de.wedoany.com-Bericht: Die Expansion der KI-Rechenleistung treibt optische Kommunikationsmaterialien an die Spitze des Infrastrukturaufbaus. Am 16. Juni hielt das US-amerikanische Optoelektronikunternehmen Coherent in Sherman, Texas, die Grundsteinlegungszeremonie für den Ausbau seiner InP-Fertigungsanlage ab. Nvidia-Gründer und CEO Jensen Huang sowie Coherent-CEO Jim Anderson waren vor Ort. Dieses Projekt ist Teil der Umsetzung der zuvor angekündigten strategischen Partnerschaft im Wert von 20 Milliarden US-Dollar zwischen Nvidia und Coherent. Nach Abschluss des Ausbaus wird sich die Fertigungsfläche des Werks in Sherman verdoppeln und die InP-Wafer-Kapazität auf das Vierfache erhöhen.
Das Coherent-Werk in Sherman produziert photonische Bauelemente und Wafer-Materialien auf Basis von Indiumphosphid, die hauptsächlich für schnelle optische Verbindungen in Rechenzentren eingesetzt werden. Nvidia erklärte in einem offiziellen Blogbeitrag, dass die erweiterte Anlage die Produktion von InP-Wafern steigern werde. Diese Wafer tragen die Datenübertragung zwischen Chips, Servern und Rechenzentren und sind das „optische Rückgrat" der modernen KI-Infrastruktur. Auch das CHIPS-Programmbüro des US-Handelsministeriums betonte, dass InP-photonische Bauelemente schnelle optische Verbindungen zwischen Prozessoren, Speichern und Systemen innerhalb von KI-Rechenzentren unterstützen könnten.
Die Zusammenarbeit zwischen Nvidia und Coherent wurde bereits im März dieses Jahres besiegelt. Gemäß einer Nvidia-Ankündigung unterzeichneten beide Seiten eine mehrjährige strategische Vereinbarung, die die Zusammenarbeit in den Bereichen fortschrittliche Optiktechnologie, Fertigungskapazitäten und Forschung und Entwicklung vorantreibt, um die nächste Generation von KI-Infrastruktur zu bedienen. Die Vereinbarung umfasst eine Investition von 2 Milliarden US-Dollar von Nvidia in Coherent, langfristige Abnahmeverpflichtungen sowie Zugriffsrechte auf die zukünftige Versorgung und Kapazität fortschrittlicher Laser- und optischer Netzwerkprodukte. Nvidia positioniert diese Partnerschaft als Teil der Aufrüstung der KI-Rechenzentrumsarchitektur, mit dem Schwerpunkt auf der Verbesserung der Fähigkeiten für extrem hohe Bandbreite und energieeffiziente Verbindungen.
Die Bedeutung von Indiumphosphid in der Lieferkette von KI-Rechenzentren nimmt zu. Je größer die GPU-Cluster sind, desto höher ist der Druck auf den Datenaustausch zwischen Chips, Servern und Racks. Die alleinige Abhängigkeit von herkömmlichen elektrischen Verbindungen stößt schnell an Grenzen in Bezug auf Bandbreite, Stromverbrauch und Reichweite. InP-basierte Laser und optische Kommunikationsbauelemente können elektrische Signale in optische Signale umwandeln und Daten mit höherer Geschwindigkeit und geringerem Energieverbrauch übertragen. Für Nvidia geht es bei KI-Systemen nicht mehr nur um die Leistung einzelner GPUs, sondern darum, ob Millionen von GPUs über schnelle Verbindungen zusammenarbeiten können.
Coherent hat bereits eine 6-Zoll-InP-Wafer-Fertigungskapazität aufgebaut. Das Unternehmen gab 2024 bekannt, dass es in seinen Wafer-Fabriken in Sherman, USA, und Järfälla, Schweden, die weltweit erste 6-Zoll-InP-Wafer-Fertigungskapazität etabliert hat. 6-Zoll-Wafer bieten im Vergleich zu kleineren Wafern eine höhere Produktionskapazität und niedrigere Chipkosten und eignen sich für Bereiche wie KI-Verbindungen, Datenkommunikations-Transceiver, kohärente optische Kommunikation, fortschrittliche Sensorik und zukünftige 6G-Technologien. Der aktuelle Ausbau in Sherman bedeutet, dass Coherent diese Fähigkeit in die Großserienproduktion überführt.
Die US-Regierung hat dieses Projekt ebenfalls in den Aufbau der Halbleiter- und Photonik-Lieferkette aufgenommen. Coherent gab bekannt, eine Absichtserklärung unterzeichnet zu haben, um vom US-Handelsministerium eine direkte Förderung von bis zu 50 Millionen US-Dollar im Rahmen des CHIPS-Gesetzes für den Ausbau der 6-Zoll-InP-Halbleiterfertigungsanlage in Sherman zu erhalten. Diese Förderung soll die Kapazitäten für fortschrittliche Wafer-Fertigungsausrüstung und Reinräume erhöhen und baut auf der bisherigen Unterstützung von rund 20 Millionen US-Dollar durch den Texas Semiconductor Innovation Fund und die Sherman Economic Development Corporation auf.
Die Kapazitätserweiterung ist auch mit der inländischen Fertigung und Beschäftigungsplanung verbunden. Öffentlichen Informationen zufolge wird der Standort Sherman nach Abschluss des Projekts voraussichtlich über 1.000 Arbeitsplätze schaffen, davon mehr als 550 in den Bereichen fortschrittliche Fertigung, Technik und Technologie. Die Associated Press berichtete, dass Jim Anderson erklärte, die Grundfläche der Fabrik werde sich verdoppeln und die Produktion nach Abschluss der Erweiterung um das Vierfache steigern. Für die US-amerikanische KI-Infrastruktur liegt die Bedeutung solcher Projekte nicht nur im Bau von Rechenzentren selbst, sondern auch darin, die Fertigungskapazitäten für kritische optische Kommunikationsbauelemente und Verbindungshalbleiter in der heimischen Lieferkette zu halten.
Hinter dieser Expansionskette steht der Wandel von KI-Rechenzentren vom „Rechenleistungs-Stapeln" hin zur „Systemvernetzung". Trainings- und Inferenzcluster benötigen das Zusammenspiel von GPUs, HBM, Switch-Chips, optischen Modulen, Kabeln, Steckverbindern, Kühlung, Stromversorgung und Rechenzentrumsnetzwerken. Sobald die optische Verbindung zum Leistungsengpass wird, können selbst viele GPUs die volle Rechenleistung nicht freisetzen. InP-Materialien, Laser und photonische Bauelemente rücken daher von traditionellen Kommunikationskomponenten in die Kernlieferkette der KI-Infrastruktur.
Die chinesische Lizenzverwaltung für den Export von Schlüsselmaterialien wie InP hat die Aufmerksamkeit auf die Widerstandsfähigkeit der Lieferkette erhöht. Ein Reuters-Bericht vom Juni wies darauf hin, dass InP ein wichtiges Material für schnelle optische Chips in KI-Rechenzentren ist und dass damit verbundene Exportkontrollen bei einigen US-amerikanischen Photonik-Chip-Herstellern Bedenken hinsichtlich der Versorgungssicherheit ausgelöst haben; US-Unternehmen arbeiten auch daran, die heimische InP-Kapazität auszubauen oder alternative, nicht-chinesische Versorgungsquellen zu finden. Die Kapazitätserweiterung des Coherent-Projekts in Sherman wird der heimischen US-amerikanischen KI-Lichtwellenleiter-Verbindungs-Lieferkette einen größeren Puffer an Material- und Bauelementekapazitäten bieten.
Der Wettbewerb um KI-Infrastruktur hat die GPU selbst überschritten und ist zu einem umfassenden Wettstreit um Materialien, optische Verbindungen und heimische Fertigungssysteme geworden. Nach der Erweiterung des Coherent-Werks in Sherman werden InP-Wafer, Laser und photonische Bauelemente den Energieverbrauch, die Bandbreite und die Systemeffizienz von KI-Rechenzentren direkter beeinflussen. Für Nvidia bedeutet die Investition in vorgelagerte optische Fertigungskapazitäten, sich frühzeitig kritische Verbindungsglieder für die nächste Generation von KI-Fabriken zu sichern; für das US-amerikanische Fertigungssystem stellt der Ausbau der InP-Kapazität eine Erweiterung der KI-Infrastruktur-Lieferkette hin zu heimischen Schlüsselmaterialien und fortschrittlicher photonischer Fertigung dar.
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