Los centros de datos de IA están devorando electricidad. En 2023 consumieron el 4,4% de toda la energía de Estados Unidos, y las proyecciones no dejan de subir. El culpable es el cobre: mover datos entre chips a alta velocidad desperdicia una enorme cantidad de energía. La solución pasa por sustituir las señales eléctricas por luz. Una empresa japonesa que probablemente nunca has oído nombrar ha entrado en esta carrera, y su estrategia para enfrentarse a TSMC consiste, precisamente, en no enfrentarse a TSMC.

La apuesta audaz de Shinko Electric: convertirse en la "OSAT fotónica" del mundo

En febrero de 2026, Shinko Electric Industries, un fabricante de sustratos de empaquetado de semiconductores con sede en Nagano, Japón, presentó una nueva y ambiciosa estrategia. La empresa aspira a convertirse en una "OSAT de convergencia fotónica-electrónica" (empresa subcontratista de ensamblaje y prueba de semiconductores), un fabricante especializado que ensambla y prueba dispositivos que fusionan luz y electricidad en un solo paquete de chip.

Shinko quiere ser la fábrica que construya la próxima generación de chips, aquellos que usan haces de luz en lugar de cables eléctricos para mover datos, reduciendo drásticamente el consumo de energía.

La empresa ya es un proveedor importante de sustratos de empaquetado de semiconductores para gigantes globales como Intel y AMD, con más del 80% de sus ingresos provenientes del extranjero. Además, opera como OSAT, manejando el montaje y las pruebas de chips IC. También tiene experiencia fabricando módulos de cámara y componentes ópticos para comunicaciones, lo que significa que sabe trabajar tanto con electricidad como con luz.

¿Qué es la convergencia fotónica-electrónica?

Imagina esto: dentro de un centro de datos de IA moderno, miles de GPUs se comunican entre sí a través de cables de cobre. A medida que aumentan las velocidades de datos, estas conexiones pierden calidad de señal rápidamente. Para compensar, los chips necesitan circuitos de corrección que consumen mucha energía. En los ASICs de conmutación de gran capacidad, que consumen más de 500 vatios cada uno, aproximadamente el 30% de esa potencia se destina únicamente al procesamiento de señales de entrada/salida.

La "convergencia fotónica-electrónica" (光電融合 o "hikari-den yugo" en japonés) reemplaza algunas de esas vías de cobre por señales de luz. Las señales luminosas no se degradan con la distancia como las eléctricas, lo que significa que requieren mucha menos energía para transmitir datos de manera confiable.

Los números lo cuentan. Según el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, los centros de datos de Estados Unidos consumieron unos 176 TWh de electricidad en 2023, el 4,4% del total nacional. El mismo informe proyecta que esa cuota llegará a entre el 6,7% y el 12% en 2028. La crisis energética de la computación es real, y la tecnología fotónica es una de las respuestas más prometedoras.

CPO: llevar la luz justo al lado del chip

La implementación más prometedora de la convergencia fotónica es CPO, Co-Packaged Optics (Óptica co-empaquetada). En lugar de colocar los transceptores ópticos lejos del procesador, CPO monta "motores ópticos" directamente en el mismo sustrato que el ASIC de conmutación.

En los ejemplos de desarrollo de TSMC, CPO reduce la distancia entre el IC de conmutación y el motor óptico de más de 100 mm a solo 10 mm. Solo este acortamiento puede reducir el consumo total de energía del sistema aproximadamente a la mitad.

El mercado de interconexiones ópticas en centros de datos de IA alcanzó los $9.940 millones en 2025 y se proyecta que llegue a $31.000 millones para 2033. CPO es el segmento de más rápido crecimiento.

La ventaja de TSMC, y sus limitaciones

TSMC se ha establecido como el jugador dominante en fabricación fotónica-electrónica, anunciando planes para productos de fotónica de silicio de primera y segunda generación en 2025 y 2026. NVIDIA ya está trabajando con TSMC en switches equipados con CPO para disponibilidad comercial en 2026.

Pero la dominancia de TSMC crea un problema: riesgo de monopolio. Cuando una sola empresa controla la fabricación de una tecnología crítica, todos los clientes son vulnerables.

La estrategia de Shinko: "No luchamos contra TSMC de frente"

El enfoque de Shinko es refrescantemente realista. Yasushi Araki, director ejecutivo de desarrollo, lo explicó claramente: "No intentamos vencer a TSMC en combate directo."

En cambio, Shinko apunta a cuatro ventajas específicas:

Trabajo de lotes pequeños y prototipos: TSMC se destaca en producción masiva pero no está preparado para pedidos pequeños de startups o prototipos de I+D. Shinko busca capturar estas oportunidades de nicho.

Demanda de segunda fuente: Incluso NVIDIA y Broadcom reconocen que depender de un solo fabricante es arriesgado. Quieren proveedores de respaldo, y Shinko se posiciona como esa segunda o tercera opción confiable.

Flexibilidad de diseño y soporte al cliente: Mientras la fortaleza de TSMC es la tecnología de proceso de vanguardia, Shinko ofrece más libertad en el diseño de sustratos y un soporte más personalizado. Un servicio integral desde el diseño de CPO hasta el ensamblaje y las pruebas.

Experiencia en alineación óptica: La parte más difícil de la fabricación CPO es conectar fibras ópticas a chips PIC con una precisión de alineación un orden de magnitud superior a los productos ópticos convencionales. Shinko puede construir su propio equipo de alineación activa internamente.

IOWN de NTT: la gran visión detrás de la convergencia fotónica

La iniciativa IOWN (Innovative Optical and Wireless Network) de NTT busca revolucionar toda la infraestructura de información, desde redes hasta computación, utilizando tecnología de luz. El objetivo final: reducir el consumo de energía a 1/100 de los niveles actuales.

NTT lo despliega en etapas:

  • IOWN 1.0 (2023–presente): Servicios comerciales de "Red Todo-Fotónica" a 800 Gbps.
  • IOWN 2.0 (2025–2026): Conexiones ópticas dentro de centros de datos. Switches fotónicos comerciales previstos para 2026 en colaboración con Broadcom.
  • IOWN 3.0 (2028–2030s): Luz dentro de las conexiones entre chips e intra-chip. La tecnología propietaria "fotónica de membrana" de NTT puede crear estructuras de semiconductores compuestos de solo 0,3 micrómetros de espesor.

La carrera global por las interconexiones ópticas

NVIDIA desplegará CPO en sus switches de próxima generación en 2026, con hasta 409,6 Tb/s de ancho de banda en 512 puertos de 800 Gb/s. Al montar los motores ópticos directamente sobre el ASIC del switch, la compañía asegura reducir el consumo hasta 3,5 veces y multiplicar por 10 la resiliencia.

Intel demostró el primer chiplet de interconexión óptica de computación totalmente integrado de la industria, soportando transferencia bidireccional de 4 Tbps.

OCI MSA: un grupo de estándares anunciado el 12 de marzo de 2026 por AMD, Broadcom, NVIDIA, Meta, Microsoft y OpenAI, que desarrolla una especificación abierta de capa física óptica, agnóstica al protocolo, para las interconexiones de escalado en centros de datos de IA. Está diseñada para transportar tanto NVLink, de NVIDIA, como el estándar UALink que impulsan AMD y Broadcom. La GEN1 parte de cuatro longitudes de onda a 50 Gbps NRZ (200 Gbps por dirección) y su hoja de ruta escala hasta 3,2 Tb/s por fibra y dirección. Que estos rivales se sienten a la misma mesa dice bastante sobre lo duro que se ha vuelto el muro del cobre.

Ayar Labs, una startup de Silicon Valley respaldada por AMD, Intel y NVIDIA, se asoció con Alchip de Taiwán para producir soluciones CPO para hiperescaladores de IA.

¿Dónde encaja Japón en el panorama global?

Según análisis del Instituto de Investigación Estratégica de Mitsui, las empresas japonesas tienen fuertes posiciones competitivas en varias áreas críticas para CPO: tecnología de alineación de fibra óptica, materiales resistentes al calor y sustratos de vidrio.

Además de Shinko, empresas como AGC y DNP están desarrollando sustratos con guías de ondas ópticas integradas. La profunda cantera de fabricantes japoneses de materiales y componentes podría convertirse en un activo significativo en la cadena de suministro de CPO.

El desafío, sin embargo, es pasar de "proveedor" a "socio de co-desarrollo". El liderazgo en diseño de CPO actualmente reside en NVIDIA y Broadcom.

Conclusión: la luz es el futuro de la infraestructura de computación

La revolución de la IA ha expuesto un problema fundamental: nuestra infraestructura depende de conexiones de cobre que desperdician enormes cantidades de energía. La convergencia fotónica-electrónica, y específicamente CPO, ofrece uno de los caminos más prometedores.

La entrada de Shinko Electric en este mercado no se trata de derrocar a TSMC, se trata de construir una cadena de suministro más saludable y diversificada para una tecnología que toda la industria necesita urgentemente.

En Japón, la conversación sobre la convergencia fotónica ha pasado de "proyecto de investigación de NTT" a "tecnología crítica de infraestructura de IA". El consumo energético de los centros de datos es un desafío global, ¿cómo lo está abordando tu país? ¿Existen esfuerzos similares para generalizar las interconexiones ópticas? ¡Nos encantaría conocer tu perspectiva!

Referencias