Der Aufstieg der „neuen Streitkräfte“ bei optischen Chips

Im Juni 2026 ist die NVIDIA Vera Rubin-Plattform offiziell in die volle Massenproduktion eingetreten, und die zugehörigen Spectrum-X-Ethernet-Silizium-Photonen-CPO-Switches wurden gleichzeitig in großem Maßstab ausgeliefert – dies markiert den offiziellen Übergang der AI-Rechenleistungskluster von der „elektrischen Verbindung“ zur kommerziellen Schwelle der „optischen Verbindung“.

Während die Branche im letzten Moment noch auf die Kernkomponenten der Rechenleistung wie GPU und HBM fokussiert war, ist das optische Kommunikationschip inzwischen allmählich zum neuen Engpass für Millionenskalen-GPU-Cluster geworden und zum neuen Hebel für die globale Halbleiterindustrie. Laut einer Prognose von LightCounting wird die Liefermenge von 3,2T-CPO-Ports bis 2029 auf über 10 Millionen Stück ansteigen. Ein anderes Forschungsbericht erwähnt: „Es wird erwartet, dass CPO-Ports bis 2027 fast 30 % der Gesamtzahl der 800G- und 1,6T-Ports ausmachen werden.“

Offensichtlich hat ein Wettrüsten um das „Licht“ begonnen.

Seit langem wird der globale Markt für hochwertige optische Chips für Datenkommunikation von den beiden US-amerikanischen Unternehmen Broadcom und Marvell fest in der Hand gehalten. Die beiden Oligopolisten haben zusammen mehr als 90 % des Marktes für hochwertige PAM4-DSPs erobert. Die technologischen Barrieren und die ökosystemare Bindung lassen Nachzügler fast verzweifeln.

Unter diesem starren Industriestandort versuchen die Chiphersteller sich gemeinsam durchzusetzen und einen vollständigen optischen Chip-Raum zu schaffen, der von DSPs für steckbare optische Module über Silizium-Photonen-Engines, CPO-Optische Engines bis hin zu den upstreamen Epitaxiematerialien reicht.

Der von den beiden Oligopolisten dominierte Gipfel der optischen Chips

Das optische Kommunikations-DSP-Chip ist das Gehirn des optischen Moduls. Es ist für die Codierung, Decodierung, Gleichung und Fehlerkorrektur von Hochgeschwindigkeitssignalen verantwortlich und bestimmt direkt die Geschwindigkeit, den Stromverbrauch und die Stabilität der optischen Übertragung. Angeregt durch den Bedarf an AI-Rechenleistung ist dieser Markt einer der am schnellsten wachsenden Segmente in der Halbleiterindustrie.

Dieser Hochwachstumsmarkt ist jedoch seit langem stark monopolisiert.

Nach Statistiken von Brancheninstituten hat Marvell auf dem Markt für hochwertige PAM4-DSPs für Datenkommunikation ab 400G etwa 60 % des Marktes erobert, indem es die vollständige IP für Hochgeschwindigkeits-SerDes und FEC-Algorithmen von Inphi übernommen hat. Broadcom hat dank der optoelektronischen Synergie zwischen Switches-Chips und optischen Chips über 30 % des Marktes erobert. Die beiden Unternehmen haben zusammen mehr als 90 % des hochwertigen Marktes monopolisiert.

Von der 800G- bis zur 1,6T-Generation sind fast alle offiziellen Standardlösungen für NVIDIA's hochwertige GPU-Cluster und die maßgeschneiderten Bestellungen von führenden nordamerikanischen Cloud-Anbietern in die Hände der beiden Unternehmen gefallen.

Die Schutzmauern der beiden Oligopolisten liegen nicht nur auf der Produktseite.

Marvells 1,6T-Ara-Serie von DSPs wird mit 3nm-Technologie hergestellt und hat im ersten Quartal 2026 Proben an Kunden geliefert. Sie deckt alle Szenarien von kurzen bis mittleren und langen Strecken ab. Broadcoms Sian- und Taurus-Serie zeichnet sich durch extrem niedrigen Stromverbrauch aus und ist eng an Top-Kunden wie Google, Microsoft und Meta gebunden. Sie hat die Definition der technischen Standards auf Systemarchitekturebene abgeschlossen.

Am wichtigsten ist, dass die beiden Unternehmen mit dem Kommerzialisieren der CPO-Technologie bereits die gesamte Patentstrategie für Silizium-Photonen, optische Engines und heterogene Verpackungen abgeschlossen haben, um ihren Monopolvorteil in die nächste Technologieperiode zu verlängern.

Die Branche hatte lange Zeit angenommen, dass sich diese Situation in den nächsten 5 bis 10 Jahren kaum ändern würde. Erst der Ausbruch der AI-Rechenleistung hat ein Fenster für die Diversifizierung der Technologierouten geöffnet und den Nachzüglern die Chance gegeben, aufzuholen.

MediaTek führt die Legion der optischen Chips an und tritt gewaltig in den Wettlauf ein

In diesem Wettlauf kommt in dem Bereich der optischen Interkonnektionschips, der seit langem von den beiden Dominanzunternehmen beherrscht wird, ein wichtiger Spieler – MediaTek – hinzu. Bemerkenswerterweise tritt MediaTek nicht allein in das Spiel, sondern führt eine sorgfältig zusammengestellte Legion an, deren Formation bereits recht klar ist.

Als Kernpunkt zielt MediaTek's optische Kommunikationsstrategie direkt auf die CPO-Technologie ab und verfolgt einen differenzierten Ansatz der „optoelektronischen Integration und monolithischen Integration“.

Im Bereich der Eigenentwicklung hat MediaTek einen Durchbruch bei der CPO-Technologie mit einer Bandbreite von 400 Gbps erzielt. Es setzt auf die Micro-LED-Optiktechnologie, die es ermöglicht, optische Bauelemente in einem einzigen Chip zu integrieren und ihn mit den bestehenden Datencentergeräten kompatibel zu machen. Dies bedeutet, dass ein einziger Chip gleichzeitig elektrische und optische Signale verarbeiten kann, wodurch die komplizierten zusätzlichen optischen Verpackungen in herkömmlichen Lösungen entfallen. Diese Lösung behält die Zuverlässigkeit von Kupferkabeln bei und reduziert den Übertragungsstromverbrauch um 50 %. Die Technologie ist kompatibel mit der nahezu verpackten Optik (NPO) und herkömmlichen steckbaren Szenarien und bietet eine hohe Flexibilität bei der Umsetzung.

Dieser Stromverbrauchsvorteil ist genau das, wonach die AI-Datencentren, die nach Rechenleistung hungern, am meisten verlangen.

Ein weiteres Trumpfkarte ist die Erweiterung von MediaTek's langjährigen Erfahrungen in der Micro-LED-Technologie auf die optische Interkonnektion. MediaTek's Micro-LED-Optiktechnologie kann für aktive Lichtkabel (AOC) in Datencenter-Interkonnektionen eingesetzt werden und kann weiter auf die CPO- und nahezu verpackte Optik (NPO)-Architektur erweitert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen VCSEL-Lichtquellen zeigt die Micro-LED-Anordnung bei der parallelen Übertragung über mehrere Kanäle eine höhere Energieeffizienz und ein größeres Integrationspotential und bietet eine neue Lichtquellenroute für die nächste Generation der hochdichten optischen Interkonnektion.

Im ersten Quartal 2026 hat MediaTek die Zusammenarbeit mit dem Microsoft Research Institute angekündigt und eine nächste Generation von aktiven Lichtkabeln (AOC) auf der Basis von Micro-LED-Lichtquellen vorgestellt. Die Technologie wurde in kurzen Streckeninterkonnektionsszenarien in Datencentern als machbar bestätigt.

Zugleich hat MediaTek dank seiner Erfahrungen in der Massenproduktion von CMOS-Designs und Hochgeschwindigkeits-SerDes-Technologien aus der Konsumelektronikzeit seine 200G-SerDes-Technologie für einen einzigen Kanal in den Reifephase gebracht und hat einen klaren Plan für die 400G-SerDes-IP. Dies legt die Grundlage für die Produktentwicklung in den 1,6T- und 3,2T-Generationen.

MediaTek weiß jedoch, dass es auf dem Silizium-Photonen-Sektor, der sich der physikalischen Grenze annähert, nicht klug ist, sich vollständig auf Eigenentwicklung zu verlassen.

Im Februar dieses Jahres hat MediaTek entschlossen, mit rund 90 Millionen US-Dollar in das aufstrebende Start-up Ayar Labs in der Branche der globalen CPO-Optischen Engines zu investieren und hat dadurch rund 2,4 % der Anteile erworben. Ayar Labs' Kerntechnologie TeraPHY ist die Integration von Silizium-Photonen-I/O-Chips und System-on-a-Chip-Verpackungen zu einem „optischen Chiplet“. Seine optische Engine ist bereits von Giganten wie NVIDIA in die Validierungsroute für die nächste Generation von GPU-Interkonnektionsarchitekturen aufgenommen worden.

Bemerkenswerterweise ist Ayar Labs ein führendes Unternehmen in der Branche der globalen CPO-Optischen Engines. Es hat bereits TeraPHY-Produkte an einige Kunden ausgeliefert. Die Liste der Aktionäre umfasst die drei Chipgiganten NVIDIA, AMD und Intel, und es hat eine strategische Partnerschaft mit Unternehmen wie TSMC aufgebaut. Es ist ein Kerntechnologiestandard in der globalen Silizium-Photonen- und CPO-Branche.

Durch diese Investition hat MediaTek nicht nur die technische Synergie zwischen optischer Engine und heterogener Verpackung gewonnen, sondern hat sich auch offiziell in die globale CPO-Kernökosystem integriert und so das wichtigste Puzzlestück ergänzt. Es kooperiert mit TSMCs fortschrittlichen Verpackungstechnologien, um die Umsetzung der CPO-Technologie voranzutreiben.

Airoha Technology zielt auf die Grundbasis des Mainstreammarktes ab

Wenn MediaTek's Strategie auf die Zukunft abzielt, dann ist seine Tochtergesellschaft Airoha Technology der Vorreiter, der direkt in das reichste Revier von Broadcom und Marvell – den Markt für PAM4-DSP-Chips in steckbaren optischen Modulen – eindringt.

Wie bereits erwähnt ist das DSP-Chip das Gehirn des optischen Moduls und ist für die komplexe Modulation und Kompensation von elektrischen Signalen zur Erzielung einer Hochgeschwindigkeitsübertragung über lange Strecken verantwortlich. Dieser Markt wird seit langem von den beiden Giganten Marvell und Broadcom fest in der Hand gehalten. Sie haben zusammen mehr als 90 % des Marktes erobert und sind nahezu monopolistisch in den hochwertigen Bereichen über 100 G/Channel.

Airoha Technology hat echte Durchbrüche erzielt.

Es ist bekannt, dass Airoha Technology's Produktportfolio einen klaren Iterationsrhythmus aufweist: Die PAM4-DSP-Produkte in Verbindung mit 50G-SerDes für einen einzigen Kanal, die zusammen mit der eigenentwickelten TIA eine vollständige Lösung bilden, haben es in die Lieferketten einiger der weltweit größten zehn Hersteller von optischen Modulen geschafft. Die Liefermenge hat im ersten Quartal 2026 um ein Vielfaches zugenommen und steigt weiterhin an. Die 800G-DSP-Produkte für 100G-SerDes in einem einzigen Kanal wurden im vierten Quartal 2025 fertiggestellt und von mehreren der weltweit größten fünf Modulhersteller in ihre Designs integriert. Es wird erwartet, dass sie Mitte 2026 in die Massenproduktion gehen. Dies bedeutet, dass Airoha Technology in der 800G-Optischen Modul-Generation, der derzeitigen Mainstream-Geschwindigkeit in Datencentern, bereits an den Tisch gesetzt ist.

Am wichtigsten ist, dass die Forschung und Entwicklung der höheren 200G-SerDes für einen einzigen Kanal für die nächste Generation von 1,6T-Optischen Modulen bereits gestartet wurde und auf die Lösung für die zukünftige 3,2T-Generation abzielt.

Die finanziellen Daten zeigen deutlicher die Ergebnisse dieses Angriffs.

Airoha Technology schätzt optimistisch, dass der Umsatz aus der optischen Kommunikation in diesem Jahr mehr als dreimal so hoch wie im vergangenen Jahr sein wird und so die am stärksten wachsende Produktlinie der Firma wird. Institutionelle Anleger haben auch darauf hingewiesen, dass obwohl die CPO-Technologie der zukünftige Trend ist, werden steckbare optische Module in den nächsten Jahren immer noch der Hauptliefertyp sein. Airoha Technology erobert schnell Marktanteile im Mittel- und Hochpreissegment mit kostengünstigen Lösungen und baut gleichzeitig Kundenbeziehungen und Prozesserfahrungen auf. Dies bietet eine solide Cashflow-Basis und einen Kundenzugang für die gesamte optische Kommunikationsstrategie der Gruppe.

Yuan Cheng Semiconductor: Das versteckte Schachstück der Silizium-Photonen-Plattform

In MediaTek's optischen Kommunikationslandschaft ist Yuan Cheng Semiconductor ein wichtiges Schachstück und das zentrale Trägerunternehmen für die Silizium-Photonen-Technologie der Gruppe.

Es ist bekannt, dass Yuan Cheng Semiconductor sich auf das Design und die Entwicklung von Silizium-Photonen-Plattformen konzentriert. Seine Kernprodukte umfassen PIC-Chips für Hochgeschwindigkeits-Optische Transceivermodule, optische Transceivermodule und optische Engines und decken LPO (Linear Driver Pluggable Optics) und CPO-ASIC-Modul-Lösungen ab. Sie sind für AI-Datencentern und Hochleistungsrechnungen vorgesehen.

Am wichtigsten ist, dass Yuan Cheng Semiconductor durch die Übernahme von BrightEpi die Vertikalintegration in die upstreamen Materialien erweitert hat. BrightEpi hat ursprünglich traditionelle VCSEL-Epitaxiescheiben und InP-Epitaxiescheiben hergestellt. Nach der Übernahme durch Yuan Cheng hat es sich vollständig auf die Silizium-Photonen-Strategie konzentriert und eine vertikale Integrationsfähigkeit von Epitaxiematerialien über PIC-Chips bis hin zu optischen Engines aufgebaut. Seine Produkte umfassen traditionelle optische Kommunikations-Epitaxiescheiben, Micro-LED-Lichtquellen für AI-Datencentern und Multikanal-Low-Power-CPO-Lösungen.

Dieses Design + Material-Vertikalintegrationsmodell reduziert nicht nur das Risiko der Lieferkette, sondern gibt Yuan Cheng Semiconductor auch einen einzigartigen Vorteil bei der Kostenkontrolle und der maßgeschneiderten Entwicklung.

Nach öffentlichen Informationen ist MediaTek Capital, eine Tochtergesellschaft von MediaTek, ein wichtiger Großaktionär von Yuan Cheng Semiconductor. Beide Unternehmen arbeiten eng zusammen auf technischer und Lieferkettenebene und bilden so einen wichtigen strategischen Standort für MediaTek in der Silizium-Photonen-Branche.

Dies bedeutet, dass MediaTek nicht nur durch die Investition in Ayar Labs in die Kerntechnologie der Silizium-Photonen-Engine eingestiegen ist, sondern auch durch Yuan Cheng Semiconductor strategische Schachzüge in den upstreamen Epitaxiematerialien, Silizium-Photonen-PIC-Chips und fortschrittlichen Verpackungen gemacht hat. Wenn sich die Technologierouten konvergieren, könnte dieses Schachstück den Wert der Durchdringung der gesamten Industriekette entfalten und organisch zu MediaTek's CPO/Micro-LED-Technologie und Ayar Labs' optischer Engine ergänzen.

Für die langfristige technologische Entwicklung hat Yuan Cheng Semiconductor auch in die 2D-Matrix-Optische Verbindungstechnologie investiert und zielt auf die multi-dimensionale optische Interkonnektionsbedürfnisse, die durch die Erweiterung von AI-Modellen entstehen, ab. Es versucht, einen technologischen Vorsprung in der nächsten Generation der Ultra-Hochgeschwindigkeits-Rechenleistungskonnektion zu erlangen.

Quertechnologischer Ausgleich: Die optoelektronische Integrationstransformation von etablierten Herstellern

Die Welle der optischen Chips, die von MediaTek angeführt wird, hat auch die kollektive Transformation von etablierten taiwanesischen IC-Design-Unternehmen angestoßen. Elan Microelectronics ist ein typisches Beispiel.

Nach Berichten hat dieses Unternehmen, das für seine Touch-Chips und MCUs bekannt ist, Ende 2025 offiziell angekündigt, sich mit dem US-amerikanischen Unternehmen PETA Optronics zusammenzuschließen und gemeinsam in den Markt für integrierte optische Kommunikationschips zu investieren. Das Kooperationsmodell beider Unternehmen ist klar: PETA bietet die technologischen Vorteile der Photonischen integrierten Schaltungen (PIC), während Elan seine langjährigen Erfahrungen in der Elektronischen integrierten Schaltungen (EIC) einsetzt, um zusammen eine neue Generation von optoelektronischen integrierten Lösungen zu entwickeln.

Zugleich hat Elan eine strategische Investition in PETA Optronics vorgenommen und sich so zu einem wichtigen institutionellen Aktionär gemacht, um die Forschung und Entwicklung sowie die Kommerzialisierung der Silizium-Photonen-Techn