חברת אינטל חשפה בבכנס Optical Fiber Communication 2024 את ממשק המחשוב האופטי הדו–כיווני הראשון בתעשייה (Optical Compute Interconnect), שהוא אינטגרטיבי באופן מלא. הממשק מופיע במתכונת של רכיב הכולל מעגלים חשמליים, סיבים אופטיים, דיודות לייזר ודיודות גילוי, ומאפשר תקשורת יעילה בין המעבדים במחשבי על ובמערכות מחשוב מתקדמות. אינטל הגדירה את הטכנולוגיה כ"ציון דרך מהפכני בטכנולוגיית פוטוניקה".
ה-OCI שהוצג תומך ב-64 ערוצי העברת נתונים דו-כיוונית בקצב של עד 4Tbps, התואם לדרישות PCIe 5, ומאפשר ליישם תקשורת אופטית באמצעות סיבים באורך של עד 100 מטר. דיאגרמת העין של המשדר היא בעלת רוחב של 32Gbps, המציינת איכות אות גבוהה. הרכיב כולל 8 זוגות של סיבים אופטיים שבכל אחד מהם ניתן להעביר מידע באמצעות 8 אורכי גל שונים במרווח של 200GHz. הרכיב שהודגם בכנס OFC היה משולב עם מעבד אינטל, אך הוא מותאם לעבודה עם מעבדים של יצרניות אחרות, ולתמוך בכל טכנולוגיות העיבוד הקיימות היום, כמו GPU, IPU, מערכות על שבב (SoC) ועוד.
קטגוריה חדשה של תקשורת בתוך המחשב
ממשק מחשוב אופטי Optical Compute Interconnect -OCI הוא קטגוריה חדשה של רכיבי תקשורת אופטיים שנועדו להשתלב בתוך שרתים ומרכזי מחשוב, ולספק תקשורת נתונים מהירה וחסכונית מאוד באנרגיה עבור מרכזי המחשבים המריצים תשתיות AI. הרכיבים החדשים כוללים מצע של מודולי סיליקון פוטוניקס (Silicon Photonics Integrated Circuit -PIC), לייזרים בעלי תדרים שונים הפועלים במתכונת Dense Wave Division Multiplexing – DWDM, המאפשרת לשדר מספר ערוצי תקשורת במקביל בסיב אופטי יחיד (מכיוון שפוטונים בתדרים שונים אינם מפריעים אחד לשני), מגברים אופטיים (SOA) ומעגלי CMOS לוגיים הדרושים להשלמת תהליך התקשורת עם המעבד החשמלי.
הייחוד של הפתרון נעוץ באינטגרציה הגבוהה שלו: אין צורך במקורות לייזר או במגברים חיצוניים. המטרה של אינטל היא לספק רכיב שיופיע בתוך המחשב לצידם של כל מעבדי הדור הבא: IPU, GPU, CPU ורכיבי SoC מרכזיים. אינטל מסרה שהיא החלה לעבוד עם לקוחות נבחרים על שילוב ה-OCI במערכות החדשות שלהם בתור פתרון הקלט/פלט האופטי. הטכנולוגיה החדשה חסכונית באנרגיה בהשוואה לטכנולוגיות תקשורת אופטית אחרות, וצורכת אנרגיה של 5 פיקו–ג'ול לכל ביט (5pJ/bit), בהשוואה לצריכה טיפוסית של 15pJ/bit הקיימת היום בתעשייה.
רכיב OCI (מימין) ומבנה סכמטי של הרכיב לצד מעבד מהדור הבא
חברת גלובלפאונזריז (GlobalFoundries – GF) תשלב את טכנולוגיית המחברים האופטית של חברת טרמאונט (Teramount) מירושלים בחבילת פתרונות הסיליקון פוטוניקס שלה. שתי החברות הכריזו על שיתוף פעולה בתחום החיבור של סיבים אופטיים אל רכיבי סיליקון פוטוניקס (Silicon Photonics – SiPh) עבור הלקוחות של GF. במסגרת שיתוף הפעולה הזה, גלובלפאונדריז תשלב את מחבר הסיבים האופטיים (Universal Photonic Coupler) של טרמאונט בתהליך GF Fotonix 45CLO, לייצור רכיבים הכוללים סיליקון פוטוניקס על-גבי פלטפורמת SOI בתהליך של 45 ננומטר, הכוללת אופטיקה, RF ואנלוג.
טכנולוגיית PhotonicPlug של טרמאונט מאפשרת לכל קבלן ייצור מארזים (OSAT) לחבר את הסיבים האופטיים אל שבב הסילקון פוטוניקס בלא בשימוש בציוד ייעודי (Active Alignment) יקר ומורכב. הדבר מתבצע באמצעות מבנה המקשר בין מוליכי האור אל נקודות התחברות (photonic-bumps) אופטיות שממדיהן דומים לנקודות ההתחברות הסטנדרטיות של שבבי CMOS.
בשיטה הזאת ניתן לבצע את החיבור באמיצעות מכונות ייצור אוטומטיות ובלא צורך בכיוונון Active Alignment שהוא איטי וכרוך בהרבה עבודה ידנית. היתרון הזה נעשה משמעותי משום שברכיבים החדשים הנכנסים למרכזי הנתוניםף לתשתיות תקשורת ולמחשבים עתירי עיבוד, יש מאות חיבורים מהסוג הזה, ולכן בלא אוטומציה ואמינות גבוהים לא ניתן לייצר אותם. מייסד משותף ומנכ"ל פטרמאונט, הישאם טהא, אמר שהלקוחות מאוד התרשמו מביצועי המחברים המיוחדים.
טהא: "הם מעוניינים שקבלני הייצור הגדולים יתמכו בה. פלטפורמת 45CLO Fotonix של GF ומעמדה בשוק הסיליקון פוטוניקס, הופכים אותה לשותף אידיאלי במעבר לייצור המוני של פתרונות מחשוב מתקדמים". בחודש מרץ 2023 הושלם שיתוף פעולה דומה בין טרמאונט לבין חברת טאואר סמיקונדקטור הישראלית, שבמסגרתו שולבה טכנולוגיית המחברים האופטיים בתהליך PH18 של טאואר, לייצור המוני של רכיבי סיליקון פוטוניקס.
בחודש דצמבר 2023 החברה השיקה דור חדש של מחברים אופטיים, TeraVERSE, המאפשרים לחבר אל השבב 32 סיבים במחבר יחיד (תמונה למעלה) בעל מירווחים של 127µm. החברה מסרה שהטכנולוגיות הקיימות היום בתעשייה מאפשרות חיבור של עד 16 סיבים לרכיבי סיליקון פוטוניקס במירווחים של 250µm. החשיבות של הטכנולוגיה בתשתיות העיבוד נעוצה בעובדה שהיא מביאה במהירות כמויות מידע גדולות אל המעבד. מהפיכת הבינה המלאכותית דורשת גידול מהיר בקצב ובכמות המידע המגיע למעבד, ולכן השאיפה היא לייצר רכיבים המתחברים אל הכ-2,000 סיבים אופטיים.
חברת Dust Photonics השלימה גיוס B בהיקף של 24 מיליון דולר, שלדברי החברה היה גבוה מהמתוכנן. הסבב הובל על ידי משקיעים קיימים וחדשים, בהם קרנות ההון-סיכון Sienna Venture Capital, Greenfield Partners, Atreides Management ו-Exor Venture. עניין המשקיעים בחברה נובע בין היתר מהצורך הגובר בפתרונות של תקשורת מהירה במרכזי נתונים לצורך יישומי AI.
מהחברה נמסר כי ההון ישמש להרחבת הייצור הסדרתי של שני שבבי הסיליקון-פוטוניקס של החברה, Carmel-4 ו-Carmel-8, המיועדים ליישומי תעבורת נתונים בקצבים של 400 ו-800 ג'יגה-ביט לשנייה – וכן לפיתוח הדור הבא המיועד לקצב כפול של 1.6 טרה-ביט לשנייה.
חברת DustPhotonics הוקמה בשנת 2017 בהשקעה ראשונית של היו”ר אביגדור וילנץ, המשמש כיו"ר, ומעסיקה כיום כ-50 עובדים במשרדיה במודיעין. מייסדיה הם קבוצת מומחים בתחום התקשורת האופטית: בן רובוביץ’ ממלאנוקס ואמפנול, ד”ר קובי השרוני ואמיר גרון שהגיעו מחברת Compass Networks ויואל שטרית שהגיע מחברת אינטל.
החברה מפתחת שבבי תקשורת למרכזי נתונים המתבססים על טכנולוגיה ייחודית של החברה בתחום הסיליקון-פוטוניקס, המאפשרת לייצר שבבי תקשורת אופטיים חסכוניים בצריכת ההספק מאחר שהם מאפשרים שימוש במקור לייזר יחיד כדי להפעיל ארבעה ערוצי תקשורת ולהשיג קצב תעבורת נתונים ברוחב-פס מאוד גבוה.
מנכ"ל החברה, רונן לווינגר, ציין כי החברה חווה גידול בהיקף זכיות התכנון. "אנחנו נרגשים מההזדמנויות בשווקי ה-AI ומחשוב הענן."
בתמונה למעלה: המחשה של החיישן של לידווייב. צילום: Lidwave
חברת Lidwave מהר חוצבים שבירושלים פיתחה טכנולוגיית LiDAR מסוג חדש לגמרי המבוסס על הקוהרנטיות של האור. הוא מייצר תמונה ארבע מימדית (4D) של הסביבה, שבה ניתן לראות את האובייקטים, את המרחק מהמצלמה של כל אובייקט בתמונה ואת הכיוון ומהירות תנועתו ביחס למצלמה (בדומה למכ"ם). אבטיפוס ראשון של החיישן החדש יוצג בתערוכת CES 2024 שתיפתח בשבוע הבא בלאס וגאס, ארה"ב. ה-LiDAR של לידווייב מגיע לטווח של יותר מ-250 מטר ומספק רזולוציה זוויתית של 0.01⁰. הוא מצריך רוחב פס הנמוך פי 30 בהשוואה לחיישנים מתחרים ועושה שימוש באלומת לייזר חלשה יותר.
מנהל הפיתוח העסקי של לידווייב, ניצן אביבי, סיפר ל-Techtime שהחברה נמצאת במגעים עם ספקיות מרכזיות של תעשיית הרכב (חברות טיר-1) אשר מבצעות איתה ניסויים משותפים בשימוש ב-LiDAR החדש. הטכנולוגיה של החברה מבוססת על מדידת שינויים באור קוהרנטי ולכן קיבלה את השם Finite Coherent Ranging – FCR. אור קוהרנטי הוא אור שבו כל הפוטונים הם בעלי פאזה זהה ומתנודדים בתדר אחיד. בניגוד לטכנולוגיות המתחרות, כמו Time of Flight – ToF ו-Frequency Modulation Continuous Wave – FMCW המתבססות על הפרדה בין המשדר והמקלט, בטכנולוגיית FCR של לידווייב שתי הפעולות מתבצעות ביחד על-גבי חיישן אחד ובאמצעות עדשה אחת.
לדברי אביבי, הטכנולוגיה מתגברת על החסרונות המובנים של טכנולוגיות ToF ו-FMCW הקיימות. חיישני ToF (כמו של אינוויז ולומינר) מבוססים על שידור פולסים של קרן לייזר, ובונים את תמונת העולם באמצעות חישוב זמני ההחזר של הפוטונים, הפוגעים באובייקטים בסביבה, וחוזרים אל הגלאי בחיישן. לאחר העיבוד הראשוני, החיישן מייצר "ענן נקודות" שממנו המעבד בונה תמונה חזותית של הסביבה. חיישני FMCW (כמו של חברת Aeva) מבצעים שידור רציף של אותות בעלי תדר משתנה (Chirp signal), כאשר המרחק של האובייקטים מחושב בהתאם להפרשי העוצמה (אמפליטודה) והמופע (פאזה) שבין האותות המשודרים לבין האותות המוחזרים. בזכות אפקט דופלר, הם גם מחשבים את מהירות האובייקט, ולכן קרויים 4D LiDARׂ.
ליבת החומרה בחיישן של Lidwave: שבב ASIC ורכיב סיליקון פוטוניקס
החסרונות המובנים של טכנולוגיות ToF ו-FMCW הקיימות
לחיישני ToF יש חסרונות רבים: כדי לייצר תמונה בעלת רזולוציה ודיוק גבוהים, יש לבצע דגימה של הסביבה בקצב מאוד גבוה מאוד (זמן חשיפה של פחות ממיליארדית השנייה), אשר מייצר "רעש" שכדי להתגבר עליו יש צורך באלגוריתמיקה מורכבת ובעוצמת עיבוד גבוהה. הם רגישים להפרעות סביבתיות כמו אור שמש, ומצריכים שימוש בקרן לייזר חזקה, בעלת עוצמה הקרובה לסף שנקבע כמסוכן לעין. אימוץ נרחב של חיישני ToF בתעשיית הרכב מייצר אתגר נוסף: כל חיישן צריך להתעלם מאותות לייזר המגיעים מהחיישנים של כלי רכב סמוכים, ויש צורך לקודד ולפענח כל אות.
חיסרון נוסף: חיישן ToF אינו מודד ישירות את מהירות האובייקט, אלא מבצע השוואה בין שתי מדידות שונות, וגם זה מצריך משאבי אלגוריתמיקה ועיבוד, ומייצר שגיאות מדידה ועיכובים בזיהוי המהירות. בשנים האחרונות מתפתחת טכנולוגיית FMCW המתבססת על התכונות הגליות של האור, אולם היא נתקלת בקשיים רבים: מדידת הפרשי פאזה בין הגל היוצא והגל החוזר היא משימה פיסיקלית מורכבת שכדי להפיק ממנה תמונה ברזולוציה ובדיוק גבוהים יש צורך במעגלי אלקטרוניקה יקרים יחסית. לכן רוב החברות המפתחות פתרונות מבוססי FMCW מתמדדות עם קשיים גדולים וחלקן לא עומד בלוח הזמנים המקורי.
לידוויב לא העניקה פרטים מלאים על הטכנולוגיה, אולם דיווחה שה-LiDAR שלה אינו דורש מדידת פאזה, אלא רק מדידת אמפליטודה באמצעות מניפולציות על התכונות הקוהרנטיות של האור. הטכנולוגיה הזאת משפרת את יחס האות לרעש (SNR), ומאפשרת לממש את החיישן בארכיטקטורת חומרה אלקטרונית פשוטה וזולה יותר. בניגוד למבנה הבי-סטטי המקובל של החיישנים (משדר נפרד ומקלט נפרד) טכנולוגיית FCR היא מונו-סטטית: השידור והקליטה מתבצעים דרך נקודה אחת (ועדשה אחת). המבנה הזה מפחית את דרישות הדיוק בקו הייצור ואת הצורך בביצוע כיול בין היחידה המשדרת ליחידה הקולטת. הוא גם מבטל את הסיכון שהמערכת תצא מכיול בשל התפשטות והתכווצות אלמנטים במערכת עקב שינויי טמפרטורה.
תמונה שהופקה על-ידי חיישן Lidwave, כפי שהיא מוצגת במערכת הסימולציה של קוגנטה
הסוד המקצועי: מנוע סיליקון פוטוניקס בשבב יחיד
מערכות מבוססות קוהרנטיות מאפשרות שימוש בעוצמת שידור נמוכה יותר ממערכות ToF, ובזכות זאת הצליחה לידוויב לייצר רכיב סיליקון פוטוניקס ייעודי (Optical Engine Silicon Photonics המיושם בשבב בודד, אשר מפשט את תהליך הייצור ומפחית עלויות. ניצן אביבי: "טכנולוגיית FCR מצליחה לעקוף כמה מהקשיים המשמעותיים ביותר בפיתוח חיישני ליידאר 4D, וההוכחה היא המהירות בה הצלחנו להציג אב–טיפוס שעובד בתנאי אמת ולא רק במעבדה. הליידאר שלנו לא דורש קו ייצור מורכב, והדבר יקל בהמשך על ייצור החיישנים במהירות ויפחית את העלויות".
חברת Lidwave הוקמה בשנת 2021 על-ידי שלושה פיזיקאים מהאוניברסיטה העברית: המנכ"ל יהודה וידאל, המדען הראשי אורי ווייס ומנהל הטכנולוגיות הראשי ד"ר יוסי קבסה. החברה נתמכת על-ידי קרנות הון סיכון, בהן: Jumpspeed Ventures ו-Sapir Venture Partners המתמקדת בחברות דיפ-טק ישראליות. במסגרת ההדגמה ב-CES 2024, היא תציג גם את השילוב של החיישן במערכת הסימולציה הסינתטית של חברת Cognata, אשר מייצרת תרחישים מלאכותיים דמויי מציאות לבדיקת התנהגות מערכות הרכב. בהמשך השנה, היא מתכננת להציג גרסה בשלה יותר של החיישן (Sample B), המספק מיפרט משופר מבחינת שדה הראייה ומספר הדגימות לשנייה (pps). הוא מותאם לשווקים נוספים מעבר לשוק הרכב, דוגמת רובוטיקה והעיר החכמה.
חברת אינטל (Intel) וחברת ניו-פוטוניקס (NewPhotonics) מפתח תקווה, הכריזו על הצלחה בשילוב טכנולוגיית התקשורת המהירה Intel 224Gbps SerDes, עם שבב Photonics Engine של ניו-פוטוניקס. השילוב של שתי הטכנולוגיות מאפשרת להביא תקשורת אופטית ישירות אל השרתים במרכז הנתונים באמצעות כבלים באורך של עד 10 ק"מ, בלא צורך במעגלי עזר להמרת ותרגום האותות האופטיים לאותות חשמליים. מנכ"ל ומייסד ניו-פוטוניקס, יניב בן חיים, אמר שהשילוב בין המקמ"ש האופטי של ניו-פוטוניקס ומקמ"ש ה-SerDes החשמלי של אינטל, יאפשר לבנות מרכזי מחשוב שהתקשורת בהן היא אופטית מלאה מקצה לקצה. פרוייקט השילוב בוצע ביחד עם קבוצת התקשורת הישראלית של אינטל, המנוהלת על-ידי נועם אבני.
המקמ"ש המהיר של אינטל נחשף בחודש מרץ 2023, ומיושם בשלב הראשון באמצעות רכיבי FPGA. הוא מבצע מודולציה מסוג PAM4-LR ומיועד לשימוש ביישומי התקשורת ההמהירים ביותר במרכזי נתונים, דוגמת 800GbE ו-1,600GbE. המקמ"ש מאפשר לקבל אותות בתקשורת טורית ולהמיר אותם לתקשורת מקבילית לצורך עיבוד, או לקבל את המידע בצורה מקבילית ולשדר אותו בערוץ טורי מהיר. השילוב בין שתי הטכנולוגיות יאפשר קישוריות ישירה של המידע האופטי אל השרתים, בלא צורך בפעולות עיבוד באמצעות DSP ושימוש בממירי אותות (ADC/DAC), בזכות העובדה שרכיב הסיליקון פוטוניקס של החברה הישראלית מבצע חלק גדול מהפעולות האלה ברמה האופטית ולא ברמת הנתונים הדיגיטליים או החשמליים.
חברת ניו-פוטוניקס הוקמה בשנת 2020 על-ידי יניב בן חיים, פרופ' יוסף בן-עזרא המשמש כמדען הראשי של החברה ועל-ידי מנהל העסקים הראשי יוסי זילברפארב. בשנת 2021 היא גייסה 26 מיליון דולר, ובשנת 2022 היא הצטרפה לקונסורציום סיליקון פוטוניקס של האיחוד האירופי וקיבלה 2.5 מיליון אירו. בין השאר, היא משתתפת בשני מאגדים של רשות החדשנות: מאגד קוונטום סיליקון פוטוניקס המתמקד בפיתוח אבני הבניין של מחשוב קוונטי פוטוני, ומאגד פוטוניקה אינטגרטיבית המתמקד בפיתוח מצע בשקיפות גבוהה בתחומי ה-IR והאור הנראה עבור יישומי סיליקון פוטוניקס.
חברת DustPhotonics ממודיעין וחברת MaxLinear האמריקאית הכריזו על מקמ"ש סיליקון פוטוניקס משותף הכולל שבב אופטי של DustPhotonics ומעבד DSP של MaxLinear, המאפשר לבצע תקשורת אופטית למרכזי נתונים בקצבי העברת מידע של 400Gb/s ו-800Gb/s, תוך כדי חסכון רב במקום, בעלות ובצריכת ההספק. ההכרזה מבטאת את השלמת התפנית העסקית שעליה הכריזה DustPhotonics באוקטובר 2021, כאשר השלימה גיוס הון שני בהיקף של 33 מיליון דולר.
החברה יצאה מתחום המקמ”שים האופטיים בין שרתים, כדי להתמקד בפיתוח שבבי סיליקון פוטוניקס. המנכ"ל רונן לווינגר, סיפר ל-Techtime שההכרזה המשותפת עם MaxLinear היא תוצאה של המהפך הזה. המקמ"ש אשר יוצג לציבור בכנס ECOC שיתקיים בספטמבר בשווייץ, מבוסס על השבב Carmel שפותח בחברה, אשר ממיר אותות חשמליים לאותות אופטיים וכולל גם משדר לייזר חסכוני המצומד אליו בטכנולוגיית Low Loss Laser Coupling – L3C של DustPhotonics.
הטכנולוגיה הזאת מאפשרת לייצר שבבי תקשורת אופטיים שמאפשרים שיפור משמעותי בצריכת ההספק של המערכת, שבהם ניתן להשתמש במקור לייזר יחיד כדי להפעיל ארבעה ערוצי תקשורת. מכיוון שרוחב הפס של כל ערוץ הוא 100Gb/s, הפתרון מספק את רוחב הפס העצום של 400Gb/s. לווינגר: "השבב כרמל מיוצר על-ידי חברת טאואר סמיקונדקטור ומופיע עם לייזר המשולב בו בצורה מאוד יעילה באמצעות טכנולוגיה ייחודית שלנו, הנמצאת גם בסיליקון וגם בתהליך ההרכבה של הרכיב. אנחנו משתמשים בלייזרים מאוד זולים ופשוטים מכיוון שהמודולציה מתבצעת על השבב עצמו".
מהו הבסיס לשיתוף הפעולה עם MaxLinear?
"לצד השבב האופטי מבוסס סיליקון פוטוניקס, המקמ"ש האופטי במרכזי הנתונים כולל גם מעבד DSP ו-Driver הדוחף את המודולטור. מקסלינאר פיתחה את מעבד Keystone אשר מופיע עם דרייבר פנימי עבור הרכיבים האופטיים, והדבר איפשר לנו לפתח פתרון בעל רמת אינגרציה גבוהה מאוד. אנחנו נמצאים כיום במגעים עם לקוחות פוטנציאליים נוספים, וביחד עם הצגת הפתרון בחודש הבא הכוונה היא גם להביא ללקוחות תכנוני ייחוס ואת כרטיסי ההערכה שלנו".
מנכ"ל DustPhotonics רונן לווינגר
חברת DustPhotonics הוקמה בשנת 2017 בהשקעה ראשונית של היו”ר אביגדור וילנץ ומעסיקה כיום כ-50 עובדים במשרדיה במודיעין. מייסדיה הם קבוצת מומחים בתחום התקשורת האופטית: בן רובוביץ’ ממלאנוקס ואמפנול, ד”ר קובי השרוני ואמיר גרון שהגיעו מחברת Compass Networks ויואל שטרית שהגיע מחברת אינטל.
גם המנכ"ל לווינגר שהצטרף לחברה בסוף 2020, מגיע עם נסיון רב בתחום: ניהול קבוצות במלאנוקס ובחברת אינוויז, שבה היה אחראי על הקמת מערך ההנדסה ובקרת האיכות של חיישני LiDAR. מאז הקמתה, החברה גייסה כ-60 מיליון דולר בהשתתפות אביגדור וילנץ וקרנות כמו וולדן, אינטל קפיטל ו-GreenField Partners. בעקבות זאת הצטרף ליפ-בו טאן מוולדן לדירקטוריון החברה. בשבוע שעבר, אגב, הוא גם מונה לחבר בדירקטוריון של חברת אינטל העולמית.
חברת טרמאונט (Teramount) הירושלמית וחברת EV Group האוסטרית פיתחו תהליך ייצור עבור המחברים האופטיים של טרמאונט, המאפשרים התחברות ישירה אל רכיבי סיליקון פוטוניקס. מנכ"ל טרמאונט, ד״ר הישאם טאהא, מסר ל-Techtime שהחברה השתמשה ביכולות של EVG, כולל המכונות וטכנולוגיות Nano Imprint Lithography – NIL, כדי לבנות מראות ועדשות על פרוסות סיליקון. "טרמאונט משתמשת בטכנולוגיה עבור פתרון PhotonicPlug כדי לפתור את בעיית החיבור של סיבים אופטיים אל שבבים פוטוניים, ובכך מקרבת את תעשיית הסיליקון פוטוניקס לייצור המוני".
חברת טרמאונט הוקמה בשנת 2015 על-ידי המנכ”ל ד״ר הישאם טאהא וסמנכ”ל הטכנולוגיות ד״ר אבי ישראל. בחודש מרץ 2021 היא השלימה גיוס הון בהיקף של 8 מיליון דולר, שנועד להביא אותה לייצור המוני. הגיוס הובל על-ידי קרן Grove Ventures והשתתף בו גם דדי פרלמוטר, לשעבר סגן נשיא בכיר באינטל העולמית וכיום יו״ר החברה. טכנולוגיית PhotonicPlug של טרמאונט מאפשרת לכל קבלן ייצור מארזים (OSAT) לחבר את הסיבים האופטיים אל שבב הסילקון פוטוניקס בלא בשימוש בציוד ייעודי (Active Alignment) יקר ומורכב. הדבר מתבצע באמצעות מבנה המקשר בין מוליכי האור אל נקודות התחברות (photonic bumps) אופטיות שממדיהן דומים לנקודות ההתחברות הסטנדרטיות של שבבי CMOS.
מרכזי נתונים העובדים במהירות האור
חברת EVG מספקת ציוד ליתוגרפיה ומטרולוגיה לתעשיית השבבים וציוד לקישור פיסות סיליקון אל יציאות המארזים (Wafer Bonding). החברה מעסיקה כ-1,100 עובדים ומשמשת גם כמשתתפת פעילה בקונסורציום Transform האירופי, אשר נועד להבטיח את שרשרת האספקה של רכיבי הספק מבוססי סיליקון קרביד עבור תעשיית השבבים האירופית. הקונסורציום כולל 34 חברות טכנולוגיה אירופיות ופועל בתקציב של האיחוד האירופי בהיקף של כ-89 מיליון אירו. טכנולוגיית NIL של החברה, היא טכנולוגיית ליתוגרפיה המאפשרת לייצר תבניות ברוחב של עד 40 ננומטר באמצעות מקור UV.
לדברי טאהא, השפעת הפתרון של החברה על התעשייה תהיה עצומה. "הוא מאפשר למרכזי נתונים ולמחשבי על להעביר מידע במהירות האור ובצריכה אנרגטית נמוכה מאוד". שיתוף הפעולה בין שתי החברות מהווה אבן דרך חשובה ביכולת של טרמאונט לעבור לייצור המוני. "אנחנו עובדים במתכונת של חברת פאבלס (Fabless), אולם המכונות האלה נמצאות בשימוש אצל קבלני משנה שנוכל להשתמש בהם לצורך ייצור המוני של המחברים".
בתמונה למעלה: אבי שטרום, מנכ"ל חטיבת החיישנים בחברת טאואר סמיקונדקטור
השבוע דיווחה חברת טאואר סמיקונדקטור (Tower) על פיתוח תהליך ייצור נוסף בתחום הסיליקון פוטוניקס, שנעשה בשיתוף עם חברת Anello Photonics הקליפורנית. הפעם מדובר ביכולת לייצר מוליכי גלים באמצעות תהליך Silicon Nitride, אשר מעבירים אור באורך גל של 1550nm (המשמש ברוב מערכות התקשורת האופטית) בנתיבים מפותלים מאוד בתוך השבב (רדיוס כיפוף של פחות מ-1 מ"מ) ובהפסדים נמוכים מאוד (0.005dB/cm). למרות שלא מדובר בתהליך ייצור סיליקון פוטוניקס הראשון המפותח בטאואר, ההכרזה מבטאת התקדמות של החברה במימוש אסטרטגיית ייצור שאפתנית מאוד.
סיליקון פוטוניקס הוא אחד מהתחומים בעלי הצמיחה המהירה ביותר בתחום השבבים. להערכת חברת Emergen Research, הוא יצמח בשנים הקרובות בשיעור של כ-22.7% בשנה, ויגיע בשנת 2027 להיקף מכירות של כ-4.6 מיליארד דולר, בהשוואה למכירות של 980 מיליון דולר בשנת 2019. אלא שכדי שהתחום הזה יעמוד בתחזיות, יש צורך בשני תנאים מוקדמים: אבני בניין טכנולוגיות המאפשרות ליישם פתרונות מורכבים, ותשתית של שירותי ייצור המעניקה גישה לטכנולוגיה גם לחברות קטנות ובינוניות.
"התחום הזה גדל בקצב מטורף"
בשיחה עם Techtime, סיפר מנכ"ל חטיבת החיישנים בחברת טאואר, אבי שטרום, שאלה הנושאים שבהם מתמקדת כיום החברה: "האסטרטגיה ארוכת הטווח שלנו היא לבנות את טאואר כקבלנית הייצור (Foundry) הראשונה בתעשייה אשר מספקת שירותי ייצור מלאים בתחום הסיליקון פוטוניקס, באמצעות המפעל שלנו בניופורט ביץ', קליפורניה. במסגרת האסטרטגיה הזאת אנחנו מוסיפים כל הזמן אבני בניין נוספות כדי להגיע למצב שבו יש לנו את כל היכולת הנדרשות לממש את היעד של התעשייה: שבב אופטי מלא המאפשר לקשר בין המרכיב החשמלי והמרכיב האופטי באמצעות שני רכיבים בלבד – אופטי וחשמלי".
כיום התעשייה מתמודדת עם הקושי לייצר את הפתרונות הדרושים. התקשורת האופטית במרכזי נתונים ותשתיות טלקום מבוססת על שימוש במחברים יקרים מאוד ועדינים, אשר כוללים רכיבים דיסקרטיים נפרדים לאיפנון, לגילוי (פוטו דיודות), ליצירת אותות אופטיים (לייזרים) ועוד. "יש צורך ב-10 רכיבים שונים שהיום מיוצרים כרכיבים דיסקרטיים. המטרה היא להגיע למערכת-על-שבב, הכוללת את כל הרכיבים האלה. אנחנו מאמינים שהתחום הזה גדל בקצב מטורף ושולי הרווח בו גבוהים מאוד, מכיוון שהחסכון בעלויות הוא עצום. השוק מצפה לזה: ככל שיש יותר תקשורת אופטית במרכזי הנתונים, צריך רכיבים קטנים וצפופים יותר".
המטרה של כל התעשייה: SoC אופטי
עד היום הכריזה טאואר על הרבה אבני בניין בדרך להגשמת היעד: דיודת לייזר מבוססת סיליקון גרמניום העובדת באורך הגל של התקשורת האופטית, פוטו דיודות המשמשות לגילוי האותות והמרתן לאות חשמלי, מודולטורים, מוליכי גלים אופטיים מסוגים שונים, ועוד. שיתוף הפעולה עם Anello Photonics ממחיש את שיטת העבודה שלה. החברה האמריקאית פיתחה טכנולוגיה המאפשרת לייצר חיישני ג'ירוסקופ בתוך שבב (Silicon Photonic Optical Gyroscope) ולא באמצעות סיבים אופטיים.
אלא שלא היה תהליך שיכול היה לייצר אותם. חברת טאואר הבינה שהיא זקוקה לתהליך כזה כדי להמשיך במימוש אסטרטגיית הייצור שלה. לפני כשנה וחצי החלו שתי החברות בפיתוח משותף של תהליך הייצור, אשר הושלם כעת, ויהיה זמין ללקוחות החל מהרבעון הראשון 2022. "הקניין הרוחני שייך להם אולם יש לנו הסכם המאפשר לנו להשתמש בו גם לצרכים של לקוחות אחרים. פיתחנו עבורם את התהליך, והדבר העניק לנו אבן בניין גנרית נוספת".
חברת DustPhotonics ממודיעין מבצעת תפנית עסקית וטכנולוגית ונוטשת את תחום פתרונות התקשורת האופטיים המהירים למרכזי נתונים גדולים, שבו התבססה מאז הקמתה בשנת 2017, ונכנסת לתחום הסיליקון פוטוניקס. כדי לממן את המהלך החדש, החברה השלימה בשבוע שעבר גיוס הון בהיקף של כ-33 מיליון דולר בהובלת Greenfield Partners ובהשתתפות אינטל קפיטל, אביגדור וילנץ ומשקיעים נוספים. גיוס ההון הקודם של החברה בוצע ב-2019, ובמהלכו היא גייסה 25 מיליון דולר בהובלת אינטל קפיטל ובהשתתפות וולדן (WRVI Capital). בעקבות הגיוס הצטרף ליפ בו-טאן אל דירקטוריון החברה.
הגיוס האחרון הוא מהלך מרכזי בתפנית עסקית שהחברה מבצעת: יציאה מתחום המקמ"שים לתקשורת אופטית בין השרתים במרכז הנתונים, שהתבססה על טכנולוגיית ההרכבה AuraDP שהיא פיתחה המאפשרת לשפר את האיכות של מחברי תקשורת אופטיים באמצעות טכניקת כיוונון מדוייקת המתאימה גם לייצור המוני. המוצרים של החברה הם מקמ"שים נשלפים המאפשרים לספק תקשורת איתרנט במהירויות של עד 400GB/s ובמרחקים של עד 100 מטר בין השרתים.
יותר מדי מתחרים גדולים
הבעיה בפעילות הזו היא שזהו תחום שיש בו הרבה מאוד מתחרים גדולים. במקום מקמ"שי תקשורת, החברה תתמקד מעתה בפיתוח טכנולוגיה המאפשרת לשלב ביעילות לייזרים מסוג אינדיום פוספיד (InP Laser) בתוך מעגלי סיליקון פוטוניקס, המיוצרים לרוב בטכנולוגיות סיליקון סטנדרטיות (CMOS). מעגלים אלה כוללים כיום בעיקר רכיבים פאסיבייים ומוליכי גלים, אולם כדי לייצר רכיבים יעילים יש צורך בתהליך ייצור קל ואמין המאפשר לשלב בהם גם דיודות לייזר.
מקמ"שים אופטיים מתוצרת DustPhotonics. נכנסת להרפתקה חדשה
מדובר בתחום הנמצא בצמיחה, וחברות ענק כמו מכון המחקר imec מחפשות פתרונות חדשים לשילוב דיודות אינדיום פוספיד בתוך רכיבי סיליקון פוטוניקס. החברה עדיין לא מספקת פרטים על תוכניותיה המדוייקות, אולם היא כבר ביצעה שינוי ארגוני, הכולל החלפת הנהלה: הנשיא רונן לווינגר (בתמונה למעלה) שהגיע לחברה לפני שנה כדי לנהל את המחקר, הפיתוח והתיפעול, מונה למנכ"ל במקומו של בן רובוביץ', שהיה מהמייסדים ועבר לתפקיד מנהל העסקים של החברה.
לווינגר אמר שגיוס ההון האחרון הוא הבעת אמון בתפנית האסטרטגית ש-DustPhotonics מבצעת. "הטכנולוגיה שלנו תכניס את הסיליקון פוטוניקס לשימוש נרחב במרכזי נתונים". להערכת החברה, הטכנולוגיה שהיא מפתחת תאפשר לספק קצבי העברת נתונים של עד 1.6Tbps. ראוי לציין שכיום נדחף שוק הרכיבים האופטיים בעיקר על-ידי השימוש הגובר בחיישנים בכל מגזרי התעשייה, ועל פי ההערכות בתעשייה הוא יצמח בשיעור של כ-5% להיקף של כ-52.7 מיליארד דולר בשנת 2025.
אלא שהתחזיות האלה אינן כוללות את הפוטנציאל הכרוך בסיליקון פוטוניקס, אשר יתממש רק בשעה שניתן יהיה לייצר ביעילות גבוהה מעגלים שלמים בעלי רכיבים אקטיביים ופסיביים. כאן הפוטנציאל העיקרי טמון בקושי הגובר של תעשיית השבבים לעמוד בתחזיות של חוק מור, ולכן קיימת ציפייה דרוכה לפיתוח פתרונות עיבוד שהם גם מהירים וגם חסכוניים בהספק – ברמות שרק האופטיקה מסוגלת לספק.
בתמונה למעלה: המנכ"ל ד״ר הישאם טאהא (משמאל) וסמנכ"ל הטכנולוגיות ד״ר אבי ישראל
חברת טרמאונט (Teramount) הירושלמית השלימה גיוס הון בהיקף של 8 מיליון דולר, אשר מיועד לממן את המעבר לייצור של מחבר אופטי מסוג חדש המאפשר ייצור זול של מוצרים אופטיים בלא צורך בציוד active alignment יקר ומורכב. קרן Grove Ventures (גרוב ונצ'רס) הובילה את הגיוס, והשתתפו בו גם Amelia Investments, דדי פרלמוטר (לשעבר סגן נשיא בכיר באינטל העולמית וכיום יו״ר טרמאונט) ומשקיעים פרטיים נוספים.
טרמאונט הוקמה בשנת 2015 על-ידי המנכ"ל ד״ר הישאם טאהא וסמנכ"ל הטכנולוגיות ד״ר אבי ישראל. החברה פיתחה טכנולוגיה מוגנת בפטנט לחיבור קווי תקשורת אופטיים (סיבים) אל השבב בצורה קלה ובטוחה יותר מאשר טכנולוגיות החיבוריות הקיימות היום. הטכנולוגיה של החברה, Photonic-Plug, מאפשרת לכל קבלן ייצור מארזים (OSAT) לחבר את הסיבים אל הסיליקון בלא בשימוש בציוד ייעודי מיוחד. הדבר מתבצע באמצעות מבנה המקשר בין מוליכי האור אל נקודות התחברות (photonic bumps) אופטיות שממדיהן דומים לנקודות ההתחברות הסטנדרטיות של שבבי CMOS.
כך למשל, הטכנולוגיה דורשת רמת דיוק בייצור של ±20µm בלבד, ולכן מאפשרת חיבוריות של הסיבים אל השבב באמצעות מכונות flip-chip סטנדרטיות. הדבר מאפשר לחבר את האופטיקה בטכנולוגיות חיבור של האלקטרוניקה, ובכך לבצע את החיבור החשמלי ואת החיבור האופטי בתהליך אחד באמצעות מכונה משותפת. טכנולוגיית סיליקון פוטוניקס מספקת מענה לדרישת רוחב הפס ומאפשרת תעבורת נתונים מהירה בתצרוכת אנרגיה נמוכה, אולם הפתרונות הקיימים היום קשים ליישום.
להערכת החברה, טכנולוגיית החיבוריות שלה משפרת פי 100 את הטולרנטיות (Tolerance) של חיבור הסיבים האופטיים לשבבי סיליקון פוטוניקס בהשוואה לטכנולוגיות קיימות בשוק, ומאפשרת אינטגרציה של עשרות סיבים אופטיים עם שבבי סיליקון פוטוניקס, בהשוואה לחיבור של סיבים בודדים כיום. היכולת הזאת חשובה במיוחד בייצור מערכות על-גבי שבב הכוללות מספר פיסות סיליקון (co-packaged platform) וכמות גדולה מאוד של חיבורים חשמליים וחיבורים אופטיים.
״הצורך ברוחב פס גבוה במרכזי הנתונים (Data Centers), מעודד את המעבר לחיבוריות אופטית, כאשר שיקולי צריכת הספק והתחממות מצריכים אינטגרציה של אופטיקה ישירות למתגי הסיליקון״, אומר ליאור הנדלסמן, שותף בכיר ב-Grove Ventures. ״אנחנו סבורים שהיעדר פתרון אמין המאפשר חיבור מאות סיבים אל שבבי המתגים במרכזי נתונים, היה עד כה הגורם המשמעותי ביותר שמנע אימוץ נרחב של מתגים מבוססי סיליקון פוטוניקס. טכנולוגיית Photonic-Plug של טרמאונט פותרת את הבעיה״.
אנו עושים שימוש בקבצי עוגיות לצרכים שיווקיים ושיפור חוויית השימוש באתר. איסוף המידע באתר נעשה באופן אנונימי, למעט בטפסי יצירת קשר והרשמה לניוזלטר בהם אתם מתבקשים למלא פרטים אישיים. אנו עושים שימוש במגוון תוכנות לאיסוף וניתוח אנליטי של הנתונים באופן אנונימי לרבות: גוגל אנליטיקס, פייסבוק פיקסל ועוד.
What personal data we collect and why we collect it
We collect anonymous data on visitors in this website for business purposes such as enhancing user experience, digital marketing and search engine optimization.
We collect personal data such as email address and names on various forms – all forms present in this website include consent checkboxes and clear reason for collecting the data: general inquiries on our products, newsletter subscription, professional inquiries job applications. All forms are designed in accordance with GDPR requirements.
Comments
When visitors leave comments on the site we collect the data shown in the comments form, and also the visitor’s IP address and browser user agent string to help spam detection.
An anonymized string created from your email address (also called a hash) may be provided to the Gravatar service to see if you are using it. The Gravatar service privacy policy is available here: https://automattic.com/privacy/. After approval of your comment, your profile picture is visible to the public in the context of your comment.
Media
If you upload images to the website, you should avoid uploading images with embedded location data (EXIF GPS) included. Visitors to the website can download and extract any location data from images on the website.
Contact forms and newsletter
We use Gravity Forms as our platform of choice for all forms present in this website. Forms present in this website have been modified to fit GDPR requirements.
Unless specifically specified and approved by visitor, we do not use the collected data for marketing purposes.
We use Mailchimp to collect email addresses and send periodical marketing materials to our customers.
Handling and management of all email addresses and mailing operations is conducted under GDPR terms and guidelines provided by Mailchimp.
All subscribers are able to change their subscriptions preferences or unsubscribe at any given time.
Techtime has accepted the Data Processing Addendum agreement provided by Mailchimp for all its Mailchimp accounts.
All our lead collection forms have been altered in accordance with GDPR requirements and now include unchecked checkboxes in order to accept the explicit consent of the user prior to form submission.
Cookies
If you leave a comment on our site you may opt-in to saving your name, email address and website in cookies. These are for your convenience so that you do not have to fill in your details again when you leave another comment. These cookies will last for one year.
If you have an account and you log in to this site, we will set a temporary cookie to determine if your browser accepts cookies. This cookie contains no personal data and is discarded when you close your browser.
When you log in, we will also set up several cookies to save your login information and your screen display choices. Login cookies last for two days, and screen options cookies last for a year. If you select “Remember Me”, your login will persist for two weeks. If you log out of your account, the login cookies will be removed.
If you edit or publish an article, an additional cookie will be saved in your browser. This cookie includes no personal data and simply indicates the post ID of the article you just edited. It expires after 1 day.
Embedded content from other websites
Articles on this site may include embedded content (e.g. videos, images, articles, etc.). Embedded content from other websites behaves in the exact same way as if the visitor has visited the other website.
These websites may collect data about you, use cookies, embed additional third-party tracking, and monitor your interaction with that embedded content, including tracing your interaction with the embedded content if you have an account and are logged in to that website.
Analytics
We use Google Analytics regularly for monitoring user behavior and traffic sources and utilize the gathered information for enhancing user experience and for business purposes.
The use of Google Analytics in done according to GDPR terms and guidelines provided by Google.
Legal Entity: Techtime.
Primary Contact (a.k.a. “Notification Email Address”): [email protected] – this email is designated for receiving notices under the Google Ads Data Processing Terms.
Who we share your data with
We use various cloud platforms and third party providers for the purpose of operating this website.
We do not share or sell your data for any commercial purpose other than specified above.
We use the following processors for the operating this website and executing related digital marketing campaigns:
WP Engine – Hosting Provider
Cloudflare – Cloud based security and web performance processor.
Google Cloud Platform – data centers provider for WP Engine
Sucuri – Website security provider
Mailchimp – Newsletter service provider
Google Analytics, Adwords, Webmasters
Facebook – We use Facebook for advertising and place tracking code on our website for enhancing digital marketing campaigns (i.e – Facebook Pixel).
Planwize Ltd – Digital Marketing Agency.
How long we retain your data
If you leave a comment, the comment and its metadata are retained indefinitely. This is so we can recognize and approve any follow-up comments automatically instead of holding them in a moderation queue.
For users that register on our website (if any), we also store the personal information they provide in their user profile. All users can see, edit, or delete their personal information at any time (except they cannot change their username). Website administrators can also see and edit that information.
What rights you have over your data
If you have an account on this site, or have left comments, you can request to receive an exported file of the personal data we hold about you, including any data you have provided to us. You can also request that we anonymize or erase any personal data we hold about you. This does not include any data we are obliged to keep for administrative, legal, or security purposes.
Request for Receiving Data Associated with One’s Email Address
Users may request to receive access to all related information submitted to this website for their review.
In accordance with GDPR compliance, user may further request the anonymization of such data.
In order to request access for all data associated with a given email address, users may submit the request here. Users then receive an email with a link to a page with all related information.
The link is valid for 24 hours. Users may submit additional request for the same email address once in every 24 hours.
A request for anonymization should be sent separately: User may select the data he or she wishes the site owner to anonymize so it cannot be linked to his or her email address any longer. An email confirmation will be sent once linked data has been successfully anonymized.
Where we send your data
Visitor comments may be checked through an automated spam detection service. All our processors and third party providers comply with GDPR requirements and apply privacy by design and necessary measure to ensure that personal data is being processed and handled in accordance with requirements. The list of our third party service providers and processors is listed above.
Contact information
For all privacy-specific concerns inquiries, you may contact us at [email protected]
How we protect your data
We use rigorous practices in order to protect our website and data collected, as well as world class cloud and hosting providers.
Communication between visitor and the server is encrypted using SSL.
The site is protected with web application firewall and is undergoing daily security scans, regular software updates by a dedicated team in order to minimize the risk of data breach.
What data breach procedures we have in place
Once a data breach is detected, our providers execute a dedicated standard operational procedure in order to assess the scope and potential damage, provide immediate remedy, patch any potential security holes and notify users who may be affected by the breach.
We may contact affected users with one or more form of communication within 72 hours and provide the needed information as to the scope of the data breach and actions taken.
What third parties we receive data from
We do not receive data from third parties for our marketing campaigns.
What automated decision making and/or profiling we do with user data
We may apply remarketing/retargeting methods while conducting online advertising using Google Facebook and the likes.
The above is conducted by applying various tracking codes into our website in order to track and retarget users based on
By visiting and using this website you are hereby provide your consent for the use of the above means and methods.
