AI 運作速度如光。越來越多這樣的光,將在德州製造。

Coherent 公司今日在德州雪曼市為其擴建的製造廠房舉行了動土典禮。

該公司生產連接 AI 系統所需的雷射、光學元件和化合物半導體,並營運著其聲稱是全球首座 6 吋磷化銦晶圓廠。

NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳與 Coherent 執行長 Jim Anderson 出席了典禮,雪曼市市長 Shawn Temann 和德州經濟發展與旅遊執行董事 Adriana Cruz 也到場致詞。

擴建後的廠房將大幅提升磷化銦晶圓的產量,這些晶圓能以光速在晶片、伺服器和資料中心之間傳輸數據,是現代 AI 基礎設施的光學骨幹。

這是一個重要的里程碑,將承諾轉化為實際建設,是美國擴展先進半導體製造的具體一步。

黃仁勳在動土典禮上與 Anderson 對談時表示:「AI 是終極的通用技術。」他補充說:「因為智慧是基礎——處理資訊、推理和解決問題的能力——它影響著每一個產業。」

美國 CHIPS 法案等公共計畫獲得約 500 億美元的資金,旨在將晶片製造帶回美國。

作為今日活動的一部分,Coherent 宣布獲得 5000 萬美元的 CHIPS 法案補助,以協助資助雪曼廠房的擴建,此前已獲得德州 CHIPS 計畫和雪曼經濟發展公司約 1700 萬美元的支援。

NVIDIA 承諾透過與產業夥伴合作,在亞利桑那州和德州建立新廠,在美國生產高達 5000 億美元的 AI 基礎設施,這也為私營部門增添了動力。

黃仁勳說:「Coherent 是一家世界級公司,你們的工作對我們的未來、對人工智慧的未來以及對美國再工業化至關重要。」

磷化銦和砷化鎵等化合物半導體,是現代 AI 賴以運作的高速網路和光學互連背後的材料,它們不像邏輯晶片那樣受到關注。然而,多年來其國內供應鏈一直很薄弱,今天的活動證明這個差距正在縮小。

當 576 個 GPU 橫跨八個機架並作為單一系統運作時——例如在 NVIDIA Vera Rubin Ultra NVL576 中,它將八個 NVLink 機架的 72 個 NVIDIA Rubin Ultra GPU 連接成一個 576 GPU 領域——銅纜無法傳輸如此長距離的訊號。

黃仁勳解釋說,要在資料中心內連接數十萬個相隔數百或數千英尺的處理器,唯一的解決方案就是矽光子技術。

隨著訊號速率的提高,金屬走線的傳輸距離會縮短,而用銅纜連接八個機架將會消耗大量電力在重定時器和訊號調節上,這些電力資料中心寧願用於運算。

光學傳輸只需一次性付出電訊號轉換為光訊號的代價,一旦轉換完成,距離幾乎是免費的。在 NVL576 的規模下,光學是最高效節能的選擇。

NVIDIA 和 Coherent 之間的合作關係並非新鮮事,他們已經合作了約二十年。

今年三月,雙方將合作關係深化為一項為期多年的戰略夥伴關係:NVIDIA 投資 20 億美元於 Coherent,以支持研發、未來產能和美國本土製造,同時承諾採購數十億美元的先進雷射和光學網路產品。

雪曼市,一個位於達拉斯以北一小時車程、約有 45,000 居民的城市,已成為 AI 時代的最新焦點——象徵著一場不僅建立在軟體上,也同樣建立在「鏟子、鎬頭和製造實力」上的繁榮。

Anderson 表示:「當我們達到滿載產能時,這個廠區將支持超過 550 個直接工作機會,以及數千個直接和間接工作機會。」

這座工廠生產的並非單一產品,而是用於 NVIDIA 網路中傳輸數據的雷射、收發器和可插拔光學模組,每個都支援系統的不同部分。

Anderson 說:「隨著 AI 系統變得更大、更強大,連接性與運算同樣重要。」他強調:「AI 運行於運算之上,但其規模擴展則依賴連接性,而雪曼就是建立這種連接組織的地方。」

今天的活動讓這一切變得清晰可見。

在動土典禮之前,來賓們參觀了現有的晶圓廠,並預覽了擴建廠房一旦運作後將會使用的設備。NVIDIA 的一個機架也擺放在工廠車間,是參觀的六個站點之一。

參觀結束後,黃仁勳和 Anderson 進行了一場爐邊對談,兩位執行長討論了合作夥伴關係以及擴大國內光學製造對未來 AI 建設的意義。

Anderson 表示:「今天標誌著一個重要的里程碑——不僅對 Coherent 而言,對美國製造業和 AI 基礎設施的未來也是如此。」

半導體雷射誕生於美國實驗室——貝爾實驗室在 1970 年展示了室溫版本——之後這項技術及其製造大部分轉移到海外。

Anderson 說:「我們於 1971 年成立時就是一家製造公司。我們一直都是一家美國製造公司——在 50 年後,世界上最先進的 6 吋磷化銦生產線就在雪曼這裡。」

這種製造差距體現在晶圓本身:雖然矽晶圓廠使用 12 吋晶圓,但全球大部分的磷化銦生產仍停留在 3 吋和 4 吋晶圓上——這意味著良率較低,每次生產的元件數量也少得多。

轉向 6 吋晶圓大約能將 3 吋晶圓的可用面積增加四倍(面積與直徑的平方成正比),從而降低成本並滿足 AI 建設所需的龐大產量。

黃仁勳表示,建立第一條生產線花了 50 年,而他們在一年內就將其擴大了四倍,這反映了加速運算的需求。

在內部,核心製程是熟悉的:光刻、光阻、材料沉積和蝕刻,一層一層地進行。不同之處在於材料。在磷化銦基板上,工程師們生長出奇特的化合物半導體層,並對其進行精確的光學特性調整——這是讓晶片發射和調製光的物理原理。

如今,這些磷化銦被用於 Coherent 的可插拔光學元件中——這些收發器大約 USB 隨身碟大小,可插入 NVIDIA 網路交換機的前端,在資料中心內跨機架傳輸數據,而銅纜無法達到此距離。每個模組都帶有一個磷化銦雷射。

這些相同的模組現在也協助 NVIDIA Spectrum-X Photonics 和 Quantum-X Photonics 交換機實現共同封裝光學:Coherent 提供插入交換機前面板的外部雷射模組。

隨著 NVIDIA 努力防止光學元件成為下一個瓶頸,對這些雷射的需求只會不斷攀升。

黃仁勳表示:「十年後,我認為我們會回顧並意識到,AI 使得投資永續能源、升級我們的電網並重塑勞動力成為可能。」他補充說:「一個經濟體不能只有資訊工作者,也必須有建設者。我們有機會在未來十年內重塑我們的社區,使其更加平衡。」