Silicium photonique gagne du terrain, InP devient plus populaire : pourquoi UMC et Tower Semiconductor augmentent simultanément leur capacité de production de tranches de 300 mm

1.L'expansion de la capacité de la photonique sur silicium s'accélère, mais le véritable goulot d'étranglement n'est pas le silicium, mais la source lumineuse InP.Le 14 juillet, UMC et Tower ont annoncé le même jour la production en série de wafers photonique sur silicium de 300mm ainsi qu'un projet d'expansion de 3 milliards de dollars ; il ne s’agit pas d’une bataille pour la part de marché existante, mais d'une réponse collective de l'offre à une demande explosive.

2.Les résultats du deuxième trimestre de TSMC montrent que le segment HPC représente 66% de ses revenus, avec une marge brute de 67,7%, et la demande de puces AI continue de s’accélérer.Le plan coréen de centres de données AI de 8,4GW, à lui seul, pourrait générer une demande de dizaines de millions de modules optiques. Alors que la photonique sur silicium gagne en parts de marché, chaque module nécessite toujours un laser InP, et la chaîne d'approvisionnement de l'épitaxie InP est bien plus restreinte que celle des capacités de fonderie de la photonique sur silicium, ce qui deviendra le prochain point crucial de limitation.

L'expansion de la capacité de la photonique sur silicium s'accélère, mais le véritable goulot d'étranglement n'est pas le silicium, mais la source lumineuse InP.Le 14 juillet, UMC et Tower ont annoncé le même jour la production en série de wafers photonique sur silicium de 300mm ainsi qu'un projet d'expansion de 3 milliards de dollars ; il ne s’agit pas d'une bataille pour la part de marché existante, mais d'une réponse collective de l'offre à une demande explosive, la validation future reposant encore sur l'évolution des commandes, des prix et des risques.

I. Plus le silicium gagne, plus le InP se vend : pourquoi UMC et Tower étendent-ils simultanément leur capacité en 300mm

TSMC UMC GlobalFoundries $TSEM Coherent Lumentum $MTSI $AXTI｜Expansion de la capacité de la photonique sur silicium, mais le prochain goulot d'étranglement est la source lumineuse

Résumé

Le 14 juillet, la fab UMC de 12 pouces à Singapour a expédié ses premiers wafers photonique sur silicium produits en série[1].Le même jour, Tower s'est engagé à investir près de 3 milliards de dollars de fonds propres, avec le soutien de subventions gouvernementales, pour étendre sa capacité photonique sur silicium de 300mm au Japon[2]. Deux jours plus tard, TSMC a publié ses résultats du deuxième trimestre : un chiffre d'affaires de 40,2 milliards de dollars, une marge brute de 67,7%, et le secteur HPC représente 66% des ventes[3]. Deux semaines plus tôt, le gouvernement coréen avait annoncé un projet de centres de données AI de 8,4GW, d'une valeur de 550 000 milliards de wons[4][5]. Quand un nouvel arrivant et le leader du secteur étendent leur capacité le même jour, la question n'est pas qui perdra des parts de marché, mais quelle vision de la demande future ils partagent. De plus, il existe un paradoxe : plus la photonique sur silicium gagne, plus la source lumineuse InP se vend. Cet article concerne TSMC, UMC, GlobalFoundries, $TSEM, Coherent, Lumentum, $MTSI et $AXTI.

Table des matières

1. Performance : la demande est toujours en accélération
2. 8.4GW
3. 14 juillet : deux annonces le même jour
4. Conversion des gigawatts en modules optiques
5. Alors, qui sera impacté ?
6. Le paradoxe du silicium
7. Analyse de scénarios

Marge brute 67,7%.Croissance du bénéfice net de 77,4%. Le secteur HPC représente 66% des revenus.

Ce sont les données du deuxième trimestre annoncées par TSMC le 16 juillet [3].Les revenus ont atteint 40,2 milliards de dollars, soit le plafond de la fourchette de guidance de la société (39 à 40,2 milliards), soit une hausse de 33,7% d'une année sur l'autre[3]. Le bénéfice net a été de 706,56 milliards de NT$, dépassant de près de 12% la prévision consensuelle LSEG de 632,6 milliards de NT$, et battant un record pour le cinquième trimestre consécutif[6]. Il y a peu de temps encore, une fonderie avec une marge brute supérieure à 50% était considérée comme ayant des performances remarquables. Aujourd’hui, avec une marge à 67,7%, du moins sur les nœuds avancés, il est difficile d'interpréter autrement qu'une demande dépassant nettement l'offre.

Figure 1 : Résultats de TSMC au deuxième trimestre 2026.Et ce n’est même pas la seule nouvelle de la semaine. Le seul 14 juillet, l’offre a publié deux annonces : UMC et la société fabless de Singapour SILITH ont expédié les premiers wafers photonique sur silicium produits en série depuis une fab de 12 pouces[1] ; le même jour, Tower annonce l'expansion de sa capacité photonique sur silicium de 300mm au Japon, soutenue par le gouvernement. Plus tôt, le 29 juin, le gouvernement coréen a annoncé une coopération avec SK, GS et Naver pour établir, d'ici 2029, un centre de données AI de 8,4GW[4].

Performance, gigawatts et wafers.

Pris individuellement, chaque point n’est qu’une actualité du jour.Mais mis ensemble, une question émerge : la croissance du marché est-elle plus rapide que celle du nombre d’acteurs ? Je pense que oui. Si cette hypothèse est correcte, l'argent n'ira pas là où tout le monde regarde.

Figure 2 : Trois signaux, même direction, chronologie demande-offre

1. Performance : la demande continue d'accélérer

Rien n’évalue mieux la température du cycle AI que les résultats de TSMC.Que ce soit Nvidia ou les ASIC personnalisés des hyperscalers, tous les wafers proviennent du même endroit.

En comparant les résultats du deuxième trimestre à ceux du premier, la tendance est claire.La part du chiffre d'affaires de l'activité HPC est passée de 61% à 66%, et le chiffre d'affaires de ce segment a augmenté de 20% séquentiellement[3][7]. Le secteur mobile est descendu à 22%[3]. La marge brute a progressé de 66,2% à 67,7%[3][7], et cela n’est pas arrivé par hasard. Depuis plusieurs trimestres, la société avertit que la montée en puissance du 2nm et l'expansion de fabs à l’étranger réduiraient la marge de 2 à 3 points[7]. Après avoir absorbé tous ces effets, la marge continue d’augmenter, ce qui signifie que TSMC récolte des retours très élevés grâce aux nœuds avancés et à l’emballage avancé. Par nœud de production, le 2nm contribue pour la première fois à hauteur de 3% du chiffre d’affaires des wafers, et les nœuds de 7nm et moins totalisent 77%[3]. Certains estiment que la flambée des prix de la mémoire pèse sur les produits grand public et sensibles aux prix[6], mais voir la marge brute progresser dans ce contexte illustre précisément le problème.

La guidance ne fait pas que se maintenir, elle monte encore.Pour le troisième trimestre, la guidance de revenus est de 44,6 à 45,8 milliards de dollars[3], soit une croissance séquentielle de plus de 12%. Lors de la conférence téléphonique, le management a relevé la prévision de croissance annuelle de revenus en dollars à un peu plus de 40% et augmenté les dépenses d’investissement pour 2026 à 60-64 milliards de dollars[3]. En avril, la société disait encore "croissance de plus de 30%, investissements dans le haut de la fourchette 52-56 milliards de dollars"[7]. Un trimestre plus tard, la barre monte encore. En plus, la société prévoit un nouvel investissement de 10 milliards de dollars en Arizona, pour un total cumulé de 26,5 milliards de dollars pour la construction de plusieurs fabs de logique 2nm et d’usines d’emballage avancé[6]. Le problème de cette société n’est pas de vendre, mais que la construction ne va pas assez vite.

Si les wafers se vendent à ce rythme, la bande passante pour relier ces puces doit progresser au même rythme.La technologie d'interconnexion passe maintenant du cuivre à l’optique.

2. 8.4GW

Les résultats représentent la demande actuelle, mais aujourd’hui, le futur s’annonce en unités de puissance électrique.

Le 29 juin, lors d’un briefing au Palais présidentiel, le gouvernement coréen a dévoilé la phase I de son plan : avec SK (5GW), GS (2,4GW) et Naver (1GW), la construction totale de centres de données AI totalisant 8,4GW[4][5].L’investissement atteint 550 000 milliards de wons. Les travaux doivent commencer au premier semestre 2028, avec une mise en service progressive à partir de 2029[4][8]. En phase II, SK portera son projet de 5GW à 15GW d’ici 2035, pour un total de 18,4GW et plus de 1 000 000 milliards de wons d’investissement cumulé[5].

Si 8,4GW ne vous parle pas concrètement, dites-vous que cela équivaut à 6 nouveaux réacteurs nucléaires consacrés uniquement à alimenter des data centers[4].Si ce plan aboutit, d’ici 2030, la capacité des data centers AI coréens atteindra 14,37GW, soit 25% des 58GW totaux de l’Asie-Pacifique[4].

Bien sûr, annoncer un projet ne signifie pas le démarrage officiel.Approbation, accès à l’eau, acceptation communautaire, les risques s'accumulent. Mais l’important n’est pas que le plan coréen se réalise complètement, mais qu’il n’est qu’une partie de la tendance mondiale. La taille totale des projets de data centers AI déjà annoncée atteint 190GW, avec des investissements de 5,5 000 milliards de dollars attendus d’ici 2030[4]. Les 8,4GW coréens ne sont qu’une lumière de plus dans ce total. Pour estimer la demande en transmission optique, j’utilise la même méthodologie que dans mon analyse précédente de l’infrastructure AI de Meta. Un article évoquait la transmission cohérente inter-data centers, celui-ci discute ce qui se passe à l’intérieur des data centers.

IV. Une couche plus profonde sur le schéma Meta de SemiAnalysis : l'expansion horizontale dépend de l'optique cohérente, pas du CPO

Pourquoi le marché a-t-il soudainement besoin de tels produits ?La réponse se trouve dans l'analyse de l’infrastructure Meta publiée aujourd’hui par SemiAnalysis.

3. 14 juillet : deux annonces le même jour

Dans ce contexte, l'offre a discrètement publié deux annonces.

Le 14 juillet, UMC et SILITH Technology annoncent la sortie de la première série de wafers photonique sur silicium produits en série depuis la fab de 12 pouces d’UMC à Singapour[1].SILITH, société fabless de Singapour spécialisée en photonique sur silicium, utilise le process SOI 12 pouces d’UMC pour fabriquer des circuits intégrés photoniques (PIC) sur plateforme 1,6T. Le projet a nécessité 18 mois de développement et de mise en production ; les wafers ont été certifiés par un client mondial d’infrastructure cloud et entrent en phase de déploiement à grande échelle[1]. D'après le Nikkei relayé par TF, SILITH compte parmi ses clients Innolight et Coherent[9] ; UMC a une feuille de route pour offrir un packaging avancé en 2027 et une plateforme ouverte photonique sur silicium en 2028[9]. Sa plateforme 12 pouces sera accessible à d’autres clients pour le développement à partir de 2027[1].

Pourquoi le 12 pouces est-il important : la production photonique sur silicium a longtemps oscillé entre le wafer 200mm et 300mm.Tower s’est installé sur le marché 200mm avec son PH18, tandis que GlobalFoundries a poussé très tôt la plateforme Fotonix 300mm. TSMC développe COUPE, un projet interne combinant photonique sur silicium et packaging. Passer au 12 pouces permet de produire plus de puces par wafer, en exploitant la lithographie moderne et une meilleure maîtrise de process, donc le coût unitaire et la cohérence s’améliorent ensemble. Quand des millions de modules optiques sont produits chaque année, cette différence impacte directement la marge. C’est pourquoi les deux annonces de la semaine semblent également sonner le basculement complet de l’industrie vers le 12 pouces.

Le même jour, Tower a également publié sa propre annonce.Avec le soutien du ministère japonais de l'économie et de l'industrie (METI), le groupe étend sa capacité photonique sur silicium de 300mm au Japon[2]. Première branche : adaptation de la fab Araï (ex-Fab 6) pour la photonique sur silicium 300mm et le packaging avancé, objectif de production en série au quatrième trimestre 2027. Seconde branche : construction d’une nouvelle fab 300mm à côté de Fab 7. Après une subvention gouvernementale de 1 milliard de dollars, Tower investit 3 milliards en fonds propres. Dans la foulée, l’objectif 2028 est revu à la hausse : 3,6 milliards de dollars de CA, 1,2 milliard de bénéfice net[2].

Ainsi, rien que le 14 juillet, un nouvel entrant livre ses premiers wafers 12 pouces, tandis que le leader du secteur investit 3 milliards dans le 300mm.La réaction évidente : un tel afflux de capacité, qui sera impacté ?

Si l’on convertit la demande annoncée — la part HPC de 66% de TSMC, le projet coréen 8,4GW et les réserves de projets mondiaux de 190GW — en dispositifs optiques, puis qu’on les compare à la situation des quatre fonderies, on réalise que la part de marché n'est pas la bonne grille d'analyse.Il existe également un troisième matériau dont la demande augmente à mesure que le silicium l’emporte, tandis que sa chaîne d’approvisionnement reste bien plus étroite que celle des wafers photonique sur silicium.

4. De gigawatts à modules optiques

Commençons par la conversion.Voici mon estimation basée sur les spécifications publiées et la chaîne de calcul complète avec toutes mes hypothèses. Sensibilité détaillée en annexe figure 3.

La plupart des gigawatts annoncés désignent la puissance totale de la structure.Pour obtenir la puissance IT, on divise par le PUE (de 1,2 à 1,4) ; l’IT ne sert pas entièrement aux accélérateurs, j’estime leur part entre 60% et 70%. Après la répartition parmi CPU, mémoire haut débit et cartes réseau, la consommation système par accélérateur varie de 1,0 à 1,4 kW, soit 2,6 à 4,9 millions d’accélérateurs pour 8,4GW.

Avant d'estimer les modules optiques, il faut définir le périmètre d’un module.Je considère ici l’équivalent en modules 800G sur tout le réseau d’expansion horizontal, incluant les deux extrémités de chaque lien, les ports de switch leaf/spine, et je ramène tout au GPU. Selon la topologie réseau, chaque accélérateur correspond à 3 à 8 modules. Ainsi, le projet coréen correspond à 8 à 40 millions de modules. La fourchette est large, car les hypothèses changent beaucoup le résultat, ce qui est important ici, c’est l’ordre de grandeur : un projet national suffit à atteindre ce niveau de volume. Si on applique la même chaîne de calcul aux réserves mondiales de projets 190GW[4], le résultat est un ordre de grandeur supérieur.

Figure 3 : Conversion des GW en dispositifs optiques puis en InP.Ce qui manque, ce sont les capacités certifiées, pas les clients, du moins sur les éléments rendus publics. Côté wafers, si chaque module optique utilise un PIC (la conception séparée émetteur/récepteur en nécessite possiblement deux), qu’on applique la pénétration du silicium dans l’ensemble, et qu’on compte plusieurs centaines de bons PIC par wafer 12 pouces (variable selon taille de puce et rendement), cette demande se traduit par des dizaines de milliers de wafers photonique sur silicium annuels, voire plus. Ce volume est impossible à gérer sur 1 à 2 lignes spécialisées. Tower montre aussi que sa capacité certifiée ne suffit plus. En mai, l'entreprise a signé des contrats clients représentant 1,3 milliard de revenus en photonique sur silicium pour 2027, et encaissé 290 millions de prépaiements pour garantir leur place en capacité[10]. Les clients paient d’avance pour sécuriser la production. UMC et SILITH ont atteint la production série en 18 mois seulement[1], tout le secteur entre dans une phase d’anticipation, de réservation de capacité certifiée pour 2027-2029.

La chronologie s’imbrique aussi.Le projet coréen démarre en 2029[4], une grande partie des projets mondiaux de 190GW sera opérationnelle entre 2027 et 2030, donc la demande de wafers va arriver dans 2-3 ans, pas immédiatement. Le process photonique sur silicium nécessite une longue phase de certification client, d’où la validation de capacité et de plateforme doit commencer dés aujourd’hui. Au même moment, TSMC prévoit une croissance à deux chiffres de ses revenus au prochain trimestre[3], signe que la demande occupe déjà la capacité existante. UMC compte ouvrir sa plateforme en 2027[1], Tower vise la production série 300mm au T4 2027[2]. Les deux tombent exactement dans cette fenêtre, probablement pas par hasard.

5. Alors, qui sera impacté ?

Voyons comment l'offre se structure.

Tableau 1 : Structure de la fonderie photonique sur silicium, TSMC, GlobalFoundries, Tower, UMC.Le projet COUPE de TSMC est principalement interne. Il intègre la technologie optique dans la feuille de route d’emballage avancé de la société, à l’inverse des services de fonderie ouverte accessibles à toute société fabless. Les activités photonique sur silicium de TSMC ciblent le jour où la technologie optique sera intégrée dans l'emballage de ses clients XPU ; comme le montre les résultats du second trimestre[3], la priorité reste puces logiques et capacité de packaging. Cependant, TSMC a annoncé lors de sa conférence du 16 juillet un nouveau projet d’investissement de 10 milliards pour l’Arizona, incluant explicitement "usines d'emballage avancé"[6]. COUPE vise à superposer la technologie optique sur l’emballage avancé, donc le jour où elle sera intégrée chez les clients US XPU, c’est là que la capacité d’emballage sera utilisée. À noter que ces fabs sont planifiées selon la demande CoWoS, l’intégration optique interne est mon hypothèse, non une information confirmée par le groupe. Mais la direction est claire : où que soit construite la capacité d’emballage avancé, dès que l’optique l’intègre, ce sera le point d’accueil. Dans le camp interne photonique sur silicium, il y a aussi Samsung, dont l'intégration verticale combine photonique sur silicium 300mm, mémoire haute bande passante et puces logiques. J’ai abordé cela dans l’article sur la fonderie photonique sur silicium Samsung, donc je ne le retiens pas aujourd’hui.

VIII. TSMC en tête sur le CPO. Samsung ajoute une troisième puce à côté du HBM

$005930.KS (Samsung Electronics) TSMC $000660.KS｜Étude de terrain sur la fonderie + mémoire + photonique sur silicium intégration verticale.Chez les fonderies ouvertes photonique sur silicium, le leader actuel est GlobalFoundries. Fotonix a accumulé une vaste clientèle sur modules optiques et CPO, et le 12 pouces était son facteur de différentiation. Avec l’arrivée d’UMC et le passage de Tower au 300mm, l’avantage de "l’unique fonderie photonique sur silicium 12 pouces ouverte" se dissipe rapidement.

Tower ($TSEM) est la société qui a effectivement généré des revenus en photonique sur silicium via sa gamme PH18.En mai, elle déclarait plus de 50 clients photonique sur silicium[10] ; le 14 juillet, annonçant l’expansion au Japon 300mm, elle révise son objectif 2028 à 3,6 milliards de CA, 1,2 milliard de bénéfice net[2]. Son activité en série repose principalement sur le wafer 200mm. Le vrai enjeu pour Tower n’est plus la survie de l’activité 8 pouces, mais la capacité à réussir la transformation 300mm, atteindre le rendement cible, et satisfaire des clients ayant déjà versé des prépaiements pour assurer leur production[10]. L'accord signé le 15 juin avec IQE sur l'approvisionnement en wafers épitaxiés InP[11] permet à Tower d'être présent sur silicium et InP ; le rapport du trimestre augmente du 4 août sera la fenêtre la plus récente pour suivre cette évolution.

UMC pour sa part n’avait initialement que SILITH comme client, mais si l’ouverture de plateforme 2027 et l’expansion plateforme ouverte 2028[1][9] aboutissent, elle deviendra une fonderie photonique sur silicium 12 pouces ouverte, directement concurrente de GlobalFoundries.Pour UMC, la photonique sur silicium est aussi une carte pour améliorer son mix business, utiliser la capacité mature peu utilisée pour générer des revenus sur technologies spéciales, et pénétrer le marché AI sans affronter TSMC sur les nœuds avancés. Si vous vous demandez où une fonderie mature peut trouver du relais de croissance, UMC donne une première réponse.

Ainsi, revenons à la question : qui sera impacté par l’arrivée massive de capacité ?L’hypothèse de bataille pour la part de marché suppose un gâteau qui n’évolue pas. Or, comme vu en section 4, le gâteau augmente : les projets annoncés passent de quelques gigawatts à des dizaines de gigawatts. Quand les résultats[3] et les réserves mondiales[4] pointent dans la même direction, une fonderie à la taille d’UMC met une ligne 12 pouces sur la photonique sur silicium, et le leader qui encaisse des prépaiements[10] annonce une expansion de 3 milliards le même jour[2], ce n’est pas une lutte pour des commandes existantes, mais le signal côté offre que les prévisions justifient l’investissement en capacité. Les reportages sur Innolight et Coherent clients de SILITH[9] confirment aussi ce schéma. Les fabricants de modules optiques passent en double sourcing PIC, signe d’un marché anxieux sur la sécurité d’approvisionnement, et non de clients pouvant choisir tranquillement leur fonderie. Désormais, GlobalFoundries, UMC et Tower s’alignent tous sur le 300mm ouvert : la transition 12 pouces n’est plus une option mais une réalité ; la course consiste à valider en premier la certification client et la montée de la capacité.

Cependant, l’expansion du gâteau ne présume pas des prix.Avec trois fonderies photonique sur silicium 12 pouces ouvertes en compétition, les grands clients vont renforcer leur pouvoir de négociation, la courbe de prix moyen sur le long terme du wafer PIC va fléchir. L’ouverture d’UMC est aussi une histoire 2027-2028[1][9], avec des aléas possibles. L’expansion du marché concerne les volumes, pas la marge. (Cette distinction sera clé dans la suite sur la différenciation entre sociétés.)

Les 30% restants du chapitre peuvent être consultés sur Planète de la connaissance ; l'article complet et le rapport de référence ont été publiés sur Planète de la connaissance, bienvenue !