Hiện nay, phần lớn hạ tầng và phần mềm datacenter được thiết kế dựa trên thực tế rằng CPU, GPU, bộ nhớ và lưu trữ phải đặt gần nhau để đạt hiệu năng cao. Nhưng nếu mọi thành phần đều được kết nối quang với độ trễ thấp và băng thông lớn, quy mô của scale-up domain – tức nhóm tài nguyên tính toán có thể hoạt động như một hệ thống lớn thống nhất – có thể mở rộng từ vài chục hoặc hơn một trăm bộ xử lý tăng tốc lên tới hàng nghìn. Murphy cho rằng điều này sẽ tạo ra thay đổi sâu sắc cho các tác vụ AI, vì doanh nghiệp có thể xây dựng các cụm xử lý lớn hơn nhiều mà không còn bị bó buộc bởi giới hạn cáp đồng.

Một hệ quả quan trọng khác là kiến trúc disaggregated, hay hạ tầng rời rạc, có thể trở nên thực tế hơn. Thay vì gói CPU, GPU, bộ nhớ và giao diện mạng vào cùng một máy chủ như hiện nay, các tài nguyên này có thể được đặt trong các hệ thống riêng biệt rồi ghép nối linh hoạt qua liên kết quang. Nói cách khác, GPU có thể nằm ở một cụm, bộ nhớ ở cụm khác, còn CPU chuyên điều phối tác vụ AI agentic ở một cụm riêng. Cách làm này cho phép nhà vận hành tái cấu hình tài nguyên theo thời gian thực để đạt tỷ lệ CPU/GPU/bộ nhớ phù hợp nhất với từng workload, tức từng loại khối lượng công việc cụ thể. Đây là hướng đi hứa hẹn giúp tăng hiệu suất sử dụng phần cứng, đặc biệt trong môi trường đám mây và AI quy mô lớn.

Ý tưởng này không hoàn toàn là lý thuyết. Google đã áp dụng một phần trong hạ tầng đám mây TPU của mình. TPU, viết tắt của Tensor Processing Unit, là chip tăng tốc AI do Google tự phát triển. Dù Google chưa thể thay đổi tức thì tỷ lệ CPU, bộ nhớ và TPU trong từng cụm, hãng đã dùng optical circuit switch – thiết bị chuyển mạch mạch quang cho phép thiết lập đường truyền ánh sáng trực tiếp giữa các nút mạng – để thay đổi số lượng và topology của cụm TPU. Topology là cấu trúc kết nối giữa các nút trong mạng. Nhờ đó, Google có thể tối ưu hệ thống cho từng mục tiêu như huấn luyện mô hình lớn hoặc chạy suy luận ở quy mô cao.

Ngay cả trong kịch bản cơn sốt AI hạ nhiệt, công nghệ silicon photonics vẫn có thể mở ra cơ hội lớn cho các nhà cung cấp đám mây như AWS. Khi tài nguyên tính toán được tách rời và kết nối bằng quang tốc độ cao, các nhà vận hành có thể lắp ghép CPU, GPU, bộ nhớ và lưu trữ theo nhu cầu từng khách hàng, gần giống mô hình gọi món. Một công nghệ liên quan thường được nhắc tới là co-packaged optics, tức giải pháp tích hợp phần quang học ngay sát chip xử lý hoặc chip chuyển mạch để giảm hao phí tín hiệu và tăng hiệu quả năng lượng so với module cắm rời truyền thống. Nếu đạt độ chín cần thiết, cách tiếp cận này có thể thay đổi cả thiết kế máy chủ lẫn mô hình kinh doanh hạ tầng đám mây.

Tuy nhiên, con đường để Marvell vươn lên nhóm doanh nghiệp nghìn tỷ USD sẽ không hề dễ dàng. Đối thủ lớn nhất là Broadcom, tập đoàn đã có vốn hóa vượt 2.000 tỷ USD và đang sở hữu quan hệ sâu rộng với nhiều hyperscaler như Google và Meta. Hyperscaler là các nhà cung cấp hạ tầng đám mây hoặc nền tảng số vận hành trung tâm dữ liệu ở quy mô cực lớn. Trong nhiều năm qua, Broadcom cũng âm thầm xây dựng danh mục công nghệ quang rất rộng, từ co-packaged optics cho switch và XPU đến DSP cho module quang băng thông cao. DSP, hay digital signal processor, là bộ xử lý tín hiệu số có nhiệm vụ làm sạch, tối ưu và giải mã tín hiệu trong các liên kết tốc độ cao. Giống Marvell, Broadcom tin rằng photonics cuối cùng sẽ thay thế phần lớn kết nối đồng, nhưng hãng cho rằng thời điểm đó chưa đến ngay.

Thông điệp nổi bật từ Computex 2026 là ngành công nghiệp bán dẫn và hạ tầng mạng đang tiến gần đến một bước ngoặt lớn. Khi tốc độ truyền dữ liệu tiếp tục tăng vì AI, giới hạn vật lý của dây đồng ngày càng lộ rõ. Silicon photonics, từng được xem là công nghệ ngách, nay đang nổi lên như lời giải cho bài toán mở rộng quy mô datacenter trong thập kỷ tới. Nhưng để biến tiềm năng thành doanh thu khổng lồ, Marvell không chỉ cần công nghệ đúng mà còn phải chứng minh được khả năng thương mại hóa nhanh hơn các đối thủ nặng ký như Broadcom. Cuộc cạnh tranh để trở thành người dẫn đầu trong kỷ nguyên kết nối bằng ánh sáng vì thế có thể sẽ là một trong những trận chiến quan trọng nhất của ngành chip và hạ tầng AI trong nhiều năm tới.