Farewell to the Copper Era: Understanding the Logic of the AI Silicon Photonics Industry Chain and Key US Stock Players

marsbitXuất bản vào 2026-05-19Cập nhật gần nhất vào 2026-05-19

Tóm tắt

**Summary: The Era of Silicon Photonics and Key AI Infrastructure Stocks** The article delves into the transition from copper-based interconnects to silicon photonics (SiPh) as a critical enabler for next-generation AI data centers. It explains that copper faces fundamental physical limits—the bandwidth wall, density wall, and power wall—at high data rates (1.6T+), making a material shift essential. Silicon photonics, which integrates components like lasers, modulators, and detectors onto a silicon chip, offers a solution by leveraging mature CMOS manufacturing for cost-effective, high-volume production. A key challenge is that silicon itself is not an efficient light source, making Indium Phosphide (InP) lasers a critical and supply-constrained component. A major industry catalyst was NVIDIA's 2025 GTC announcement, declaring optical interconnects a "standard" from its Rubin platform onward, followed by strategic investments to secure the supply chain. The industry is structured in four key layers: 1. **Foundries:** TSMC leads with its COUPE platform, while Tower Semiconductor (specialized SiPh foundry) and GlobalFoundries are major players. 2. **Core Component Suppliers:** Lumentum is highlighted as the sole volume manufacturer of the crucial 200G/lane EML laser, with orders locked by NVIDIA through 2027. 3. **Module & System Manufacturers:** Coherent holds significant market share, with Chinese manufacturers like InnoLight also noted for scale. 4. **System Integrato...

Author: Godot

The two hottest sectors in AI are storage and photonics. Previously, I wrote a framework on storage (Understanding the Profit Pools and Industry Landscape of AI Storage Tiers). This article focuses on photonics.

Silicon photonics (Silicon Photonics) is used for communication between computing chips, replacing traditional copper wires, as clearly shown in the diagram below.

Terms you might come across but find confusing, such as LPO (Linear-drive Pluggable Optics), CPO (Co-packaged Optics), OCS (Optical Circuit Switching), and Optical I/O (Optical Input/Output), represent different technical approaches to implementing silicon photonics.

Typically, chips communicate using copper wires. Silicon photonic chips integrate components like lasers (which generate light), modulators (which "modulate" light), and *detectors* (which "receive" light) directly onto silicon wafers, enabling communication via photons.

So, why replace copper? And why use silicon photonics instead of other alternatives?

First, copper wires nearly reach their physical limits when transmitting signals above 1.6T, leading to signal degradation. Switching materials becomes imperative. This is the most critical issue and a necessary change. The technical term is the "bandwidth wall."

Second, copper is a tangible physical entity. As GPU clusters expand, there simply isn't enough space for all the copper wiring. This is another compelling reason to replace copper. Photonics are different; optical interfaces can be soldered directly next to switch chips, eliminating the need for extensive cabling. The term for this is the "scale wall."

Third, copper consumes too much power. In facilities consuming hundreds of megawatts, silicon photonics can save tens of thousands of kilowatt-hours daily—energy otherwise wasted on copper wire communication. After switching to photonics, this power can be redirected to GPUs for actual computation. This is termed the "power wall."

More interestingly, silicon photonics can leverage the mature CMOS manufacturing processes of the existing semiconductor industry, eliminating the need to build entirely new factories from scratch, thus enabling low-cost, high-volume production.

Of course, silicon photonics also has a drawback: silicon itself cannot emit light efficiently and must rely on Indium Phosphide (InP) materials. This has become the most critical bottleneck in the entire supply chain.

The Evolution of Silicon Photonics Technology

The most significant watershed moment was in March 2025 when NVIDIA, at its GTC conference, launched the Quantum-X and Spectrum-X photonic switches. Jensen Huang announced that starting from the next-generation Rubin architecture, "optical interconnect is not an option, it's a requirement."

A week later, NVIDIA announced a combined $4 billion investment in Coherent and Lumentum to secure key supply chains.

The paper on the silicon-based photoelectric effect was published in the 1980s. From 2004 to 2014, Intel and IBM manufactured silicon-based optical modulators.

In the previous decade, hyperscale cloud service providers like AWS, Google, and Meta adopted silicon photonics, though at the time it was only a part of fiber optic communication.

Current Industry Landscape

1) The Foundation: Foundries

They manufacture photonic chips. TSMC $TSM leads with its COUPE process. Tower Semiconductor $TSEM specializes in silicon photonics foundry services, with its silicon photonics revenue growing 70% year-over-year in 2025. GlobalFoundries $GFS, through its acquisition of Singapore's AMF, has become the world's largest dedicated silicon photonics foundry.

2) The Second Tier: Core Component Suppliers

They provide components like lasers and modulators, primarily Indium Phosphide (InP) lasers. Globally, fewer than five companies can manufacture high-speed EML lasers.

Lumentum $LITE is the only manufacturer capable of mass-producing 200G/lane EML lasers, a core component for 1.6T optical modules. To lock in its capacity, NVIDIA has secured orders extending beyond 2027.

3) The Third Tier: Module and System Manufacturers

They assemble components into finished products. Coherent holds about 25% of the global optical transceiver market share. Chinese companies like InnoLight, Eoptolink, and Accelink are significant contenders in terms of manufacturing scale and cost competitiveness.

4) The Top Tier: System Integrators

This layer includes NVIDIA, Cisco, Broadcom $AVGO, and Marvell $MRVL.

In summary,

NVIDIA $NVDA

Holds a dominant position, deciding the interconnect standards for AI data centers and securing supply chains through strategic investments.

Broadcom $AVGO

The absolute leader in networking switch chips, commanding nearly 80% market share in Ethernet switches. The Tomahawk 6-Davisson is the world's first 102.4 Tbps CPO switch.

Marvell $MRVL

Broadcom's strongest challenger, dominating the PAM4 optical DSP market with a 60-70% share. Recently acquired Celestial AI to enter the chip-to-chip optical interconnect space.

Lumentum $LITE

The most critical supplier of EML lasers. The world's only manufacturer capable of mass-producing 200G/lane EML lasers. NVIDIA has locked in orders until after 2027.

Coherent $COHR

An integrated player across the entire supply chain, with a presence from materials and lasers to modules. FY2025 revenue was $5.8 billion, making it the market leader in optical transceiver share.

TSMC $TSM

The process standard-setter. Its 65nm silicon photonics process is in mass production. The COUPE platform is currently the most advanced 3D heterogeneous integration solution, and NVIDIA's CPO roadmap is deeply tied to it.

Tower Semiconductor $TSEM

The purest beneficiary of the silicon photonics foundry trend. Its silicon photonics revenue grew 70% year-over-year in 2025. It is investing $650 million to triple its capacity. It has the highest potential for valuation elasticity among all the mentioned players.

Lightmatter / Ayar Labs (Unlisted · IPO Candidates)

Lightmatter, valued at $4.4 billion, focuses on 3D photonic interconnects. Ayar Labs has received investments from AMD, Intel, and NVIDIA, working on optical I/O chiplets. Both are potential major IPO candidates.

Valuation Logic Shift Driven by the Silicon Photonics Boom

Take an example. Previously, Wall Street valued Tower Semiconductor as a regular analog foundry, with a Price-to-Sales (P/S) ratio of around 2-3x.

But when its silicon photonics business grew from 5% to 30%-40% of total revenue, the market began to revalue it as a scarce asset within AI infrastructure, potentially lifting its P/S ratio to 6-10x.

Lumentum and Coherent, once viewed as telecom component suppliers, are now being redefined as indispensable providers of AI interconnect components. BofA analyst Vivek Arya raised Marvell's target price to $200, underpinned by valuing Marvell as an AI infrastructure platform rather than a communications chipmaker.

Evercore ISI's assessment of Cisco is similar. As silicon photonics products penetrate hyperscale data centers, Cisco's core AI-related revenue could potentially explode from $3 billion to $12-$15 billion over the next 3-4 years.

The Moat of the Silicon Photonics Industry

The silicon photonics industry exhibits clear winner-take-most characteristics, as every single process has been refined over a long period *before* the AI boom.

InP lasers: Globally, fewer than five companies can mass-produce high-end EML lasers, with a capacity expansion cycle of 3-5 years. This is the most critical bottleneck in the entire supply chain.

TSMC's COUPE process: The technological barrier of 3D heterogeneous integration puts competitors at least two generations behind, requiring years of yield experience accumulation.

Foundry PDK ecosystem: Once a customer designs with a specific foundry's Process Design Kit (PDK), the switching cost is extremely high—redesigning and recertification can take 12-18 months.

Thermal management and packaging: CPO requires managing the coupling of electrical, thermal, and optical domains within a few millimeters of space, which cannot be achieved without years of system integration experience.

The supplier certification process for giants like AWS and Google typically takes 12-24 months. Once certified, customer stickiness is extremely strong.

Risks and Cold-headed Considerations

The growth of the entire industry chain is highly dependent on the capital expenditures of the five hyperscale cloud giants: Microsoft, Google, Meta, Amazon, and Oracle.

There is substitutability among technical paths like LPO, CPO, OCS, and Optical I/O. If one route is disrupted by another, previously invested capital may face depreciation or write-downs.

Research firms like LightCounting judge that truly large-scale CPO deployment will not arrive until after 2028. Before that, transitional solutions like LPO will dominate volumes.

Therefore, betting on the success of the *industry* is safer than betting on the success of a *single company*.

Câu hỏi Liên quan

QAccording to the article, what are the three major limitations (or 'walls') of using copper interconnects in high-performance AI systems that silicon photonics aims to overcome?

AThe article outlines three major limitations of copper: 1) The Bandwidth Wall: Copper wires hit a physical limit for transmitting signals above 1.6T, leading to signal degradation. 2) The Scale Wall: As GPU clusters grow, physical copper wiring takes up too much space, whereas optical interfaces can be placed directly next to switch chips. 3) The Power Wall: Copper interconnects consume significant power, with silicon photonics potentially saving tens of thousands of kilowatt-hours per day in large facilities, freeing up power for GPUs to compute.

QWhy is Indium Phosphide (InP) a critical 'chokepoint' in the silicon photonics supply chain?

AInP is a critical chokepoint because silicon itself is not an efficient light emitter. High-performance lasers, particularly the essential Electro-absorption Modulated Lasers (EML) needed for high-speed data transmission, are made from Indium Phosphide. The article states there are fewer than five companies globally capable of manufacturing high-end EML lasers, and capacity expansion takes 3-5 years.

QName two companies positioned in the 'Core Components Supplier' layer of the silicon photonics industry chain as described in the article and explain their key advantage.

ATwo companies in the core components layer are Lumentum (LITE) and Coherent (COHR). Lumentum's key advantage is being the world's only company capable of mass-producing the 200G/lane EML laser, a core component for 1.6T optical modules, with NVIDIA having locked in its capacity through 2027. Coherent, as a full-industry-chain integrator, holds about 25% of the global optical transceiver market share, with a strong position from materials to modules.

QHow is the valuation logic changing for companies like Tower Semiconductor due to the rise of AI silicon photonics?

APreviously, Tower Semiconductor (TSEM) was valued as an ordinary analog foundry with a price-to-sales ratio of 2-3x. As its silicon photonics business is forecasted to grow from 5% to potentially 30-40% of revenue, the market is beginning to revalue it as a scarce AI infrastructure asset. This could push its price-to-sales ratio to a range of 6-10x.

QWhat is one major risk factor highlighted for the silicon photonics industry's growth, aside from dependence on hyperscaler capital expenditure?

AA major risk factor is technological substitution. Different technical paths like LPO, CPO, OCS, and Optical I/O are competing. If one technology path is ultimately displaced by another, the capital invested in the former could face depreciation and impairment risks.

Nội dung Liên quan

Đánh giá giữa năm của Fidelity: 6 xu hướng chính của tài sản số năm 2026

Bài tổng kết giữa năm của Fidelity Digital Assets phân tích 6 xu hướng chính cho tài sản số vào năm 2026. Mặc dù giá cả biến động, các xu hướng cơ bản vẫn đang tiến triển. 1. Tích hợp tài sản số và thị trường vốn: Việc chấp nhận từ các tổ chức tiếp tục gia tăng, với các sản phẩm ETP bitcoin, tài sản hóa token (tokenization) và khung pháp lý rõ ràng hơn thúc đẩy hội nhập sâu vào hệ thống tài chính. 2. Quyền lợi người nắm giữ token: Các thử nghiệm về cơ chế như mua lại token và quản trị vẫn tiếp diễn, nhưng lợi ếch này chưa được phản ánh đầy đủ vào giá thị trường. 3. AI và khai thác Bitcoin: Sự cạnh tranh về nhu cầu điện toán AI có thể đang khiến tốc độ tăng trưởng hashrate của Bitcoin chậm lại, khi thợ đào chuyển hướng sang các hoạt động có lợi nhuận cao hơn. 4. Bitcoin ở bước ngoặt mới: Việc tăng dữ liệu OP_RETURN không làm tắc nghẽn mạng. Tuy nhiên, sự biến động của các node Bitcoin Knots gây lo ngại về rủi ro phân tách tiềm ẩn. Các nâng cấp an ninh dài hạn, như BIP-360 chống lượng tử, đang được phát triển. 5. Phe bán tạm thời áp đảo: Kịch bản thị trường giá xuống chiếm ưu thế do giảm đòn bẩy, lạm phát và bất ổn địa chính trị, khiến Bitcoin giảm giá. Tuy nhiên, các yếu tố cơ bản dài hạn vẫn tích cực. 6. Sức mạnh của vàng: Vàng duy trì phong độ nhờ nhu cầu mua vào từ ngân hàng trung ương và xu hướng giảm phụ thuộc vào USD. Dù Bitcoin chưa thể hiện sự vượt trội sau đó như kỳ vọng, vàng vẫn có thể tiếp tục hoạt động tốt. Kết luận: Bức tranh giữa năm 2026 cho thấy sự cân bằng giữa áp lực ngắn hạn và tiến bộ dài hạn. Nhiều nền tảng cấu trúc cho tăng trưởng tiếp theo đang được củng cố, dù chưa thể hiện rõ ràng. Nhà đầu tư cần nhìn xa hơn biến động giá để thấy được sự chuyển đổi cấu trúc đang hình thành.

marsbit19 phút trước

Đánh giá giữa năm của Fidelity: 6 xu hướng chính của tài sản số năm 2026

marsbit19 phút trước

nGRND Gold Protocol Games Thu Hút Hơn 855.000 Người Tham Gia Với Tổng Giải Thưởng 6 Triệu Đô Trước Khi Ra Mắt Token

Dự án nGRND Gold Protocol (nGRND.io), một sáng kiến Web3 được hỗ trợ bởi kho bạc vàng được bảo tồn trong lòng đất, đã báo cáo mức độ tham gia tăng mạnh trong hai trò chơi di động được tài trợ là *Gold Fest* và *Dig It*. Hai tựa game này đã thu hút tổng cộng hơn 855.000 người chơi từ hơn 200 quốc gia, với số lượng Người dùng Hoạt động Hàng ngày (DAU) trung bình trên 220.000. Thành tích này đạt được ngay trước Sự kiện Tạo Token (TGE) theo kế hoạch của dự án. Trong mùa đầu tiên, những người tham gia đã tích lũy được khoản thưởng trị giá khoảng 6 triệu USD từ hệ sinh thái, được thiết kế để chuyển đổi thành token của Giao thức Vàng nGRND. Phần thưởng được cấu trúc xung quanh kho bạc vàng được bảo tồn và doanh thu từ việc khai thác các địa điểm thay thế, khác với các mô hình chơi để kiếm tiền (P2E) mang tính đầu cơ. Giao thức này tự định vị bằng cách gắn hệ sinh thái của mình với nguồn vàng được xác minh và bảo tồn trong lòng đất, chịu sự kiểm toán của bên thứ ba. Dự án có kế hoạch mở rộng mạng lưới proof-of-stake của mình sang tám luồng tham gia khác nhau, bao gồm Quản trị, Tác động, Chơi, Học tập, Vận động, Giới thiệu, Sức khỏe và một kênh dành riêng cho AI. Mục tiêu của nGRND Gold Protocol là hiện đại hóa sự tham gia vào lĩnh vực vàng bằng cách tạo ra các cơ hội minh bạch, có thể tiếp cận và được thưởng, được hỗ trợ bởi vàng được bảo tồn và sự tham gia của mạng lưới, mà không cần đến hoạt động khai thác truyền thống.

TheNewsCrypto25 phút trước

nGRND Gold Protocol Games Thu Hút Hơn 855.000 Người Tham Gia Với Tổng Giải Thưởng 6 Triệu Đô Trước Khi Ra Mắt Token

TheNewsCrypto25 phút trước

Đối tác Pantera: Trong thời đại Trí tuệ Nhân tạo, Blockchain là câu trả lời tất yếu

Tác giả: Paul Veradittakit, Đối tác tại Pantera Capital Bài viết tranh luận rằng sự hội tụ của Trí tuệ Nhân tạo (AI) và blockchain là không thể tránh khỏi và quan trọng, đặc biệt là trong kỷ nguyên của các tác nhân AI (AI Agents). **Điểm chính:** * **Bổ sung tự nhiên:** AI tạo ra nguồn cung cấp gần như vô hạn (nội dung, tác nhân thông minh), trong khi blockchain cung cấp sự khan hiếm và quyền sở hữu có thể xác minh được. AI tạo ra, blockchain xác nhận và thanh toán giá trị. * **Nền tảng cho nền kinh tế tác nhân:** Các tác nhân AI tự trị sẽ không sử dụng hệ thống ngân hàng truyền thống. Chúng cần cơ sở hạ tầng tài chính được lập trình, hoạt động 24/7, không cần sự cho phép - chính xác là những gì blockchain (ví dụ: stablecoin) cung cấp. * **Bốn trụ cột hợp nhất:** Sự hợp nhất đang diễn ra xung quanh: 1) Thanh toán & giải quyết, 2) Danh tính, 3) Hệ thống mở, và 4) Tổng hợp tài nguyên. Các dự án thương mại đã tồn tại trong tất cả các lĩnh vực này. * **Nhu cầu về danh tính kỹ thuật số:** Trong thời đại của nội dung do AI tạo ra và giả mạo sâu, việc xác minh danh tính con người và quyền sở hữu là rất quan trọng. Các giải pháp dựa trên blockchain (ví dụ: Worldcoin, TransCrypts) cung cấp xác minh toàn cầu, riêng tư và có thể lập trình. * **Chênh lệch định giá:** Có sự chênh lệch lịch sử giữa định giá thị trường của các công ty AI (cao) và tài sản tiền mã hóa (thấp), mặc dù về cơ bản chúng gắn bó chặt chẽ. Điều này tạo ra cơ hội đầu tư. * **Cửa sổ hiện tại:** Sự hợp nhất không phải là tương lai xa mà đang xảy ra ngay bây giờ. Cơ sở hạ tầng (ví dụ: Alchemy, OpenFX) đang trưởng thành, nhu cầu thị trường đang tăng lên và môi trường pháp lý đang trở nên thuận lợi hơn, tạo ra thời điểm lý tưởng cho các doanh nhân trong lĩnh vực này. Bài viết kết luận rằng blockchain là câu trả lời cần thiết cho AI, cung cấp nền tảng tài chính và danh tính gốc cho nền kinh tế tác nhân thông minh sắp tới.

marsbit35 phút trước

Đối tác Pantera: Trong thời đại Trí tuệ Nhân tạo, Blockchain là câu trả lời tất yếu

marsbit35 phút trước

Giao dịch

Giao ngay
Hợp đồng Tương lai

Bài viết Nổi bật

Làm thế nào để Mua ERA

Chào mừng bạn đến với HTX.com! Chúng tôi đã làm cho mua Caldera (ERA) trở nên đơn giản và thuận tiện. Làm theo hướng dẫn từng bước của chúng tôi để bắt đầu hành trình tiền kỹ thuật số của bạn.Bước 1: Tạo Tài khoản HTX của BạnSử dụng email hoặc số điện thoại của bạn để đăng ký tài khoản miễn phí trên HTX. Trải nghiệm hành trình đăng ký không rắc rối và mở khóa tất cả tính năng. Nhận Tài khoản của tôiBước 2: Truy cập Mua Crypto và Chọn Phương thức Thanh toán của BạnThẻ Tín dụng/Ghi nợ: Sử dụng Visa hoặc Mastercard của bạn để mua Caldera (ERA) ngay lập tức.Số dư: Sử dụng tiền từ số dư tài khoản HTX của bạn để giao dịch liền mạch.Bên thứ ba: Chúng tôi đã thêm những phương thức thanh toán phổ biến như Google Pay và Apple Pay để nâng cao sự tiện lợi.P2P: Giao dịch trực tiếp với người dùng khác trên HTX.Thị trường mua bán phi tập trung (OTC): Chúng tôi cung cấp những dịch vụ được thiết kế riêng và tỷ giá hối đoái cạnh tranh cho nhà giao dịch.Bước 3: Lưu trữ Caldera (ERA) của BạnSau khi mua Caldera (ERA), lưu trữ trong tài khoản HTX của bạn. Ngoài ra, bạn có thể gửi đi nơi khác qua chuyển khoản blockchain hoặc sử dụng để giao dịch những tiền kỹ thuật số khác.Bước 4: Giao dịch Caldera (ERA)Giao dịch Caldera (ERA) dễ dàng trên thị trường giao ngay của HTX. Chỉ cần truy cập vào tài khoản của bạn, chọn cặp giao dịch, thực hiện giao dịch và theo dõi trong thời gian thực. Chúng tôi cung cấp trải nghiệm thân thiện với người dùng cho cả người mới bắt đầu và người giao dịch dày dạn kinh nghiệm.

Tổng lượt xem 518Xuất bản vào 2025.07.17Cập nhật vào 2026.06.02

Làm thế nào để Mua ERA

Thảo luận

Chào mừng đến với Cộng đồng HTX. Tại đây, bạn có thể được thông báo về những phát triển nền tảng mới nhất và có quyền truy cập vào thông tin chuyên sâu về thị trường. Ý kiến ​​của người dùng về giá của ERA (ERA) được trình bày dưới đây.

活动图片