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*.

Tiền kỹ thuật số thịnh hành

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

Với giá 100.000 đô la mỗi tháng: Truth Social bán quyền truy cập bài đăng của Trump cho các công ty đầu tư

Trump Media and Technology Group (TMTG) đã ra mắt dịch vụ Truth API từ ngày 1/8/2026. Đây là kênh dữ liệu có phí cung cấp cho các khách hàng tổ chức, chủ yếu là các công ty đầu tư và giao dịch tần suất cao, quyền truy cập thời gian thực đến các bài đăng từ những tài khoản có ảnh hưởng nhất trên nền tảng Truth Social, bao gồm cả cựu Tổng thống Donald Trump. Theo các nguồn tin, gói dịch vụ này có giá lên tới 100.000 USD một tháng, với mức giảm giá xuống 60.000 USD/tháng cho hợp đồng ba năm. TMTG tuyên bố đây là một phần trong chiến lược tạo ra nguồn thu ổn định và lợi nhuận cao từ tài sản của công ty. Tuy nhiên, sáng kiến này đã vấp phải chỉ trích từ các nhà lập pháp cả hai đảng. Các Thượng nghị sĩ Dân chủ Elizabeth Warren và Adam Schiff đã yêu cầu Ủy ban Chứng khoán Mỹ (SEC) điều tra xem liệu việc bán quyền truy cập ưu tiên đến các bài đăng của tổng thống có vi phạm luật hay không. Thượng nghị sĩ Cộng hòa Bill Cassidy cũng chỉ trích đây là hành vi bán quyền truy cập đặc quyền không thể chấp nhận được. Phân tích AI trong bài báo cảnh báo về rủi ro tiềm ẩn, so sánh với sự kiện năm 2013 khi thị trường chứng khoán sụt giảm nhanh chóng do tin tức giả mạo. Việc biến tài khoản tổng thống thành một nút tín hiệu thị trường với độ trễ mili giây có thể tạo ra mục tiêu cho tin tặc hoặc thao túng, và đặt ra câu hỏi về trách nhiệm nếu thông tin sai lệch được phát tán qua kênh này.

cryptonews.ru50 phút trước

Với giá 100.000 đô la mỗi tháng: Truth Social bán quyền truy cập bài đăng của Trump cho các công ty đầu tư

cryptonews.ru50 phút trước

Các giao dịch rút Bitcoin tiếp tục: 8 năm lưu trữ trong ví lạnh Coldcard kết thúc bằng số không

Ví phần cứng Coldcard bị xâm phạm, dẫn đến làn sóng rút tiền mới từ các thiết bị dễ bị tấn công. Theo Galaxy Research, tổng số tiền bị đánh cắp đã lên tới 1.367,05 BTC (khoảng 88,6 triệu USD). Vấn đề không nằm ở phần mềm cập nhật, mà ở seed phrase (cụm từ khôi phục) được tạo từ tháng 3/2021 do lỗi lập trình, khiến chúng dễ bị dò tìm. Lỗi này xảy ra khi thiết bị chuyển từ bộ tạo số ngẫu nhiên phần cứng sang bộ tạo phần mềm Yasmarang, được khởi tạo bằng dữ liệu có thể dự đoán được. Người dùng các model Mk2-Mk5 và Q với phiên bản phần mềm nhất định cần tạo seed phrase mới trên bản cập nhật đã sửa và chuyển tài sản sang đó để bảo vệ. Câu chuyện đau lòng của một nhà đầu tư 39 tuổi đã mất 2 BTC (130.000 USD) tích góp suốt 8 năm trong vài phút, dù áp dụng chiến lược "mua và giữ trong ví lạnh" thận trọng. Anh mua Bitcoin như một lá chắn chống siêu lạm phát và kế hoạch nghỉ hưu sớm, nhưng lỗ hổng đã phá hỏng mọi thứ. Sự việc nhấn mạnh rằng lưu trữ offline không tự động đảm bảo an toàn, và cộng đồng hy vọng nhà sản xuất có thể tìm cách khắc phục, hoàn trả tài sản cho người dùng.

cryptonews.ru2 giờ trước

Các giao dịch rút Bitcoin tiếp tục: 8 năm lưu trữ trong ví lạnh Coldcard kết thúc bằng số không

cryptonews.ru2 giờ trước

Giao dịch

Giao ngay

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 1.0kXuất 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