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

Bức Tranh On-Chain Của Bitcoin Trông Rất Khác So Với Đỉnh Thị Trường Bò Năm 2021

Trong bối cảnh giá Bitcoin giảm kéo dài, mạng lưới Bitcoin đang chịu áp lực giảm giá, dẫn đến sự sụt giảm mạnh về hoạt động. So với đỉnh chu kỳ tăng giá năm 2021, hoạt động trên chuỗi hiện tại rất khác biệt. Số liệu từ Santiment cho thấy, tính đến nay, số ví hoạt động hàng ngày trung bình là khoảng 624.000 và số ví mới tạo là 278.000/ngày, giảm lần lượt 44% và 43% so với tháng 5/2021 (lần lượt là 1,12 triệu và 489.000). Điều này cho thấy Bitcoin đang thu hút ít người tham gia mới và có ít hoạt động giao dịch hàng ngày hơn so với thời kỳ đỉnh điểm năm 2021. Nguyên nhân chính của sự thay đổi này có thể do ảnh hưởng ngày càng tăng của Quỹ ETF Spot và các công cụ đầu tư tổ chức, cho phép tiếp cận Bitcoin mà không cần giao dịch trực tiếp trên chuỗi. Đồng thời, nhiều nhà đầu tư dài hạn trở nên thụ động hơn, lựa chọn lưu trữ tài sản thay vì giao dịch thường xuyên. Tuy nhiên, đây không hẳn là dấu hiệu giảm giá, vì hoạt động mạng thường tăng lên khi có biến động mạnh. Sự sụt giảm hiện tại có thể do thị trường đi ngang và sự quan tâm chuyển hướng sang cổ phiếu và kim loại quý. Tại thời điểm viết bài, giá Bitcoin giao dịch quanh mức 69.876 USD, tăng gần 5% trong 24 giờ, với khối lượng giao dịch tăng hơn 134%, cho thấy sự quan tâm trở lại của các nhà giao dịch.

bitcoinist56 phút trước

Bức Tranh On-Chain Của Bitcoin Trông Rất Khác So Với Đỉnh Thị Trường Bò Năm 2021

bitcoinist56 phút trước

Sau 540 nghìn dòng code, Garry Tan nhận ra trò chơi lập trình cũ cùng AI đã kết thúc

Bài viết từ Garry Tan, Chủ tịch Y Combinator, chia sẻ nhận thức sâu sắc sau khi xây dựng dự án "Garry's List" với 540.000 dòng code bằng Rails và AI Agent. Ông phát hiện ra giá trị thực sự không nằm ở khối lượng code khổng lồ đó, mà ở "GStack" – một framework phát triển mới xoay quanh luồng làm việc của AI Agent. Ông chỉ trích cách tiếp cận phổ biến hiện nay: bao bọc các mô hình LLM thông minh bằng hàng núi code kiểm soát, kiểm tra, logic giám sát – giống như xây dựng một "nhà máy Foxconn" để kiềm chế một công nhân AI siêu thông minh vốn có khả năng tự hoàn thành công việc. Khi chi phí LLM giảm mạnh và năng lực tăng, trọng tâm phát triển phần mềm cần chuyển từ "viết nhiều code hơn" sang "thiết kế nhiều khả năng hơn". Giải pháp được đề xuất là xây dựng "skill pack" (gói kỹ năng) bằng Markdown – các module năng lực có thể kiểm tra và tái sử dụng, cho phép Agent tự động tạo code, hệ thống kiểm thử và đánh giá. Điều này biến các luồng công việc phức tạp thành tài sản năng lực có thể tích lũy. Ví dụ, việc đánh giá một hackathon với 85 dự án giờ có thể được Agent hoàn thành trong 30 phút thay vì vài ngày. Bài học cốt lõi: Khi code không còn là nguồn lực khan hiếm, năng lực cạnh tranh của kỹ sư chuyển dịch. Tương lai thuộc về những người có thể phán đoán điều gì đáng xây dựng, định nghĩa vấn đề và biến kinh nghiệm thành năng lực tái sử dụng, thay vì chỉ viết thật nhiều code. Kỹ sư giỏi nhất có thể là người viết ít code nhất nhưng giải phóng được nhiều trí tuệ nhất.

marsbit1 giờ trước

Sau 540 nghìn dòng code, Garry Tan nhận ra trò chơi lập trình cũ cùng AI đã kết thúc

marsbit1 giờ trước

Hệ Sinh Thái BNB Chain Chứng Kiến Tuần Lễ Lớn Của Tổ Chức Với Sự Ra Mắt ETF Tại Mỹ Và Cược Từ Nhà Quản Lý Tài Sản

Hệ sinh thái BNB Chain đã chứng kiến một tuần quan trọng với các tổ chức tài chính lớn, đánh dấu bởi sự ra mắt quỹ ETF tiền mã hóa dạng spot đầu tiên tại Mỹ cho BNB và những đánh giá tích cực về tiềm năng trước các quy định sắp tới. VanEck đã chính thức ra mắt quỹ ETF VanEck BNB (VBNB) trên Nasdaq, cung cấp cho nhà đầu tư Mỹ cách tiếp cận được niêm yết đối với BNB. Các lý do được đưa ra bao gồm hiệu suất mạnh mẽ của BNB và nền tảng cơ bản vững chắc của mạng lưới, với hơn 14 triệu giao dịch và 2.5 triệu người dùng hoạt động hàng ngày. Song song đó, báo cáo từ Grayscale chỉ ra BNB Chain là một trong những hệ sinh thái hàng đầu được định vị để thu hút dòng vốn tổ chức một khi Đạo luật CLARITY được thông qua. BNB Chain hiện đứng thứ hai về giá trị tài sản token hóa (RWA), với khối lượng chuyển RWA tăng 121.62% trong 30 ngày và số lượng người nắm giữ RWA tăng mạnh. Mạng lưới này cũng dẫn đầu về số lượng giao dịch stablecoin, xử lý khoảng 40% giao dịch toàn cầu ở phân khúc giá trị nhỏ. Nhìn chung, BNB Chain đang nổi lên như một cầu nối quan trọng giữa tài chính truyền thống và cơ sở hạ tầng phi tập trung, thu hút ngày càng nhiều sản phẩm tài chính và nhà đầu tư tổ chức.

bitcoinist2 giờ trước

Hệ Sinh Thái BNB Chain Chứng Kiến Tuần Lễ Lớn Của Tổ Chức Với Sự Ra Mắt ETF Tại Mỹ Và Cược Từ Nhà Quản Lý Tài Sản

bitcoinist2 giờ trước

Hơn 1 tỷ USD tiền mã hóa bị thanh lý bắt buộc, Bitcoin lao dốc 6% xuyên thủng mốc 67 nghìn USD

Tâm lý Bitcoin xấu đi nghiêm trọng, kích hoạt làn sóng thanh lý bắt buộc hơn 1 tỷ USD đối với tiền điện tử, gây áp lực lên thị trường ở mức nghiêm trọng nhất trong nhiều tháng qua. Bitcoin đã giảm tới 6% vào thứ Ba, phá vỡ mức 67.000 USD, lần đầu tiên kể từ ngày 5/4. Rủi ro địa chính trị từ tình hình Iran cùng động thái bán ra từ công ty nắm giữ chính là Strategy đã đè nặng lên tâm lý nhà đầu tư. Theo CoinGlass, quy mô thanh lý bắt buộc trong đợt này là cao nhất kể từ tháng 2. Strategy công bố đã bán khoảng 32 Bitcoin, thu về 2,5 triệu USD, đánh dấu lần đầu tiên công ty giảm nắm giữ kể từ cuối năm 2022. Dù quy mô nhỏ so với danh mục tổng thể, động thái này đã phá vỡ chiến lược "chỉ mua, không bán" trước đây của họ. Các quỹ ETF Bitcoin tại Mỹ cũng ghi nhận dòng tiền ròng rút liên tục trong 11 ngày, một kỷ lục, với khoảng 3,5 tỷ USD bị rút ra. Các yếu tố hỗ trợ truyền thống như ETF và nắm giữ tổ chức đang trở thành gánh nặng cho giá. Khoảng cách từ mức đỉnh lịch sử khoảng 126.000 USD vào tháng 10 năm ngoái hiện vào khoảng 50%. Thị trường chứng khoán truyền thống tiếp tục tăng trưởng, tạo nên sự phân hóa rõ rệt so với thị trường tiền điện tử.

华尔街日报2 giờ trước

Hơn 1 tỷ USD tiền mã hóa bị thanh lý bắt buộc, Bitcoin lao dốc 6% xuyên thủng mốc 67 nghìn USD

华尔街日报2 giờ 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