Coherent được Nvidia hậu thuẫn, tăng gấp 4 sản lượng wafer quang học để đón làn sóng kết nối AI

Khi các hệ thống AI ngày càng mở rộng về quy mô, công nghệ quang học đang trở thành một thành phần then chốt trong thiết kế trung tâm dữ liệu. Tại Computex đầu tháng này, CEO Nvidia Jensen Huang thậm chí nhấn mạnh tầm quan trọng của lĩnh vực này khi cho rằng quang học có thể đưa Marvell trở thành công ty nghìn tỷ USD tiếp theo. Trong bối cảnh đó, Coherent – nhà cung cấp công nghệ photonics, tức công nghệ sử dụng ánh sáng để truyền và xử lý tín hiệu – đã công bố kế hoạch tăng gấp 4 sản lượng wafer indium phosphide (InP) tại nhà máy ở Sherman, Texas để đáp ứng nhu cầu kết nối quang cho AI.

Wafer là các tấm vật liệu bán dẫn mỏng dùng làm nền để chế tạo chip. Với Coherent, loại vật liệu trọng tâm là indium phosphide, viết tắt là InP, một hợp chất bán dẫn đặc biệt phù hợp cho các linh kiện quang tốc độ cao. InP thường được dùng trong laser, photodetector (bộ dò ánh sáng chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện) và modulator (bộ điều biến giúp mã hóa dữ liệu lên chùm sáng). Đây đều là những thành phần cốt lõi của optical interconnects, hay kết nối quang, vốn cho phép dữ liệu di chuyển giữa các máy chủ, bộ tăng tốc AI và thiết bị mạng với tốc độ rất cao và độ trễ thấp.

Trong các hệ thống AI quy mô rack-scale – tức các cụm máy tính được tổ chức ở cấp độ cả tủ rack thay vì từng máy đơn lẻ – số lượng bộ tăng tốc có thể tăng từ vài chục lên hàng trăm hoặc hàng nghìn GPU. Ở quy mô này, kết nối đồng truyền thống bắt đầu bộc lộ giới hạn về băng thông, điện năng và khoảng cách truyền tín hiệu. Vì thế, kết nối quang ngày càng trở thành lựa chọn bắt buộc. Xu hướng này được dự báo sẽ làm số lượng linh kiện quang trong hạ tầng AI tăng mạnh chỉ trong vài năm tới.

Để chuẩn bị cho nhu cầu dự kiến bùng nổ, Coherent sẽ đầu tư 650 triệu USD vào cơ sở Sherman. Khoản đầu tư này được hỗ trợ bởi 20 triệu USD từ Texas Semiconductor Innovation Fund và Sherman Economic Development Corporation, cùng với tối đa 50 triệu USD từ CHIPS and Science Act – đạo luật của Mỹ nhằm thúc đẩy sản xuất bán dẫn trong nước. Theo kế hoạch, dự án sẽ giúp nhà máy gần như tăng gấp đôi diện tích và nâng sản lượng wafer InP lên gấp 4 lần.

Động thái của Coherent cũng phản ánh chiến lược rộng hơn của Nvidia trong việc bảo vệ chuỗi cung ứng cho kỷ nguyên AI. Hồi tháng 3, Nvidia đã đầu tư 2 tỷ USD vào Coherent nhằm tăng năng lực sản xuất. Chuỗi cung ứng này đặc biệt quan trọng vì các hệ thống AI hiện đại không chỉ phụ thuộc vào GPU mà còn cần một lớp hạ tầng truyền dữ liệu cực nhanh để tránh nghẽn cổ chai. Nếu thiếu các mô-đun quang, laser hay bộ chuyển mạch quang, tốc độ mở rộng của AI có thể bị chậm lại đáng kể.

Coherent không phải cái tên duy nhất được Nvidia chống lưng trong mảng quang học. Mùa xuân năm nay, hãng chip AI này cũng đầu tư 2 tỷ USD vào Lumentum, công ty sản xuất nhiều thiết bị quang dùng trong trung tâm dữ liệu như pluggable transceivers – mô-đun thu phát quang cắm rời để kết nối mạng tốc độ cao, optical circuit switches – bộ chuyển mạch quang dùng ánh sáng để định tuyến lưu lượng dữ liệu, và các mô-đun laser. Chưa đầy một tháng sau, Nvidia tiếp tục rót thêm 2 tỷ USD vào Marvell, một phần để đẩy nhanh lộ trình silicon photonics của công ty. Silicon photonics là công nghệ tích hợp các chức năng quang học trực tiếp lên chip silicon, hứa hẹn tăng tốc truyền dữ liệu đồng thời giảm điện năng tiêu thụ.

Theo Coherent, dự án mở rộng tại Sherman có thể tạo ra khoảng 1.000 việc làm mới, trong đó khoảng 550 vị trí liên quan trực tiếp đến sản xuất tiên tiến, kỹ thuật và các vai trò công nghệ chuyên sâu. Công ty hiện chưa công bố mốc thời gian hoàn thành dự án. Tuy vậy, quy mô đầu tư và tốc độ triển khai cho thấy các nhà cung cấp hạ tầng AI đang gấp rút chuẩn bị cho một giai đoạn tăng trưởng mới, nơi bài toán không chỉ còn là sản xuất nhiều GPU hơn, mà còn là bảo đảm mọi kết nối giữa chúng đủ nhanh để AI thực sự phát huy hết sức mạnh.