DI YOGYAKARTA — Kebutuhan komputasi AI yang semakin masif membuat koneksi listrik berbasis tembaga di dalam server kewalahan. Semakin tinggi kecepatan sinyal, semakin besar pula energi yang hilang saat data merambat melalui jalur PCB. Di sinilah peran Co-Packaged Optics (CPO), teknologi yang memindahkan modul optik dari tepi papan sirkuit menjadi lebih dekat, bahkan menyatu, dengan prosesor.
Dalam arsitektur tradisional, prosesor berkomunikasi dengan modul optik yang terpasang di panel depan server melalui jalur tembaga. Namun, saat kecepatan sinyal mencapai 200-400 Gb/s per jalur, transmisi listrik jarak jauh menjadi sangat tidak efisien karena mengalami penurunan sinyal (insertion loss) dan konsumsi daya yang tinggi.
CPO memangkas jarak tempuh sinyal listrik tersebut. Mesin optik diletakkan bersebelahan dengan prosesor atau switch ASIC, sehingga sinyal diubah menjadi cahaya dalam jarak yang sangat pendek. Hasilnya, konsumsi daya per bit yang ditransmisikan turun drastis, kepadatan bandwidth meningkat, dan skalabilitas menjadi lebih mudah diprediksi. Inilah alasan utama CPO dianggap sebagai teknologi wajib untuk infrastruktur AI generasi berikutnya.
TSMC, sebagai pemimpin pasar foundry, memiliki peta jalan paling terstruktur melalui platform bernama Compact Universal Photonic Engine (COUPE). Strategi mereka adalah mendekatkan mesin optik ke komputasi secara bertahap dalam tiga fase.
Fase pertama, COUPE on PCB, menargetkan modul optik pluggable standar dengan bandwidth 1,6 Tbps. Fase kedua, COUPE on substrate, adalah transisi ke CPO sejati dengan mengintegrasikan mesin optik ke dalam paket switch ASIC menggunakan teknologi CoWoS, menawarkan bandwidth hingga 6,4 Tbps.
Fase ketiga, COUPE on interposer, adalah puncaknya. Mesin optik berkapasitas 12,8 Tbps akan diletakkan langsung di interposer silikon, berdampingan dengan chip komputasi. Fase ini dijanjikan memiliki efisiensi daya 5x lebih baik dan latensi 20x lebih rendah dibandingkan solusi pluggable saat ini, meski masih berstatus eksploratif.
Selain itu, TSMC juga mengembangkan modulator micro-ring (MRM) yang menjadi jantung dari chip fotoniknya. Targetnya, kecepatan per jalur (lane) akan naik dari 200 Gb/s pada 2026 menjadi 400 Gb/s pada 2030, meningkatkan kepadatan bandwidth dari 0,5 Tbps/mm menjadi 4 Tbps/mm.
Berbeda dengan TSMC, Intel memilih fokus pada integrasi optik untuk perangkat komputasi seperti CPU, GPU, dan akselerator. Produk andalannya adalah Optical Compute Interconnect (OCI) chiplet, sebuah subsistem optik lengkap yang dapat ditempelkan ke chip apa pun.
Prototipe OCI yang ditunjukkan pada 2024 mampu mentransfer data 4 Tbps dengan jarak hingga 100 meter. Kini, Intel tengah menggarap generasi berikutnya dengan kecepatan 200G per jalur untuk mendukung aplikasi 800 Gbps dan 1,6 Tbps.
Menariknya, Intel belum mengumumkan rencana untuk menerapkan OCI pada switch jaringan. Fokus mereka saat ini adalah untuk memperkuat kemampuan komputasi, sebuah pilihan strategis yang berbeda dari para pesaingnya.
Samsung Foundry hadir dengan pendekatan yang paling komprehensif. Peta jalan mereka mencakup hampir semua jenis produk optik, mulai dari transceiver pluggable pada 2026 hingga integrasi penuh di atas interposer pada 2030.
Strategi Samsung dimulai dengan platform PIC untuk modul optik tradisional, lalu bergerak ke mesin optik dengan teknologi thermo-compression bonding (TCB) pada 2027. Barulah pada 2028, Samsung akan menawarkan CPO untuk switch ASIC, dan puncaknya pada 2029-2030 dengan integrasi mesin optik dan laser langsung di samping CPU atau GPU.
GlobalFoundries (GF) mengambil posisi yang unik. Mereka tidak membuat prosesor atau switch sendiri, melainkan menjadi pemasok khusus (merchant) untuk solusi CPO. Melalui platform SCALE (Silicon photonics Co-packaged Advanced Light Engine), GF menawarkan mesin optik yang bisa dikustomisasi oleh klien.
Pendekatan ini memberikan fleksibilitas tinggi bagi perusahaan seperti Nvidia atau AMD yang ingin mengintegrasikan optik ke dalam chip buatan mereka sendiri tanpa harus terikat pada satu ekosistem foundry. GF memastikan produknya kompatibel dengan standar OCI-MSA dan dapat dipasangkan dengan teknologi packaging canggih seperti CoWoS.
Meski memiliki strategi berbeda, keempat foundry ini sepakat bahwa optik adalah masa depan konektivitas AI. Mereka semua berupaya memindahkan antarmuka optik semakin dekat ke inti komputasi untuk menekan konsumsi daya, meningkatkan bandwidth, dan menurunkan latensi.
Perbedaan pendekatan ini justru menjadi kabar baik bagi industri. Para pengembang chip dan hyperscaler memiliki lebih banyak pilihan untuk merancang infrastruktur AI mereka, apakah ingin terikat pada ekosistem tertentu atau memilih solusi yang lebih fleksibel dan terbuka.