fr.wedoany.com Rapport : L'expansion de la puissance de calcul de l'IA propulse les matériaux de communication optique au premier plan du développement des infrastructures. Le 16 juin, l'entreprise américaine d'optoélectronique Coherent a organisé une cérémonie d'inauguration des travaux d'agrandissement de son installation de fabrication d'InP à Sherman, au Texas, en présence du fondateur et PDG de NVIDIA, Jensen Huang, et du PDG de Coherent, Jim Anderson. Ce projet s'inscrit dans le cadre du partenariat stratégique de 2 milliards de dollars précédemment conclu entre NVIDIA et Coherent. Une fois l'agrandissement terminé, la surface de fabrication de l'usine de Sherman doublera et la capacité de production de plaquettes d'InP sera multipliée par quatre.
L'usine Coherent de Sherman produit des dispositifs photoniques et des matériaux de plaquettes à base de phosphure d'indium, principalement utilisés pour les interconnexions optiques à haut débit dans les centres de données. Dans un billet de blog officiel, NVIDIA a déclaré que l'usine agrandie augmentera la production de plaquettes d'InP, qui assurent le transfert de données entre les puces, les serveurs et les centres de données, constituant ainsi « l'épine dorsale optique » de l'infrastructure moderne de l'IA. Le bureau du programme CHIPS du département américain du Commerce a également indiqué que les dispositifs photoniques en InP peuvent prendre en charge les interconnexions optiques à haut débit entre les processeurs, la mémoire et les systèmes au sein des centres de données d'IA.
Le partenariat entre NVIDIA et Coherent a été confirmé en mars de cette année. Selon un communiqué de NVIDIA, les deux parties ont signé un accord stratégique pluriannuel portant sur la collaboration dans les domaines des technologies optiques avancées, de la capacité de fabrication et de la recherche et développement, au service de la prochaine génération d'infrastructures d'IA. L'accord comprend un investissement de 2 milliards de dollars de NVIDIA dans Coherent, un engagement d'achat à long terme, ainsi qu'un droit d'accès à l'approvisionnement futur et à la capacité de production de produits laser et de réseaux optiques avancés. NVIDIA positionne cette collaboration comme faisant partie de la mise à niveau de l'architecture des centres de données d'IA, l'accent étant mis sur l'amélioration des capacités de connexion à très haute bande passante et à faible consommation d'énergie.
La position du phosphure d'indium dans la chaîne d'approvisionnement des centres de données d'IA est en hausse. Plus la taille des clusters de GPU est grande, plus la pression sur l'échange de données entre les puces, les serveurs et les baies est élevée. Se fier uniquement aux connexions électriques traditionnelles peut facilement se heurter à des limitations de bande passante, de consommation d'énergie et de distance. Les lasers et les dispositifs de communication optique à base d'InP peuvent convertir les signaux électriques en signaux optiques, transmettant les données à des vitesses plus élevées et avec une consommation d'énergie moindre. Pour NVIDIA, les systèmes d'IA ne se résument plus à la compétitivité d'un seul GPU, mais à la capacité de millions de GPU à travailler en synergie via des connexions à haut débit.
Coherent a déjà établi une capacité de fabrication de plaquettes d'InP de 6 pouces. En 2024, la société a révélé que ses usines de plaquettes à Sherman, aux États-Unis, et à Järfälla, en Suède, avaient établi la première capacité de fabrication de plaquettes d'InP de 6 pouces au monde. Par rapport aux plaquettes de plus petite taille, les plaquettes de 6 pouces offrent une capacité de production plus élevée et un coût par puce plus faible, ce qui les rend adaptées aux domaines de l'interconnexion IA, des émetteurs-récepteurs de télécommunications de données, des communications optiques cohérentes, de la détection avancée et de la future 6G. Cette expansion à Sherman signifie que Coherent fait passer cette capacité à une production à plus grande échelle.
Le gouvernement américain intègre également ce projet dans le développement de la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs et de la photonique. Coherent a annoncé avoir signé une lettre d'intention pour recevoir jusqu'à 50 millions de dollars de subventions directes dans le cadre de la loi CHIPS du département américain du Commerce, afin d'agrandir l'installation de fabrication de semi-conducteurs InP de 6 pouces à Sherman. Cette subvention permettra d'augmenter la capacité des équipements de fabrication de plaquettes avancées et des salles blanches, et s'ajoutera au soutien d'environ 20 millions de dollars précédemment apporté par le Fonds d'innovation des semi-conducteurs du Texas et l'agence de développement économique de Sherman.
L'expansion de la capacité de production correspond également à des considérations de fabrication locale et d'emploi. Selon les informations publiques, une fois le projet terminé, le site de Sherman devrait créer plus de 1 000 emplois, dont plus de 550 dans les domaines de la fabrication avancée, de l'ingénierie et de la technologie. L'Associated Press rapporte que Jim Anderson a déclaré que la surface au sol de l'usine doublerait et que la production serait multipliée par quatre une fois les nouvelles constructions achevées. Pour l'infrastructure d'IA américaine, l'importance de tels projets ne réside pas seulement dans la construction des centres de données eux-mêmes, mais aussi dans le maintien de la capacité de fabrication de composants optiques de communication clés et de semi-conducteurs composés au sein de la chaîne d'approvisionnement nationale.
Derrière cette chaîne d'expansion de la production se cache le passage des centres de données d'IA d'une « accumulation de puissance de calcul » à une « interconnexion de systèmes ». Les clusters d'entraînement et d'inférence nécessitent la coopération des GPU, HBM, puces de commutation, modules optiques, câbles, connecteurs, systèmes de refroidissement, d'alimentation et de réseau de centres de données. Si l'interconnexion optique devient un goulot d'étranglement des performances, même un grand nombre de GPU ne pourra pas libérer toute la puissance de calcul. Les matériaux InP, les lasers et les dispositifs photoniques passent ainsi du statut de composants de communication traditionnels à celui d'éléments centraux de la chaîne d'approvisionnement de l'infrastructure d'IA.
La gestion des licences d'exportation par la Chine pour les matériaux clés tels que l'InP a également attiré davantage d'attention sur la résilience de la chaîne d'approvisionnement. Un rapport de Reuters de juin a souligné que l'InP est un matériau important pour les puces optiques à haut débit des centres de données d'IA, et que les contrôles à l'exportation associés ont suscité des inquiétudes chez certaines entreprises américaines de puces photoniques quant à la stabilité de l'approvisionnement ; les entreprises américaines progressent également dans le développement de capacités de production d'InP sur le territoire national ou la recherche de sources d'approvisionnement alternatives à la Chine. L'expansion du projet Coherent à Sherman fournira une plus grande marge de manœuvre en termes de capacité de production de matériaux et de dispositifs pour la chaîne d'approvisionnement américaine d'interconnexion optique pour l'IA.
La concurrence dans le domaine des infrastructures d'IA a déjà dépassé le stade des GPU pour entrer dans une phase de compétition globale intégrant les matériaux, l'interconnexion optique et les systèmes de fabrication nationaux. Après l'expansion de l'usine Coherent de Sherman, les plaquettes d'InP, les lasers et les dispositifs photoniques auront un impact plus direct sur la consommation d'énergie, la bande passante et l'efficacité des systèmes des centres de données d'IA. Pour NVIDIA, investir dans la capacité de fabrication optique en amont, c'est verrouiller à l'avance les maillons de connexion clés pour les usines d'IA de nouvelle génération ; pour le système de fabrication américain, l'expansion de la capacité de production d'InP consiste à étendre la chaîne d'approvisionnement des infrastructures d'IA vers des matériaux clés nationaux et une fabrication photonique avancée.
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