มีรายงานว่า UMC ได้รับคำสั่งซื้อเวเฟอร์ซิลิคอนโฟโตนิกส์สูงสุด 10,000 แผ่น ขณะ AI ต้องการการเชื่อมต่อที่เร็วขึ้น

การผลิตในสิงคโปร์ส่ง UMC ขึ้นสู่จุดสนใจในธุรกิจชิปโฟโตนิกส์

มีรายงานว่า United Microelectronics Corp. (UMC) ได้รับคำสั่งซื้อเวเฟอร์วงจรรวมโฟโตนิกส์ (PIC) สูงสุด 10,000 แผ่นจาก InnoLight ผู้จัดจำหน่ายโมดูลออปติคัล และ Saili บริษัทออกแบบโฟโตนิกส์ ซึ่งมี Tencent เข้าร่วมลงทุนผ่านหน่วยงานลงทุนร่วมทุนของบริษัท โดยมีกำหนดผลิตที่โรงงานของ UMC ในสิงคโปร์ และอาจมีคำสั่งซื้อเพิ่มเติมเมื่อลูกค้าขยายการจัดหาเวเฟอร์สำหรับการเชื่อมต่อความเร็วสูงระหว่างระบบคอมพิวเตอร์

ข้อมูลประเมินในอุตสาหกรรมระบุว่า ราคาขายผลิตภัณฑ์วงจรรวมโฟโตนิกส์ขั้นสูงบางประเภทอยู่ที่ราว 7 เท่าของเวเฟอร์ CMOS ทั่วไป UMC ปฏิเสธให้ความเห็นเกี่ยวกับลูกค้าหรือคำสั่งซื้อรายใดโดยเฉพาะ และบริษัทยังไม่ได้ยืนยันตัวเลขประเมินราคา กำหนดส่งมอบและมูลค่าทางการเงินของคำสั่งซื้อที่มีรายงานดังกล่าวยังไม่ได้รับการเปิดเผย

ความเคลื่อนไหวนี้สะท้อนปัจจัยสองด้านที่กำลังกำหนดทิศทางธุรกิจการสื่อสารด้วยแสงของ UMC ได้แก่ ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในการรับส่งข้อมูลให้เร็วขึ้นในระบบปัญญาประดิษฐ์ และความพยายามของบริษัทที่จะใช้กระบวนการผลิตที่มีอยู่แล้วเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์เฉพาะทางที่มีมูลค่าสูงขึ้น โอกาสของบริษัทอยู่ที่การผลิตชิปที่ทำงานกับแสง ควบคู่ไปกับสัญญาณไฟฟ้าที่โรงงานเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไปคุ้นเคย

UMC และ SILITH ของสิงคโปร์ประกาศเมื่อเดือนกรกฎาคมว่าได้ส่งมอบเวเฟอร์ซิลิคอนโฟโตนิกส์ขนาด 12 นิ้วจากสิงคโปร์ล็อตแรกที่ผลิตเชิงพาณิชย์แล้ว การเปลี่ยนผ่านจากขั้นพัฒนาไปสู่การผลิตใช้เวลา 18 เดือน และผลิตภัณฑ์ผ่านการรับรองจากลูกค้าคลาวด์รายใหญ่ นั่นทำให้คำสั่งซื้อที่มีรายงานมีฐานการผลิตรองรับ ไม่ได้เป็นเพียงโครงการพัฒนาเทคโนโลยี

ลูกค้าทั้งสองรายมีจุดแข็งอะไร

InnoLight เป็นผู้จัดจำหน่ายโมดูลรับส่งสัญญาณออปติคัลสำหรับศูนย์ข้อมูลชั้นนำ โดยมีธุรกิจที่ให้บริการผู้ให้บริการคลาวด์คอมพิวติ้งรายใหญ่ในอเมริกาเหนือและตลาด AI โมดูลเหล่านี้ใช้แสงในการส่งและรับข้อมูล บริษัทกำลังขยายการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ทำงานด้วยความเร็ว 800 กิกะบิตต่อวินาทีและ 1.6 เทราบิตต่อวินาที ซึ่งมักเรียกโดยย่อว่า 800G และ 1.6T

Saili มุ่งเน้นการออกแบบชิปซิลิคอนโฟโตนิกส์ และใช้ SILITH ของสิงคโปร์ในการพัฒนาธุรกิจระหว่างประเทศ ผลิตภัณฑ์ PIC ของบริษัทที่ทำงานด้วยความเร็ว 100G และ 200G ต่อช่องสัญญาณมียอดส่งมอบสะสมมากกว่า 8 ล้านชิป นอกจากนี้ Saili ยังร่วมมือกับ UMC พัฒนาเทคโนโลยีรองรับความเร็ว 400G ต่อช่องสัญญาณ

ความสัมพันธ์กับลูกค้าเหล่านี้เชื่อมโยง UMC เข้ากับธุรกิจหลายส่วนในห่วงโซ่อุปทานออปติคัล InnoLight ผลิตโมดูลที่เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายศูนย์ข้อมูล ส่วน Saili ออกแบบชิปโฟโตนิกส์ที่ใช้ในระบบออปติคัล ขณะที่ UMC จัดหาแพลตฟอร์มการผลิตเพื่อเปลี่ยนการออกแบบเหล่านั้นให้เป็นชิปจริง

ปริมาณคำสั่งซื้อเริ่มต้นที่มีรายงานว่าสูงสุด 10,000 หน่วยหมายถึงเวเฟอร์ ส่วนตัวเลขยอดส่งมอบสะสมของ Saili หมายถึงชิปแต่ละชิ้น เวเฟอร์คือแผ่นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รูปวงกลมที่มีชิปจำนวนมากอยู่ภายใน ก่อนจะแยกชิปออกมาในภายหลัง หากไม่ทราบขนาดชิปและอัตราผลผลิต ก็ไม่สามารถคำนวณจำนวนอุปกรณ์สำเร็จรูปจากคำสั่งซื้อเวเฟอร์ได้อย่างน่าเชื่อถือ

เหตุใดชิปเหล่านี้จึงสำคัญต่อเครือข่าย AI

วงจรรวมโฟโตนิกส์ หรือ PIC รวมฟังก์ชันที่ใช้กำกับ ควบคุม หรือตรวจจับแสงไว้บนชิป ในการสื่อสารด้วยแสง PIC ช่วยเชื่อมการทำงานทางไฟฟ้าภายในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เข้ากับสัญญาณแสงที่ใช้ส่งข้อมูลผ่านใยแก้วนำแสง

ชิปอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปเคลื่อนย้ายและประมวลผลสัญญาณไฟฟ้า ส่วนชิปโฟโตนิกส์ยังต้องมีโครงสร้างต่าง ๆ เช่น ท่อนำคลื่นซึ่งกำหนดทิศทางให้แสงเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่เลือก และมอดูเลเตอร์ซึ่งปรับเปลี่ยนแสงเพื่อให้บรรทุกข้อมูลได้ การรวมฟังก์ชันเหล่านี้ไว้ด้วยกันต้องอาศัยขั้นตอนการผลิตเฉพาะทาง ตลอดจนการควบคุมวัสดุและขนาดอย่างแม่นยำ

ระบบประมวลผล AI ต้องการการเชื่อมต่อความเร็วสูง เพราะจำเป็นต้องส่งข้อมูลจำนวนมากระหว่างหน่วยประมวลผลและระหว่างศูนย์ข้อมูล โมดูลออปติคัลกำลังพัฒนาจาก 800G ไปสู่ 1.6T และในที่สุด 3.2T ตามอัตราที่ระบุ 1.6T มีความจุเป็นสองเท่าของ 800G ส่วน 3.2T มีความจุเป็นสี่เท่า

การพัฒนาเทคโนโลยี 400G ต่อช่องสัญญาณของ Saili และ UMC เป็นอีกขั้นหนึ่งของการพัฒนาดังกล่าว ช่องสัญญาณคือเส้นทางรับส่งข้อมูลแต่ละเส้นภายในระบบสื่อสาร การเพิ่มความเร็วของช่องสัญญาณช่วยให้นักออกแบบสร้างผลิตภัณฑ์ออปติคัลที่เร็วขึ้นได้ แม้ความเร็วรวมของโมดูลสำเร็จรูปจะขึ้นอยู่กับการจัดวางช่องสัญญาณด้วย

การแข่งขันด้านการผลิตที่ไม่ได้วัดกันแค่ขนาดวงจร

UMC กำลังพัฒนาผลิตภัณฑ์เหล่านี้โดยอาศัยกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ที่ผ่านการใช้งานมาแล้วและการผลิตออปติคัลเฉพาะทาง ธุรกิจนี้ให้ความสำคัญกับความสามารถในการผลิตโครงสร้างออปติคัลที่เชื่อถือได้ในระดับปริมาณมาก เปิดทางให้บริษัทเข้าสู่ธุรกิจโครงสร้างพื้นฐาน AI ด้วยแนวทางที่แตกต่างจากการผลิตหน่วยประมวลผลคอมพิวเตอร์ขั้นสูงที่สุด

Tower Semiconductor และ GlobalFoundries ต่างมีแพลตฟอร์มการผลิตซิลิคอนโฟโตนิกส์อยู่แล้ว ข้อมูลในอุตสาหกรรมระบุว่ากำลังการผลิตของทั้งสองบริษัทถูกจองเต็ม ซึ่งช่วยอธิบายว่าทำไมลูกค้าชิปออปติคัลจึงกำลังมองหาพันธมิตรการผลิตเพิ่มเติม ไม่มีการเปิดเผยตัวเลขการใช้กำลังการผลิตหรือระยะเวลารอส่งมอบ

TSMC ก็มีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง โดยใช้กระบวนการขั้นสูงซึ่งมีต้นทุนสูงกว่าในส่วนต่าง ๆ เช่น โฟโตมาสก์ โฟโตมาสก์เป็นแม่แบบที่ใช้ถ่ายทอดลวดลายวงจรลงบนเวเฟอร์ สำหรับนักออกแบบชิปออปติคัล ค่าใช้จ่ายในการพัฒนาเหล่านี้ยังเป็นต้นทุนเพิ่มเติมจากค่าผลิตเวเฟอร์แต่ละแผ่น

ข้อได้เปรียบที่ UMC เสนอคือการผสานกระบวนการผลิตที่ผ่านการพิสูจน์แล้ว ความเชี่ยวชาญด้านการผลิตออปติคัล และการผลิตบนเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้ว เวเฟอร์ขนาดใหญ่รองรับการผลิตในปริมาณที่สูงขึ้นและช่วยลดต้นทุนการผลิตต่อชิปได้ หากควบคุมอัตราผลผลิตและการดำเนินงานของโรงงานได้ดี ความสม่ำเสมอของกระบวนการก็สำคัญเช่นกัน เพราะลูกค้าต้องการให้ชิปจากการผลิตแต่ละล็อตทำงานได้อย่างคาดการณ์ได้

ราคาเวเฟอร์ที่สูงขึ้น 7 เท่าเปลี่ยนสมการรายได้

ส่วนต่างราคาที่ประเมินไว้เป็นประเด็นทางการเงินที่โดดเด่นที่สุดของธุรกิจที่มีรายงาน เวเฟอร์ PIC ขั้นสูงบางประเภทมีราคาขายสูงกว่าเวเฟอร์ CMOS ทั่วไปราว 7 เท่า CMOS เป็นแนวทางการผลิตที่ใช้กันอย่างแพร่หลายกับชิปอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก

สำหรับ UMC การเพิ่มสัดส่วนผลิตภัณฑ์ราคาสูงอาจช่วยเพิ่มราคาขายเฉลี่ย หรือที่เรียกว่า ASP ซึ่งหมายถึงรายได้เฉลี่ยที่ได้รับต่อสินค้าหนึ่งหน่วย บริษัทสามารถเพิ่มตัวเลขนี้ได้ด้วยการปรับสัดส่วนผลิตภัณฑ์ที่ผลิต แม้ไม่ขึ้นราคาผลิตภัณฑ์เดิมทุกรายการ

กำไรยังขึ้นอยู่กับต้นทุนการผลิตเวเฟอร์ออปติคัล จำนวนชิปที่ใช้งานได้ในแต่ละแผ่น ค่าใช้จ่ายในการพัฒนา และปริมาณกำลังการผลิตของโรงงานที่ลูกค้าใช้จริง การผลิต PIC ต้องอาศัยโครงสร้างออปติคัลและขั้นตอนการรวมระบบที่ซับซ้อน ทำให้อัตราผลผลิตเป็นปัจจัยสำคัญในการดำเนินงาน อัตราผลผลิตหมายถึงสัดส่วนของชิปที่ผลิตได้และผ่านข้อกำหนด

ดังนั้น ประเด็นการลงทุนใน UMC จึงไม่ได้จำกัดอยู่ที่ตัวคูณราคาเท่านั้น คำสั่งซื้อซ้ำ อัตราผลผลิตที่คงที่ และการใช้สายการผลิตอย่างต่อเนื่อง จะเป็นปัจจัยที่เปลี่ยนราคาขายที่น่าดึงดูดให้กลายเป็นธุรกิจที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น ปริมาณคำสั่งซื้อเริ่มต้นและโอกาสที่จะมีการซื้อเพิ่มสะท้อนโอกาสทางการค้า ส่วนแผนขยายกำลังการผลิตแสดงให้เห็นถึงขนาดธุรกิจที่ UMC กำลังเตรียมรองรับ

เทคโนโลยีสองแนวทางรองรับการขยายธุรกิจ

ธุรกิจการสื่อสารด้วยแสงของ UMC ครอบคลุม PIC ซิลิคอนโฟโตนิกส์ เทคโนโลยีลิเธียมไนโอเบตฟิล์มบาง และการบรรจุชิปขั้นสูง โรงงานในสิงคโปร์เป็นศูนย์กลางของแพลตฟอร์มซิลิคอนโฟโตนิกส์ขนาด 12 นิ้ว

อีกแนวทางหนึ่งอาศัย Lian Ying Optoelectronics บริษัทย่อยด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ UMC ถือหุ้นทั้งหมด และความร่วมมือกับพันธมิตรระหว่างประเทศ บริษัทย่อยแห่งนี้มีประสบการณ์ด้านชิ้นส่วนออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการผลิตเวเฟอร์จากวัสดุเฉพาะทาง ทำให้กลุ่มบริษัทมีองค์ความรู้เดิมสำหรับการทำงานที่นอกเหนือจากชิปอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป

ลิเธียมไนโอเบตฟิล์มบาง ซึ่งมักเรียกโดยย่อว่า TFLN ใช้ชั้นวัสดุบางที่มีคุณสมบัติทางแสงตอบสนองต่อสนามไฟฟ้า จึงเหมาะสำหรับควบคุมแสงในอุปกรณ์สื่อสาร การพัฒนาเทคโนโลยีนี้ช่วยเพิ่มทางเลือกให้ UMC ควบคู่ไปกับแพลตฟอร์มซิลิคอนโฟโตนิกส์ที่เริ่มผลิตเวเฟอร์แล้ว

การบรรจุชิปขั้นสูงเป็นอีกส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ เพราะชิ้นส่วนออปติคัลและอิเล็กทรอนิกส์ต้องเชื่อมต่อกันได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้ แนวทางของ UMC ผสานกระบวนการผลิต วัสดุเฉพาะทาง และการรวมชิ้นส่วนไว้ในความพยายามทางธุรกิจเดียวกัน โดยเทคโนโลยีแต่ละแบบตอบโจทย์การออกแบบที่แตกต่างกัน

แผนกำลังการผลิตต่อเนื่องถึงปี 2030

UMC ประกาศขยายกำลังการผลิตซิลิคอนโฟโตนิกส์ในพื้นที่ P4 ของสิงคโปร์ และเริ่มวางแผนสร้างโรงงาน P7 และ P8 แห่งใหม่ทางตอนใต้ของไต้หวัน เป้าหมายกำลังการผลิต PIC ระยะยาวที่บริษัทระบุไว้คือ 18,000 เวเฟอร์ต่อเดือน โดยคาดว่าจะเริ่มติดตั้งอุปกรณ์ในช่วงปลายปี 2028 และตั้งเป้าผลิตเต็มกำลังในปี 2030

คำสั่งซื้อเริ่มต้นที่มีรายงานว่าสูงสุด 10,000 เวเฟอร์คิดเป็นราว 56% ของเป้าหมายกำลังการผลิตต่อเดือนในอนาคต การเปรียบเทียบนี้แสดงให้เห็นขนาดของฐานการผลิตที่วางแผนไว้ ส่วนคำสั่งซื้อดังกล่าวยังไม่มีการเปิดเผยกำหนดส่งมอบ หากผลิตได้อย่างสม่ำเสมอที่ 18,000 เวเฟอร์ต่อเดือน เป้าหมายดังกล่าวจะเทียบเท่ากับ 216,000 เวเฟอร์ในหนึ่งปีเต็ม

หมุดหมายสำคัญมีดังนี้:

• เดือนกรกฎาคม โดยไม่ได้ระบุปี: UMC และ SILITH ประกาศส่งมอบเวเฟอร์ซิลิคอนโฟโตนิกส์ขนาด 12 นิ้วล็อตแรกจากสิงคโปร์ที่ผลิตเชิงพาณิชย์ หลังใช้เวลาพัฒนา 18 เดือน
• ปลายปี 2028: คาดว่าจะเริ่มติดตั้งอุปกรณ์ตามแผนขยายกำลังการผลิตระยะยาว
• ปี 2030: ตั้งเป้าให้กำลังการผลิต PIC ขยายถึงระดับเต็มตามแผนที่ 18,000 เวเฟอร์ต่อเดือน

มีรายงานว่าลูกค้ารายใหญ่กำลังหารือเรื่องการจัดสรรกำลังการผลิตในอนาคตแล้ว การจองพื้นที่การผลิตล่วงหน้าช่วยให้ลูกค้าวางแผนเปิดตัวผลิตภัณฑ์และข้อผูกพันด้านอุปทานของตนเอง ขณะเดียวกันก็ทำให้ UMC มองเห็นความต้องการได้ชัดเจนขึ้นก่อนที่โรงงานใหม่จะดำเนินงานเต็มกำลัง

การเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับ UMC และลูกค้า

UMC มีโอกาสเพิ่มแหล่งการเติบโตจากการผลิตเฉพาะทางและผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง เหตุการณ์ส่งมอบผลิตภัณฑ์จากสิงคโปร์ ความสำเร็จด้านยอดส่งมอบชิปที่มีอยู่แล้วของ Saili และธุรกิจ InnoLight ที่มีรายงาน เชื่อมโยงการพัฒนาเทคโนโลยีของบริษัทเข้ากับลูกค้าที่อยู่ในตลาดการสื่อสารด้วยแสงความเร็วสูงแล้ว

นักออกแบบชิปออปติคัลมีทางเลือกด้านการผลิตเพิ่มขึ้น ขณะพัฒนาช่องสัญญาณและโมดูลให้เร็วขึ้น สำหรับผู้จัดจำหน่ายโมดูลที่ให้บริการบริษัทคลาวด์ การเข้าถึงกำลังการผลิตเวเฟอร์ที่เพียงพอเป็นส่วนหนึ่งของการรองรับความต้องการการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูลที่เร็วขึ้น กำหนดการขยายธุรกิจของ UMC วางแผนเพิ่มกำลังการผลิตครั้งใหญ่หลังจากเริ่มผลิตล็อตแรกไปแล้วหลายปี

ประเด็นทางการค้าในระยะใกล้คือคำสั่งซื้อจากสิงคโปร์ที่มีรายงาน ส่วนแผนระยะยาวคือการสร้างธุรกิจการผลิตที่ทำซ้ำได้ ครอบคลุมซิลิคอนโฟโตนิกส์ วัสดุออปติคัลเฉพาะทาง และการบรรจุชิป ผลประกอบการจะได้รับประโยชน์อย่างมีนัยสำคัญหรือไม่ ขึ้นอยู่กับปริมาณที่ส่งมอบ ต้นทุนการผลิต และสัดส่วนผลิตภัณฑ์ที่ UMC ทำได้เมื่อกำลังการผลิตเพิ่มขึ้น

ประเด็นสำคัญ

• มีรายงานว่า UMC ได้รับคำสั่งซื้อ PIC เริ่มต้นจาก InnoLight และ Saili รวมสูงสุด 10,000 เวเฟอร์ เพื่อผลิตในสิงคโปร์
• UMC ปฏิเสธให้ความเห็นเกี่ยวกับลูกค้าหรือคำสั่งซื้อรายใดโดยเฉพาะ ส่วนการประเมินราคาที่สูงกว่าเวเฟอร์ CMOS ทั่วไป 7 เท่ายังไม่ได้รับการยืนยัน
• UMC และ SILITH ประกาศส่งมอบเวเฟอร์ล็อตแรกที่ผลิตเชิงพาณิชย์ หลังผ่านช่วงพัฒนา 18 เดือน
• ผลิตภัณฑ์ 100G และ 200G ของ Saili มียอดส่งมอบแล้วกว่า 8 ล้านชิป และบริษัทกำลังพัฒนาเทคโนโลยี 400G ต่อช่องสัญญาณร่วมกับ UMC
• เป้าหมายกำลังการผลิต PIC ระยะยาวของ UMC อยู่ที่ 18,000 เวเฟอร์ต่อเดือน โดยคาดว่าจะเริ่มติดตั้งอุปกรณ์ตั้งแต่ปลายปี 2028 และตั้งเป้าผลิตเต็มกำลังในปี 2030